Spruce Pine abrite la mine de quartz la plus pure au monde et Sibelco est la société de raffinage de quartz qui sert le mieux l'industrie des semi-conducteurs.
Appalaches et Spruce Pine – ce territoire n’est pas un endroit riche, le centre-ville n’a qu’une gare, quelques rangées de maisons en brique à deux étages et une salle de cinéma fermée depuis longtemps. Cependant, les montagnes environnantes sont riches en minéraux recherchés, certains précieux pour des usages industriels, notamment le quartz.
Cependant, contrairement à tout autre quartz sur terre, Spruce Pine possède le quartz naturel le plus pur. Ce dépôt extrêmement supérieur de particules de dioxyde de silicium joue un rôle important dans la production de silicium utilisé pour fabriquer des puces semi-conductrices.
"Il y a une industrie précieuse ici", a déclaré Glover, un géologue à la retraite qui a passé des décennies à rechercher des minéraux précieux dans les collines et les basses terres des Appalaches et de la chaîne des pins. "Des milliards de dollars", a déclaré Glover avec un rire chaleureux. Câble. "Vous ne le sauriez pas en passant par ici et vous ne le sauriez probablement jamais."
Complexe industriel de Sibelco à Spruce Pine. Image: Sibelco
Au 21ème siècle, le sable est devenu plus important que jamais, notamment dans le secteur des semi-conducteurs. La majeure partie du sable mondial est composée de quartz, une forme de dioxyde de silicium, également connu sous le nom de silice. Les particules de dioxyde de silicium de haute pureté constituent une matière première essentielle pour la production de puces informatiques, de câbles à fibres optiques et d'autres types de matériel de haute technologie. La quantité de quartz utilisée pour ces produits est très petite comparée aux montagnes de quartz utilisées pour améliorer le béton ou le sol. Mais son impact est incommensurable à l’ère du numérique.
Purifier le quartz pur est très difficile, mais Spruce Pine possède une mine de quartz extrêmement grande et est considérée comme la plus pure au monde. C'est le résultat d'une histoire géologique unique, lorsqu'il y a environ 380 millions d'années, des mouvements géologiques entre le continent africain et les Amériques ont créé des frictions avec des températures dépassant 2.000 100 degrés Celsius, provoquant la fonte de couches de roche, appelées pegmatite. XNUMX ans plus tard, cette couche de roche en fusion enfouie profondément sous terre s’est refroidie et cristallisée. Grâce aux activités géologiques, ils ont commencé à remonter à la surface.
Pendant de nombreuses années, les populations locales ont déterré la pegmatite, l'ont broyée avec des outils manuels ou des machines primitives, ont séparé le feldspath et le mica pour les utiliser, et le quartz était considéré comme un « déchet », adapté uniquement à la fabrication de sable de construction, à construire ou à jeter. Cependant, au milieu des années 1950, à des milliers de kilomètres de là, en Caroline du Nord, un groupe d'ingénieurs californiens a commencé à étudier le quartz pur pour les semi-conducteurs.
À cette époque, le marché des transistors était en plein essor. Texas Instruments, Motorola et d'autres sociétés se sont lancés dans une course pour créer des transistors plus petits et plus efficaces destinés à être utilisés dans les ordinateurs. Certaines des substances présentes dans les transistors sont le germanium et le silicium.
Sibelco extrait du minerai de quartz à Spruce Pine. Image: Sibelco
La percée a eu lieu en 1959, lorsque Robert Noyce et ses collègues de Fairchild Semiconductor ont découvert comment entasser plusieurs transistors dans un morceau de silicium de haute pureté de la taille d'un ongle. La NASA a choisi les micropuces de Fairchild pour les utiliser dans ses programmes de conquête spatiale, et les ventes de puces de l'entreprise ont également augmenté rapidement depuis lors.
Créer ces puces est un processus extrêmement compliqué. Ils nécessitent essentiellement du silicium pur, car à la moindre impureté, tout se brise. Trouver du silicium est facile car c’est l’un des éléments les plus abondants sur Terre. Cependant, ils nécessitent de nombreuses étapes d’extraction. L’utilisation de quartz pur contribuera à réduire considérablement les délais et les coûts.
Normalement, le sable est chauffé dans un four électrique à haute température pour créer une réaction chimique qui sépare la majeure partie de l'oxygène, laissant du silicium pur à 99 %. Toutefois, cela ne suffit pas. Le silicium destiné aux panneaux solaires doit être pur à 99,999999 %, et les puces informatiques sont encore plus strictes, à 99,99999999999 %. Mais avec le quartz Spruce Pine, la pureté peut atteindre 99,998 %, voire 99,9992 %, un facteur qui réduit considérablement le coût de séparation des impuretés.
Quartz après avoir été affiné. Image: Sibelco
Mais même s’il existe du quartz pur, tout le monde ne peut pas purifier le silicium pur. "L'économie moderne est située sur une seule route à Spruce Pine, qui mène aux installations de Sibelco North America, une entreprise qui extrait et raffine du quartz de très haute pureté", a déclaré le professeur Ethan Mollick, expert en recherche sur l'IA et les semi-conducteurs à l'Institut. Wharton School of Business de l'Université de Pennsylvanie, a déclaré Matériel de Tom.
Sur le site Internet, Sibelco affirme également être "le seul fournisseur de quartz, pour le raffinage des plaquettes de silicium dans la production de puces". Cependant, l'existence de l'entreprise n'est pas aussi connue que TSMC, Intel, ASML ou Samsung dans le domaine des semi-conducteurs.
Certains experts estiment que le caractère unique de Sibelco est démontré par le fait que le quartz fondu produit par l'entreprise offre d'« excellentes » propriétés optiques, mécaniques et thermiques pour la production de semi-conducteurs et de photocellules, d'électricité dans les cellules solaires ainsi que de fibres optiques dans les câbles de télécommunications.
Selon Mollick, l'importance de Sibelco en particulier et de Spruce Pine en général est énorme. Citant un passage du livre de Conway The Material World et publié sur X le 24 mars, il a déclaré qu'il y aurait « la fin du processus de fabrication des puces informatiques » si quelque chose de grave arrivait à Spruce Pine ou au ciel au-dessus.
« Quelle qu'en soit la raison, tout arrêt soudain ou toute perturbation des opérations d'extraction de quartz à Spruce Pine pourrait provoquer un incident « assez catastrophique » qui pourrait freiner le secteur de la fabrication de copeaux de manière significative au cours d'une année », a ajouté Mollick.
Bao Lam
