El único lugar donde depende la industria mundial de semiconductores

Spruce Pine alberga la mina de cuarzo más puro del mundo y Sibelco es la empresa que refina el cuarzo más fino para la industria de los semiconductores.

Apalaches y pinos pícea: esta tierra no es fértil; el centro solo cuenta con una estación de tren, unas pocas casas de ladrillo de dos pisos y un cine cerrado hace tiempo. Sin embargo, las montañas circundantes son ricas en minerales valiosos, algunos de ellos para uso industrial, especialmente cuarzo.

Sin embargo, a diferencia de cualquier otro cuarzo del planeta, el de pino abeto contiene el cuarzo natural más puro. Esta deposición excepcionalmente superior de partículas de dióxido de silicio desempeña un papel vital en la producción del silicio utilizado para fabricar chips semiconductores.

Glover, un geólogo jubilado que dedicó décadas a la búsqueda de minerales valiosos en las laderas y valles de los Apalaches y las montañas Spruce Pine, comentó: «Aquí es una industria multimillonaria», declaró Glover a Wired entre risas. «Nadie lo notaría conduciendo por aquí, y probablemente nunca lo sabrá».

Complejo de plantas de Sibelco en Spruce Pine. Foto: Sibelco

En el siglo XXI, la arena ha cobrado mayor importancia que nunca, especialmente en la industria de los semiconductores. La mayor parte de la arena del mundo está compuesta de cuarzo, una forma de dióxido de silicio, también conocido como sílice. Las partículas de dióxido de silicio de alta pureza son una materia prima esencial para la fabricación de chips de computadora, cables de fibra óptica y otros equipos de alta tecnología. La cantidad de cuarzo utilizada para estos productos es minúscula en comparación con las montañas de cuarzo que se utilizan para mejorar el hormigón o el suelo. Pero su impacto es inmensurable en la era digital.

Refinar cuarzo puro es muy difícil, pero Spruce Pine cuenta con un enorme yacimiento de cuarzo y se considera el más puro del mundo. Es el resultado de una historia geológica única, cuando hace unos 380 millones de años, los movimientos geológicos entre el continente africano y América generaron fricción con temperaturas superiores a los 2000 grados Celsius, lo que provocó la fusión de capas de roca, llamadas pegmatitas. Cien años después, esta roca fundida, enterrada a gran profundidad, se enfrió y recristalizó. Gracias a la actividad geológica, comenzó a ascender a la superficie.

Durante años, los lugareños extrajeron pegmatitas, las trituraron con herramientas manuales o maquinaria rudimentaria y separaron el feldespato y la mica para su uso, dejando el cuarzo como "basura", apto solo para arena de construcción o desechado. Pero a mediados de la década de 1950, a miles de kilómetros de distancia, en Carolina del Norte, un grupo de ingenieros en California comenzó a investigar el cuarzo puro para semiconductores.

En aquella época, el mercado de transistores estaba en pleno auge. Texas Instruments, Motorola y otras empresas se apresuraron a crear transistores más pequeños y eficientes para su uso en computadoras. Entre los materiales utilizados en los transistores se encontraban el germanio y el silicio.

Sibelco extrae mineral de cuarzo en Spruce Pine. Foto: Sibelco

El gran avance se produjo en 1959, cuando Robert Noyce y sus colegas de Fairchild Semiconductor descubrieron cómo integrar múltiples transistores en una pieza de silicio de alta pureza del tamaño de una uña. La NASA eligió los microchips de Fairchild para su programa espacial, y a partir de entonces, las ventas de chips de la compañía crecieron rápidamente.

La creación de estos chips es un proceso muy complejo. Requieren esencialmente silicio puro, ya que la más mínima impureza puede arruinarlo todo. El silicio es fácil de encontrar porque es uno de los elementos más abundantes en la Tierra. Sin embargo, requiere mucha extracción. Usar cuarzo puro ahorraría tiempo y dinero.

Normalmente, la arena se cuece en un horno eléctrico a altas temperaturas para crear una reacción química que separa la mayor parte del oxígeno, dejando un silicio con una pureza del 99 %. Sin embargo, esto no es suficiente. El silicio para paneles solares debe tener una pureza del 99,999999 %, mientras que los chips de computadora son aún más exigentes: 99,99999999999 %. Pero con el cuarzo de pino abeto, la pureza puede alcanzar el 99,998 %, incluso el 99,9992 %, un factor que reduce significativamente el coste de la separación de impurezas.

Cuarzo después de su refinamiento. Foto: Sibelco

Pero incluso con cuarzo puro, no todos pueden refinar silicio puro. «La economía moderna se basa en una sola calle en Spruce Pine, que conduce a las instalaciones de Sibelco North America, una empresa que extrae y refina cuarzo de altísima pureza», declaró a Tom’s Hardware Ethan Mollick, profesor de IA y semiconductores en la Escuela de Negocios Wharton de la Universidad de Pensilvania.

En su sitio web, Sibelco también afirma ser «el único proveedor de cuarzo para el refinado de obleas de silicio en la fabricación de chips». Sin embargo, su existencia no es tan conocida como la de TSMC, Intel, ASML o Samsung en el sector de los semiconductores.

La singularidad de Sibelco, según algunos expertos, se demuestra en el hecho de que el cuarzo fundido que produce ofrece propiedades ópticas, mecánicas y térmicas "excelentes" para la fabricación de semiconductores, células fotovoltaicas en paneles solares y fibras ópticas en cables de telecomunicaciones.

Según Mollick, la importancia de Sibelco en particular y de Spruce Pine en general es enorme. Citando el libro de Conway, The Material World, publicado en X el 24 de marzo, argumenta que la producción de chips de computadora se detendría si algo malo ocurriera en Spruce Pine o en el cielo.

"Independientemente del motivo, cualquier cierre o interrupción repentina de las operaciones de extracción de cuarzo en Spruce Pine podría provocar un incidente 'bastante catastrófico' que podría retrasar la producción de chips durante años", añadió Mollick.

Bao Lam

Enlace de origen: https://vnexpress.net/noi-duy-nhat-nganh-ban-dan-the-gioi-phu-thuoc-4726613.html