26 सितंबर की शाम को फ्लोरिडा में दस्तक देने के बाद, तूफान हेलेन ने 10 राज्यों को बुरी तरह प्रभावित किया है। अमेरिकी अधिकारियों के अनुसार, कैटरीना के बाद, यह 50 वर्षों में अमेरिका में आया दूसरा सबसे घातक तूफान है।

हेलेन ने उत्तरी कैरोलिना के स्प्रूस पाइन में एससीआर-सिबेल्को और क्वार्ट्ज़ की दो खदानों को भी बंद करवा दिया, जो दुनिया के उच्चतम गुणवत्ता वाले क्वार्ट्ज़ का लगभग 4/5 हिस्सा उत्पादित करती हैं। सेमीकंडक्टर निर्माण में क्वार्ट्ज़ एक प्रमुख घटक है।

पूर्वी एशियाई चिप निर्माता स्प्रूस पाइन में एक खदान के बंद होने के प्रभाव का आकलन करने के लिए संघर्ष कर रहे हैं, यह एक ऐसा मामला है जो दर्शाता है कि आज की वैश्वीकृत आपूर्ति श्रृंखलाओं के छोटे से कोने में भी छिपी हुई कमजोरियां छिपी हो सकती हैं।

अर्धचालक निर्माण में क्वार्ट्ज

क्वार्ट्ज़ का उपयोग अर्धचालकों और सौर पैनलों के निर्माण में किया जाता है, और इसका उपयोग क्रूसिबल बनाने के लिए किया जाता है जहाँ सिलिकॉन को गर्म करके पिघलाया जाता है और एकल-क्रिस्टल संरचना में परिवर्तित किया जाता है, जिससे अर्धचालक बनते हैं। इसे ज़ोक्रल्स्की विधि कहा जाता है, जिसका नाम उस पोलिश वैज्ञानिक के नाम पर रखा गया है जिसने एक सदी से भी पहले गलती से इस संरचना की खोज की थी, जब उसने स्याही के बर्तन के बजाय पिघले हुए क्रूसिबल में कलम डुबो दी थी।

क्रूसिबल में मौजूद कोई भी अशुद्धता सिलिकॉन में अवांछित दोष पैदा कर सकती है, जिससे उस पर मुद्रित सर्किटरी प्रभावित हो सकती है और खराब चिप्स का खतरा बढ़ सकता है। यही कारण है कि क्वार्ट्ज, जो उच्च तापमान पर स्थिर रहता है और अन्य पदार्थों के साथ आसानी से प्रतिक्रिया नहीं करता, सिलिकॉन की गुणवत्ता सुनिश्चित करने में मदद करता है।

उत्तरी कैरोलिना क्वार्ट्ज विशेष क्यों है?

सिबेल्को के अनुसार, स्प्रूस पाइन खदानों से प्राप्त क्वार्ट्ज़ दुनिया के सबसे शुद्ध क्वार्ट्ज़ में से एक है, संभवतः इसलिए क्योंकि क्वार्ट्ज़ का निर्माण करोड़ों साल पहले पानी की कमी वाली परिस्थितियों में हुआ था। पानी की कमी का मतलब है कि खनिज के निर्माण के दौरान कम अशुद्धियाँ आईं।

मैटेरियल वर्ल्ड के लेखक एवं पत्रकार एड कॉनवे के अनुसार स्प्रूस पाइन क्वार्ट्ज की दुर्लभ शुद्धता यह सुनिश्चित करती है कि इससे उत्पादित सिलिकॉन दोषरहित हो, जिससे यह वैश्विक अर्धचालक आपूर्ति श्रृंखला का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बन जाता है।

खदानों के बंद होने से चिप उद्योग पर क्या प्रभाव पड़ता है?

