طوفان هلن پس از رسیدن به فلوریدا در شامگاه ۲۶ سپتامبر، به شدت بر ۱۰ ایالتی که از آنها عبور کرده تأثیر گذاشته است. به گفته مقامات آمریکایی، این دومین طوفان مرگبار در ایالات متحده در ۵۰ سال گذشته، پس از کاترینا، است.

هلن همچنین باعث تعطیلی دو معدن در اسپروس پاین، کارولینای شمالی، متعلق به SCR-Sibelco و کوارتز شد که حدود چهار پنجم کوارتز با بالاترین کیفیت جهان را تولید می‌کنند. کوارتز یک ماده کلیدی در تولید نیمه‌هادی‌ها است.

تولیدکنندگان تراشه در شرق آسیا در تلاشند تا تأثیر تعطیلی معدن اسپروس پاین را ارزیابی کنند و این موضوع نشان می‌دهد که چگونه حتی گوشه‌های کوچکی از زنجیره‌های تأمین جهانی امروزی می‌توانند آسیب‌پذیری‌های پنهانی را در خود جای دهند.

کوارتز در تولید نیمه هادی

کوارتز در ساخت نیمه‌هادی‌ها و پنل‌های خورشیدی استفاده می‌شود و برای ایجاد بوته‌هایی که در آن‌ها سیلیکون گرم، ذوب و به یک ساختار تک کریستالی تبدیل می‌شود و نیمه‌هادی‌ها را ایجاد می‌کند، استفاده می‌شود. این روش Czochralski نامیده می‌شود که به نام دانشمند لهستانی نامگذاری شده است که بیش از یک قرن پیش به طور تصادفی این ساختار را کشف کرد، زمانی که یک قلم را به جای جوهر در یک بوته مذاب فرو برد.

هرگونه ناخالصی در بوته می‌تواند نقص‌های ناخواسته‌ای را در سیلیکون ایجاد کند، بر مدار چاپی تأثیر بگذارد و خطر تراشه‌های معیوب را افزایش دهد. به همین دلیل است که کوارتز که در دماهای بالا پایدار است و به راحتی با سایر مواد واکنش نمی‌دهد، به تضمین کیفیت سیلیکون کمک می‌کند.

چرا کوارتز کارولینای شمالی خاص است؟

به گفته سیبلکو، کوارتز معادن اسپروس پاین از خالص‌ترین کوارتزهای جهان است، احتمالاً به این دلیل که کوارتز صدها میلیون سال پیش در شرایط کمبود آب تشکیل شده است. کمبود آب به این معنی بود که ناخالصی‌های کمتری هنگام تشکیل این ماده معدنی وارد شده است.

به گفته اد کانوی، روزنامه‌نگار و نویسنده کتاب «دنیای مواد»، خلوص نادر کوارتز کاج صنوبر تضمین می‌کند که سیلیکون تولیدی آن بی‌عیب و نقص خواهد بود و آن را به بخش حیاتی زنجیره تامین نیمه‌هادی جهانی تبدیل می‌کند.

تعطیلی معادن چه تاثیری بر صنعت تراشه دارد؟

میزان تأثیر بستگی به این دارد که بازگشایی معادن و مسیرهای حمل و نقل با دنیای خارج چقدر طول می‌کشد.

2mh0z87g.png
خسارات ناشی از طوفان هلن در نزدیکی شهر اسپروس پاین، که بخش عمده‌ای از کوارتز با خلوص بالا مورد استفاده در تولید نیمه‌هادی‌ها را تأمین می‌کند. عکس: باربارا ای. استگ

غول‌های تراشه‌سازی، سامسونگ الکترونیکس، اینفینئون تکنولوژیز، اس‌کی هاینیکس و TSMC، اعلام کردند که فعالیت‌هایشان در حال حاضر به‌طور قابل‌توجهی تحت تأثیر قرار نگرفته است. تولیدکنندگان ویفر سیلیکونی، شین-اتسو کمیکال، سامکو و گلوبال ویفرز، به‌طور مستقیم‌تری تحت تأثیر قرار گرفته‌اند.

طبق گزارش شرکت تحقیقاتی SemiAnalysis، برخی شرکت‌ها موجودی زیادی دارند، اما اگر وضعیت Spruce Pine ادامه یابد، ممکن است آنها به دنبال تنوع بخشیدن به عرضه کوارتز خود باشند که به نفع Sibelco و رقبای Quartz خواهد بود.

اسپروس پاین نیز مانند مناطق اطراف، با آسیب‌های زیرساختی از جمله سیل، قطعی برق، بسته شدن جاده‌ها و اختلالات ارتباطی دست و پنجه نرم می‌کند. SCR-Sibelco و Quartz در تلاشند تا با تمام کارمندان محلی که بسیاری از آنها تخلیه شده یا خانه‌های خود را از دست داده‌اند، تماس بگیرند.

کارشناسان زنجیره تأمین می‌گویند که از سرگیری فعالیت معادن ممکن است هفته‌ها طول بکشد، به این معنی که با توجه به سرمایه‌گذاری میلیاردها دلاری غول‌های سیلیکون ولی در تراشه‌های هوش مصنوعی، احتمال کمبود تراشه و افزایش قیمت‌ها وجود دارد.

تولیدکنندگان بزرگ تراشه از خطرات تنگناهای زنجیره تأمین در طول همه‌گیری کووید-۱۹ آگاه شده‌اند، زیرا کمبود نیروی کار و قضاوت نادرست در مورد تقاضا، تراشه‌ها را با کمبود مواجه کرده است. برخی از تأمین‌کنندگان قطعات در تلاشند تا تولید را افزایش دهند تا با افزایش تقاضا برای تراشه‌های خاص، به ویژه تراشه‌های هوش مصنوعی، مقابله کنند.

جایگزین‌های کوارتز کاج صنوبر؟

به گفته جنی چیس، تحلیلگر BloombergNEF، کوارتز کاج صنوبر را می‌توان با کوارتز مصنوعی یا طبیعی از تأمین‌کنندگان هند و چین جایگزین کرد، اما این کوارتزها استانداردهای خلوص بحرانی بوته ذوب را برآورده نمی‌کنند.

این امر می‌تواند راندمان تولید ویفر را کاهش دهد زیرا بوته باید بیشتر تعویض شود و در نتیجه هزینه‌های بالاتر و قیمت محصول افزایش می‌یابد.

در حال حاضر، کوارتز با خلوص بالا تنها بخش کوچکی از تولید تراشه را تشکیل می‌دهد، بنابراین افزایش هزینه‌های تولید به اندازه‌ای نیست که بتواند تولید را در کوتاه‌مدت مختل کند یا از مسیر خارج کند.

(به نقل از بلومبرگ، سی‌ان‌ان)