Після того, як ураган «Хелен» обрушився на Флориду ввечері 26 вересня, він завдав серйозних наслідків 10 штатам, через які він пройшов. За даними американських чиновників, це другий за смертоносністю шторм у США за 50 років після «Катріни».

Хелен також змусила закрити дві шахти в Спрус-Пайн, Північна Кароліна, що належать SCR-Sibelco та Quartz, які виробляють близько чотирьох п'ятих найякіснішого кварцу у світі . Кварц є ключовим інгредієнтом у виробництві напівпровідників.

Східноазійські виробники чіпів намагаються оцінити наслідки закриття шахти Spruce Pine, підкреслюючи, як навіть невеликі куточки сучасних глобалізованих ланцюгів поставок можуть містити приховані вразливості.

Кварц у виробництві напівпровідників

Кварц використовується у виробництві напівпровідників та сонячних панелей, а також для створення тиглів, де кремній нагрівається, плавиться та перетворюється на монокристалічні структури, створюючи напівпровідники. Це називається методом Чохральського, названим на честь польського вченого , який випадково відкрив цю структуру понад століття тому, коли занурив ручку в розплавлений тигель замість чорнила.

Будь-які домішки в тиглі можуть внести небажані дефекти в кремній, впливаючи на друковані схеми та збільшуючи ризик несправних мікросхем. Саме тому кварц, який стабільний за високих температур і нелегко реагує з іншими матеріалами, допомагає забезпечити якість кремнію.

Чому кварц Північної Кароліни особливий?

За даними Sibelco, кварц з шахт Спрус-Пайн є одним з найчистіших у світі, ймовірно, тому, що кварц утворився сотні мільйонів років тому в умовах нестачі води. Відсутність води означала, що під час формування мінералу надходило менше домішок.

Рідкісна чистота кварцу ялино-соснової сосни гарантує бездоганність кремнію, який він виробляє, що робить його життєво важливою частиною світового ланцюга поставок напівпровідників, стверджує журналіст Ед Конвей, автор книги «Матеріальний світ».

Як закриття шахт впливає на виробництво чіпів?

Ступінь впливу залежить від того, скільки часу знадобиться для відновлення зв'язку шахт і транспортних шляхів із зовнішнім світом.

2mh0z87g.png
Збитки від урагану Хелен поблизу міста Спрус-Пайн, яке постачає значну частину високочистого кварцу, що використовується у виробництві напівпровідників. Фото: Барбара А. Стагг

Гіганти-виробники мікросхем Samsung Electronics, Infineon Technologies, SK Hynix та TSMC заявили, що наразі їхня діяльність суттєво не постраждала. Виробники кремнієвих пластин Shin-Etsu Chemical, Sumco та GlobalWafers постраждали більш безпосередньо.

Деякі компанії мають великі запаси, але якщо ситуація в Spruce Pine збережеться, вони можуть спробувати диверсифікувати постачання кварцу, що принесе користь конкурентам Sibelco та Quartz, повідомляє дослідницька фірма SemiAnalysis.

Як і навколишні райони, Спрус-Пайн страждає від пошкоджень інфраструктури, включаючи повені, відключення електроенергії, перекриття доріг та перебої у зв'язку. SCR-Sibelco та Quartz працюють над тим, щоб зв'язатися з усіма місцевими працівниками, багатьох з яких евакуювали або втратили свої домівки.

Експерти з ланцюгів поставок кажуть, що перезапуск шахт може зайняти тижні, а це означає, що ймовірний дефіцит чіпів та зростання цін, оскільки гіганти Кремнієвої долини вкладають мільярди в чіпи штучного інтелекту.

Великі виробники мікросхем усвідомили небезпеку вузьких місць у ланцюгах поставок під час пандемії Covid-19, оскільки нестача робочої сили та неправильні оцінки попиту призвели до дефіциту мікросхем. Деякі постачальники компонентів намагаються наростити виробництво, щоб задовольнити зростаючий попит на певні мікросхеми, особливо на мікросхеми штучного інтелекту.

Альтернативи кварцу з ялини та сосни?

Кварц ялини та сосни можна замінити синтетичним або натуральним кварцом від постачальників з Індії та Китаю, але вони не відповідають критичним стандартам чистоти тигля, за словами аналітика BloombergNEF Дженні Чейз.

Це може знизити ефективність виробництва пластин, оскільки тигель необхідно замінювати частіше, що призводить до збільшення витрат і цін на продукцію.

Наразі високочистий кварц є лише невеликим компонентом у виробництві мікросхем, тому збільшення виробничих витрат недостатньо велике, щоб зірвати або перервати виробництво в короткостроковій перспективі.

(За даними Bloomberg, CNN)