प्रभाव की सीमा इस बात पर निर्भर करती है कि खदानों और बाहरी दुनिया के साथ परिवहन मार्गों को पुनः खोलने में कितना समय लगता है।

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स्प्रूस पाइन शहर के पास तूफ़ान हेलेन से हुई क्षति, जहाँ से अर्धचालक निर्माण में इस्तेमाल होने वाले उच्च-शुद्धता वाले क्वार्ट्ज़ की आपूर्ति होती है। चित्र: बारबरा ए. स्टैग

चिप दिग्गज सैमसंग इलेक्ट्रॉनिक्स, इंफिनियॉन टेक्नोलॉजीज, एसके हाइनिक्स और टीएसएमसी ने कहा कि इस समय उनके परिचालन पर कोई खास असर नहीं पड़ा है। सिलिकॉन वेफर निर्माता शिन-एत्सु केमिकल, सुमको और ग्लोबलवेफर्स सीधे तौर पर प्रभावित हुए हैं।

शोध फर्म सेमीएनालिसिस के अनुसार, कुछ कंपनियां बड़ी मात्रा में क्वार्ट्ज का स्टॉक रख रही हैं, लेकिन यदि स्प्रूस पाइन की स्थिति ऐसी ही बनी रहती है, तो वे अपनी क्वार्ट्ज आपूर्ति में विविधता लाने की कोशिश कर सकती हैं, जिससे सिबेल्को और क्वार्ट्ज के प्रतिस्पर्धियों को लाभ होगा।

आसपास के इलाकों की तरह, स्प्रूस पाइन भी बाढ़, बिजली कटौती, सड़कें बंद होने और संचार बाधाओं सहित बुनियादी ढाँचे के नुकसान से जूझ रहा है। एससीआर-सिबेल्को और क्वार्ट्ज़ सभी स्थानीय कर्मचारियों तक पहुँचने के लिए काम कर रहे हैं, जिनमें से कई को या तो निकाल लिया गया है या उनके घर छिन गए हैं।

आपूर्ति श्रृंखला विशेषज्ञों का कहना है कि खदानों में परिचालन पुनः शुरू होने में कई सप्ताह लग सकते हैं, जिसका अर्थ है कि चिप की कमी और कीमतों में वृद्धि की संभावना है, क्योंकि सिलिकॉन वैली की दिग्गज कम्पनियां एआई चिप्स में अरबों डॉलर का निवेश कर रही हैं।

प्रमुख चिप निर्माता कोविड-19 महामारी के दौरान आपूर्ति श्रृंखला की बाधाओं के खतरों से अच्छी तरह वाकिफ हैं, क्योंकि श्रम की कमी और मांग के गलत आकलन के कारण चिप्स की आपूर्ति कम हो गई है। कुछ घटक आपूर्तिकर्ता कुछ चिप्स, खासकर एआई चिप्स की बढ़ती मांग को पूरा करने के लिए उत्पादन बढ़ाने के लिए संघर्ष कर रहे हैं।

स्प्रूस पाइन क्वार्ट्ज विकल्प?

ब्लूमबर्गएनईएफ विश्लेषक जेनी चेस के अनुसार स्प्रूस पाइन क्वार्ट्ज को भारतीय और चीनी आपूर्तिकर्ताओं से प्राप्त सिंथेटिक या प्राकृतिक क्वार्ट्ज से प्रतिस्थापित किया जा सकता है, लेकिन वे क्रूसिबल के महत्वपूर्ण शुद्धता मानकों को पूरा नहीं करते हैं।

इससे वेफर उत्पादन दक्षता कम हो सकती है क्योंकि क्रूसिबल को अधिक बार बदलना पड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप लागत बढ़ जाती है और उत्पाद की कीमतें बढ़ जाती हैं।

वर्तमान में, उच्च शुद्धता वाला क्वार्ट्ज चिप निर्माण में केवल एक छोटा घटक है, इसलिए विनिर्माण लागत में वृद्धि इतनी अधिक नहीं है कि अल्पावधि में उत्पादन को पटरी से उतार दे या बाधित कर दे।

(ब्लूमबर्ग, सीएनएन के अनुसार)