스프루스 파인(Spruce Pine)은 세계에서 가장 순수한 석영 광산이 있는 곳이며, Sibelco는 반도체 산업에 가장 적합한 석영 정제 회사입니다.
애팔래치아 및 가문비나무 – 이 땅은 부유한 곳이 아니며 시내 지역에는 기차역과 몇 줄의 2층 벽돌집, 오랫동안 문을 닫은 영화관만 있을 뿐입니다. 그러나 주변 산에는 바람직한 광물이 풍부하며 일부는 산업 용도로 가치가 있으며 특히 석영이 그렇습니다.
그러나 지구상의 다른 석영과는 달리 스프루스파인은 가장 순수한 천연 석영을 가지고 있습니다. 이산화규소 입자의 매우 뛰어난 증착은 반도체 칩을 만드는 데 사용되는 실리콘 생산에 중요한 역할을 합니다.
애팔래치아 산맥과 가문비나무 산맥의 언덕과 저지대에서 수십 년 동안 귀중한 광물을 사냥해 온 은퇴한 지질학자인 글로버는 "여기에는 귀중한 산업이 있습니다. 수십억 달러의 가치가 있습니다."라고 글로버는 활짝 웃으며 말했습니다. 유선. "여기를 운전해서 지나간다면 당신은 그것을 알지 못할 것이고 아마 결코 알지 못할 것입니다."
스프루스 파인(Spruce Pine)에 위치한 시벨코 공장 단지. 영상: 시벨코
21세기에는 특히 반도체 분야에서 모래가 그 어느 때보다 중요해졌습니다. 세계 모래의 대부분은 실리카라고도 알려진 이산화규소의 한 형태인 석영으로 구성되어 있습니다. 고순도 이산화규소 입자는 컴퓨터 칩, 광섬유 케이블 및 기타 첨단 하드웨어 생산에 필수적인 원료입니다. 이 제품에 사용되는 석영의 양은 콘크리트나 토양을 개량하는 데 사용되는 석영의 산에 비해 매우 적습니다. 하지만 디지털 시대에 그 영향력은 헤아릴 수 없을 정도로 크다.
순수한 석영을 정화하는 것은 매우 어렵지만 스프루스파인은 매우 큰 석영 광산을 보유하고 있어 세계에서 가장 순수한 석영으로 간주됩니다. 이는 약 380억2.000천만년 전 아프리카 대륙과 아메리카 대륙의 지질 운동이 섭씨 100도가 넘는 온도로 마찰을 일으키면서 암석층인 페그마타이트가 녹아 내린 독특한 지질학적 역사의 산물이다. XNUMX년 후, 지하 깊은 곳에 묻혀 있던 이 녹은 암석층이 냉각되어 결정화되었습니다. 지질 활동을 통해 그들은 표면으로 떠오르기 시작했습니다.
수년 동안 지역 주민들은 페그마타이트를 파서 수공구나 원시 기계로 부수고 장석과 운모를 분리하여 사용했으며 석영은 "쓰레기"로 간주되어 건설 모래를 만드는 데에만 적합했습니다. 그러나 1950년대 중반, 수천 마일 떨어진 노스캐롤라이나에서 캘리포니아의 엔지니어 그룹이 반도체용 순수 석영을 연구하기 시작했습니다.
당시 트랜지스터 시장은 급속도로 뜨거워지고 있었다. Texas Instruments, Motorola 및 기타 회사는 컴퓨터에 사용할 수 있는 더 작고 효율적인 트랜지스터를 만들기 위해 경쟁하기 시작했습니다. 트랜지스터에서 발견되는 물질 중 일부는 게르마늄과 실리콘입니다.
Sibelco는 스프루스 파인(Spruce Pine)에서 석영 광석을 채굴합니다. 영상: 시벨코
1959년 페어차일드 반도체(Fairchild Semiconductor)의 로버트 노이스와 그의 동료들이 손톱 크기의 고순도 실리콘 조각에 여러 개의 트랜지스터를 집어넣는 방법을 알아내면서 획기적인 발전이 이루어졌습니다. NASA는 우주 정복 프로그램에 사용하기 위해 페어차일드의 마이크로칩을 선택했고, 그 이후 회사의 칩 판매량도 급격히 증가했습니다.
이러한 칩을 만드는 것은 매우 복잡한 과정입니다. 최소한의 불순물이라도 모든 것이 분해되기 때문에 기본적으로 순수한 실리콘이 필요합니다. 실리콘은 지구상에서 가장 풍부한 원소 중 하나이기 때문에 찾기가 쉽습니다. 그러나 추출 단계가 많이 필요합니다. 순수 석영을 사용하면 시간과 비용을 크게 줄일 수 있습니다.
일반적으로 모래는 전기로에서 고온으로 가열되어 대부분의 산소를 분리하는 화학 반응을 일으키고 99%의 순수한 실리콘이 남습니다. 그러나 그것만으로는 충분하지 않습니다. 태양광 패널용 실리콘은 순도가 99,999999%여야 하며, 컴퓨터 칩은 더욱 엄격하여 99,99999999999%입니다. 그러나 스프루스 파인 석영을 사용하면 순도가 99,998%, 심지어 99,9992%에 도달할 수 있어 불순물 분리 비용을 크게 줄이는 요소입니다.
정제 후 석영. 영상: 시벨코
그러나 순수한 석영이 있더라도 모든 사람이 순수한 실리콘을 정제할 수 있는 것은 아닙니다. 인공지능·반도체 연구 전문가인 에단 몰릭(Ethan Mollick) 교수는 “현대 경제는 스프루스 파인의 외길에 위치해 초고순도 석영을 채굴하고 정제하는 기업인 시벨코 북미(Sibelco North America) 시설로 이어진다”고 말했다. 펜실베이니아 대학교 와튼 경영대학원은 이렇게 말했습니다. Tom 's Hardware.
웹사이트에서 Sibelco는 또한 "칩 생산에서 실리콘 웨이퍼 정제를 위한 석영을 공급하는 유일한 공급업체"라고 주장합니다. 하지만 반도체 분야에서는 TSMC나 인텔, ASML, 삼성만큼 회사의 존재감이 잘 알려지지 않았다.
일부 전문가들은 회사에서 생산한 융합 석영이 반도체 및 광전지 생산을 위한 "우수한" 광학적, 기계적 및 열적 특성, 태양전지의 전기, 통신 케이블의 광섬유를 제공한다는 사실을 통해 시벨코의 독창성이 입증된다고 평가합니다.
Mollick에 따르면 특히 Sibelco와 일반적으로 Spruce Pine의 중요성은 엄청납니다. 그는 24월 3일 X에 출판된 콘웨이의 저서 The Material World의 한 구절을 인용하여 스프루스에서 뭔가 나쁜 일이 발생하면 "컴퓨터 칩 제조 공정이 종료"될 것이라고 말했습니다. 소나무나 그 위의 하늘.
Mollick은 "이유에 관계없이 Spruce Pine의 석영 채굴 작업이 갑자기 중단되거나 중단되면 칩 제조 부문을 크게 끌어내릴 수 있는 '매우 재앙적인' 사고가 발생할 수 있습니다."라고 덧붙였습니다.
바오람
