Genau mit seinen schlappen 1,6% Weltmarktanteil und der Tatsache 95% seines Bedarfes zu importieren hat man es dem Westen echt voll gezeigt.
Es mag evtl. an einigen Stellen technisch substituierbar sein, aber selbst dann reden wir schnell von Jahren schlicht weil die Anlagen erstmal entwickelt werden müssen. An anderer Stelle nutzt man aber die Flüchtigkeit des Heliums aus, da wirds extrem schwierig überhaupt Ersatz zu finden.
Die reine Flüchtigkeit dürfte nur bei Dichtigkeitsprüfungen eine Rolle spielen, oder?
Da ist Helium in der Tat schwer zu ersetzen. Nichts anderes kann so feine Lecks so schnell aufdecken und das in dieser Hinsicht zweitbeste Gas, Wasserstoff, will man nicht in ungeprüften Anlagen verwenden. Aber: Es gibt wohl kaum einen Bereich, in dem Recycling statt Verbrauch so leicht wäre, wie bei Dichtigkeitstests.
Helium wird auch in der Medizin zum Engpass wenn ich die Berichte dazu richtig lese. Etwas was mir gerade ein wenig mehr sorgen macht als die Produktion von Halbleitern.
Meinem Wissen nach Helium keine direkte medizinische Anwendung, sondern wird ausschließlich zur Kühlung von MRTs benötigt. Das zwar in sehr großen Mengen, aber auch hier gilt wieder: Auffangen, wiederverwenden.
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Quatsch, Helium Recovery ist eigentlich überall wo ich gearbeitet habe Standard. Ich hoffe mal in der Halbleiterfertigung gilt das auch - in der Forschung geht es nicht anders, Budget und so.
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Helium ist inert und leicht, und kommt daher einfach wieder aus der Vakuumanlage raus. Argon dauert deutlich länger wieder beim abpumpen, Stickstoff ist ok. Beides bekommt man nicht so einfach ultra rein - bei Helium kann man einfach auf 4 Kelvin runterkühlen, dann ist sämtliche Kontamination ausgefroren.
Es hat schon Gründe warum Helium verwendet wird, und es ist nicht, dass es billig ist, denn hochreines Helium ist ziemlich teuer.
Ich weiß nicht, wo du überall gearbeitet hast. Aber Berichte über Heliumverbrauch weisen seit Jahren daraufhin, dass geschlossene Kreisläufe weder in der Medizin noch in der Industrie üblich sind und in der Forschung kann man teils froh sein, wenn der Einsatzbereich halbwegs geschlossen ist und nicht einfach mit einer größeren Spülmenge gearbeitet wird. Übergreifende Beurteilung der US-Regierung 2023:
"Recycling: In the United States, helium used in large-volume applications is seldom recycled. Some low-volume or liquid boil-off recovery systems are used. In the rest of the world, helium recycling is more common."
Und ich bleibe dabei: Der Grund dafür sind die Preise. Mittlerweile zahl man bei Linde immerhin 30 Cent pro barl in Elektronikqualität. Aber selbst da kann man sich noch einiges an Verbrauch leisten, ehe man die Kosten einer Rückgewinnung wieder drin hat. Vor 10 Jahren lagen die Heliumpreise bei weniger als der Hälfte, vor 20 Jahren bei einem Viertel des heutigen Niveaus. Da haben viele halt gar keinen zweiten Gedanken daran verschwendet. Wenn ich grob für die gemunkelten Preise für aktuelle High-End-Wafer überschlage, kann man mehrere m³ Helium pro Stück verbrauchen (statt gebrauchen und recyceln), ohne dass die Belichtungskosten um mehr als 10 Prozent ansteigen würden (was geschätzt weniger als 2 Prozent Endkundenpreisunterschied wäre). Das entspricht einer 90 m hohen Säule He über jedem einzelnen Chip. Real wird das Gas aber nur zur Spülung der Anlage bei Inbetriebnahme benötigt, nicht als Teil der Fertigung selbst.
Bezüglich Kontaminationen: Wenn du über simple Temperaturabscheidung* gehst, dann verbleiben nur Elemente mit noch niedrigerem Siedepunkt und das sind wenige. He, H2, Ne, N2 und Ar verdampfen @1 bar bei -252/-246/-195/-185 °C. H2 kriegt man durch Reaktion mit O2 entfernt, welches schon bei -184 °C rauskondensiert. Es bleiben vier Gase, die aus Sicht der meisten Anwendungen alle gleich inert sind. Einzig die Diffusionsgeschwindigkeit macht stellenweise einen Wartezeit-Unterschied. Wenn Ar für deine Zwecke zu träge, N2 aber okay ist (= "besser als die steigenden Heliumpreise"), dann nimmst du ein H2-befreites -196-°C-Destillat. Das wird kein reiner Stickstoff sein, sondern nur zu 99,9_ Prozent. Aber der Rest sind Helium und Neon und wenn 100 Prozent Helium für dich wünschenswert waren, wieso sollten dann 0,0_ Prozent Helium ein Problem sein?
* Disclaimer: Vereinfachte Darstellung. Wenn man wirklich perfekte Reinheit beanspruchen möchte, ist nicht der Siedepunkt, sondern ein Dampf- respektive Sublimationsdruck von exakt 0 entscheidend. Was bei Grenzwertprozessen ein praktisches Problem aufwirft.
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) ein üppiges Wachstum des Verbrauchs. Halbleiter wiegen schwer.
