El único lugar donde depende la industria mundial de semiconductores

Spruce Pine alberga la mina de cuarzo más pura del mundo y Sibelco es el refinador de cuarzo líder para la industria de semiconductores.

Apalaches y Pino Pícea: esta región no es una zona adinerada; el centro de la ciudad consta únicamente de una estación de tren, unas pocas hileras de edificios de ladrillo de dos plantas y un cine cerrado hace tiempo. Sin embargo, las montañas circundantes son ricas en minerales valiosos, algunos de ellos para uso industrial, en particular cuarzo.

Sin embargo, a diferencia de cualquier otro tipo de cuarzo de la Tierra, el pino abeto contiene el cuarzo natural más puro. Esta deposición excepcionalmente superior de partículas de dióxido de silicio desempeña un papel crucial 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 depresiones de las cordilleras de los Apalaches y el Pino Pícea, evaluó: «Es una industria multimillonaria aquí», declaró Glover a Wired con una sonrisa cordial. «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 materias primas esenciales 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 pequeña en comparación con las grandes cantidades 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 extremadamente difícil, pero Spruce Pine cuenta con un enorme yacimiento de lo que se considera el cuarzo más puro del mundo. Es el resultado de una historia geológica única; hace aproximadamente 380 millones de años, los movimientos geológicos entre los continentes africano y americano generaron fricción con temperaturas superiores a los 2000 grados Celsius, fundiendo capas de roca conocidas como pegmatita. 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 pegmatita, triturándola con herramientas manuales o maquinaria rudimentaria, separando el feldespato y la mica para su uso, mientras que el cuarzo se consideraba "basura", apto solo para arena de construcción o desechado. Sin embargo, a mediados de la década de 1950, a miles de kilómetros de 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 iniciaron una carrera para crear transistores más pequeños y eficientes para su uso en computadoras. Algunos de los materiales presentes en los transistores eran 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 encontraron la manera de integrar múltiples transistores en una pieza de silicio de alta pureza del tamaño de una uña. La NASA seleccionó los microchips de Fairchild para sus programas de exploración espacial, y desde entonces, las ventas de chips de la compañía se han disparado.

Crear esos chips es un proceso increíblemente complejo. Básicamente, requieren silicio puro, ya que incluso la más mínima impureza lo arruina todo. Encontrar silicio es fácil porque es uno de los elementos más abundantes en la Tierra. Sin embargo, requiere muchos pasos de extracción. Usar cuarzo puro reduciría significativamente el tiempo y el costo.

Normalmente, la arena se calienta en un horno eléctrico a altas temperaturas para inducir una reacción química que elimina la mayor parte del oxígeno, conservando el silicio con una pureza del 99 %. Sin embargo, esto no es suficiente. El silicio para paneles solares debe tener una pureza del 99,999999 %, y para chips de computadora, los requisitos son aún más estrictos: 99,99999999999 %. Pero con el cuarzo de pino abeto, la pureza puede alcanzar el 99,998 %, o incluso el 99,9992 %, un factor que reduce significativamente el coste de la eliminación de impurezas.

Cuarzo después de su refinamiento. Foto: Sibelco

Pero incluso con cuarzo puro, no todos pueden refinar silicio puro. «La economía moderna se asienta sobre una sola carretera en Spruce Pine, que conduce a las instalaciones de Sibelco North America, una empresa que extrae y refina cuarzo de ultraalta pureza», declaró a Tom's Hardware el profesor Ethan Mollick, experto en investigación de IA y semiconductores de 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 la industria de los semiconductores.

Algunos expertos creen que el dominio de Sibelco queda demostrado por el hecho de que el cuarzo fundido que produce ofrece propiedades ópticas, mecánicas y térmicas "excelentes" para la producción 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 inmensa. Citando el libro de Conway *The Material World*, publicado en X el 24 de marzo, argumenta que la producción de chips de computadora se agotaría si algo malo ocurriera en Spruce Pine o en sus cielos.

"Independientemente del motivo, cualquier cierre o interrupción repentina de las operaciones de extracción de cuarzo en Spruce Pine podría causar un incidente 'bastante catastrófico', lo que podría ralentizar el sector de fabricación de chips durante años", agregó Mollick.

Bao Lam

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