Создание полупроводникового чипа
Изображения для обмена мгновенными сообщениями/Shutterstock
Самый смертоносный ураган, обрушившийся на материковую часть США после урагана Катрина, также привлек внимание к своим потенциальным разрушениям в технологической отрасли. Разрушения от урагана «Хелен» угрожают одной из основных цепочек поставок в отрасли — шахтерскому городу в Северной Каролине, который поставляет кварц высокой чистоты, необходимый для производства чипов, используемых в смартфонах и центрах обработки данных по всему миру.
Шахтерский город Спрус-Пайн входит в число многих населенных пунктов США, пострадавших от урагана Хелен, в результате которого погибло более 200 человек в нескольких штатах, тысячи были вынуждены покинуть свои дома и оставил без электричества более миллиона домов и предприятий. Шторм продвинулся на 900 километров вглубь страны от побережья Флориды и вызвал смертоносные наводнения по обширному региону, достигнув даже глубоких гор Блю-Ридж в Северной Каролине, где расположены кварцевые рудники Спрус-Пайн.
Вот что вам нужно знать о том, как волновые эффекты Хелен могут повлиять на технологическую индустрию.
Почему так важен кварц высокой чистоты?
Кварц высокой чистоты используется для изготовления тиглей из плавленого кварца — цилиндрических контейнеров, которые играют ключевую роль в процессе производства чипов, поскольку они могут выдерживать высокие температуры, необходимые для плавления кремния. Температура плавления поликремния полупроводникового качества составляет около 1425°C (2597°F), а кварцевые тигли обычно выдерживают температуру до 1650°C (3000°F).
В процессе производства чипов тигли из плавленого кварца заполняются расплавленным кремнием. Затравочный кристалл кремния погружают в расплавленный кремний внутри вращающегося тигля, чтобы он мог вырасти в кремниевый слиток значительно большего размера, прежде чем его постепенно вытягивают. Полностью выросший слиток может весить более 500 килограммов.
Эти кремниевые слитки затем разрезаются на кремниевые пластины, на которые, в свою очередь, можно наносить узоры транзисторов, которые составляют основу современных компьютерных чипов.
Откуда берется кварц высокой чистоты?
Природные месторождения кварца, обнаруженные в Спрус-Пайн, возникли, когда Северная Америка и Африка столкнулись, образовав суперконтинент Пангея, около 300 миллионов лет назад. Этот процесс создал Аппалачи, а также заставил часть океанической коры Земли опуститься под Северную Америку, где сильная жара и давление вблизи мантии планеты расплавили океанические отложения и горные породы.
Образовавшаяся лава со временем медленно остывала, образуя отложения пегматитовых пород, содержащие крупные минеральные кристаллы, в том числе кварц высокой чистоты. Эти пегматитовые образования в конечном итоге стали более доступными у поверхности из-за большего количества геологических потрясений и выветривания.
Как ураган Хелен повлиял на добычу кварца?
В горнодобывающем районе Спрус-Пайн в настоящее время расположены предприятия по добыче и переработке кварца, принадлежащие бельгийской Sibelco и норвежской The Quartz Corp. Обе компании прекратили деятельность 26 сентября и пока не сообщили, когда они могут возобновить работу.
Компании заявляют, что подтвердили безопасность своих сотрудников и подрядчиков в этом районе, и описали относительно минимальный прямой ущерб своим объектам.
«Первоначальная оценка показывает, что нашим производственным объектам в регионе Спрус-Пайн нанесен лишь незначительный ущерб», — говорится в заявлении Sibelco от 3 октября. «Наши преданные своему делу команды находятся на месте и проводят работы по очистке и ремонту, чтобы возобновить работу как можно скорее».
Ураган Хелен вызвал рекордные наводнения и ущерб
Мелисса Сью Герритс / Getty Images
«Мы смогли провести первые визуальные проверки наших заводов, и оказалось, что ущерб в основном сосредоточен вокруг вспомогательных агрегатов», — говорится в заявлении The Quartz Corp от 2 октября. Но компания также предупредила, что возобновление добычи полезных ископаемых «также будет зависеть от восстановления местной инфраструктуры» — многие дороги в этом районе были закрыты и повреждены сразу после урагана.
Аналогичным образом, компания Sibelco назвала перебои в подаче электроэнергии из-за урагана одной из проблем. «Восстановление электроснабжения по-прежнему имеет решающее значение для возобновления нашей деятельности», — говорится в заявлении компании. «Значительно продвинулся ремонт линий электропередачи, ведущих к нашим заводам».
Quartz Corp также рассказала о наличии запасов кварца в Норвегии, которые можно было бы использовать в текущих операциях по очистке, а также о дополнительных «защитных запасах готовой продукции», которые могли бы избежать критической нехватки для клиентов, включая производителей полупроводников, в краткосрочной или среднесрочной перспективе. .
Прервет ли Элен поставки полупроводников?
Крупные производители полупроводников заявили, что в настоящее время они не ожидают сбоев в своей деятельности после урагана Хелен.
TSMC, тайваньская компания, являющаяся ведущим мировым производителем чипов, рассказала, что у нее есть «разнообразные глобальные поставщики», на которых можно опереться. «Благодаря эффективной системе управления рисками и тесному партнерству с поставщиками мы в настоящее время не ожидаем какого-либо существенного влияния на деятельность компании», — заявил представитель TSMC. «Мы будем продолжать внимательно следить за ситуацией».
Об этом сообщила компания Samsung Electronics, которая является вторым по величине производителем чипов и имеет штаб-квартиру в Южной Корее. Новый учёный что деятельность компании не пострадала.
GlobalFoundries, крупнейший производитель полупроводников, базирующийся в США, заявил, что обладает «гибкостью в использовании альтернативных источников ключевых поставок» благодаря мощностям по производству чипов на трех континентах. «Мы находимся в контакте с нашими мировыми поставщиками и не ожидаем каких-либо перебоев с поставками кварца из-за урагана Хелен», — говорит представитель GlobalFoundries.
Компании, производящие необработанные кремниевые пластины, в настоящее время имеют запасы пластин, достаточные для того, чтобы их хватило от трех до восьми месяцев, сказал Дилан Патель из независимой исследовательской фирмы SemiAnalysis в своем посте в социальной сети.
Существуют ли альтернативные источники кварца для мировой полупроводниковой промышленности?
Еловая сосна «обладает почти уникальным сочетанием чистоты, доступности и цены», – написал Эд Конвей, журналист Sky News и автор Материальный мирв сообщении Substack. Но он также указал на другие рудники кварца высокой чистоты в Китае, России и Бразилии.
Природные месторождения кварца высокой чистоты «редки», но компании могут использовать методы очистки, если это необходимо, или даже синтетически производить чистый кварц, сказал Патель. Он также указал на компанию Ferroglobe, которая в октябре 2023 года приобрела рудник по добыче кварца высокой чистоты в Южной Каролине. В пресс-релизе компании прогнозируется, что добыча полезных ископаемых может начаться во второй половине 2024 года.
Темы: