بعد وصوله إلى فلوريدا مساء يوم 26 سبتمبر، أثر إعصار هيلين بشدة على الولايات العشر التي مر بها. وقال مسؤولون أميركيون إن هذه هي ثاني أعنف عاصفة في الولايات المتحدة منذ خمسين عاما، بعد إعصار كاترينا.

وأدت هيلين أيضًا إلى إغلاق منجمين في سبرس باين بولاية كارولينا الشمالية، مملوكين لشركة SCR-Sibelco وQuartz، والتي تنتج حوالي أربعة أخماس الكوارتز الأعلى جودة في العالم. يعد الكوارتز مكونًا مهمًا في تصنيع أشباه الموصلات.

ويسارع مصنعو الرقائق في شرق آسيا إلى تقييم تأثير إغلاق المنجم في بلدة سبرس باين. وتسلط هذه الحادثة الضوء على كيف يمكن حتى للزوايا الصغيرة في سلاسل التوريد العالمية اليوم أن تؤوي نقاط ضعف خفية.

الكوارتز في تصنيع أشباه الموصلات

يستخدم الكوارتز في إنتاج أشباه الموصلات والألواح الشمسية، ويستخدم في إنشاء بوتقات حيث يتم تسخين السيليكون وإذابته وتحويله إلى بنية بلورية واحدة، وبالتالي إنشاء أشباه الموصلات. يُطلق عليها اسم طريقة تشوخرالسكي، نسبةً إلى العالم البولندي الذي اكتشف هذه البنية عن طريق الصدفة منذ أكثر من قرن من الزمان، عندما غمس قلمًا في بوتقة من المعدن المنصهر بدلاً من وعاء من الحبر.

يمكن لأي شوائب في البوتقة أن تؤدي إلى إدخال عيوب غير مرغوب فيها في السيليكون، مما يؤثر على الدوائر المطبوعة عليه ويزيد من خطر وجود رقاقة معيبة. ولهذا السبب فإن الكوارتز، الذي يتمتع بثبات في درجات الحرارة العالية ولا يتفاعل بسهولة مع المواد الأخرى، يساعد في ضمان جودة السيليكون.

لماذا يعتبر الكوارتز في ولاية كارولينا الشمالية مميزًا؟

يعد الكوارتز المستخرج من مناجم سبروس باين من أنقى أنواع الكوارتز في العالم، ويرجع ذلك على الأرجح إلى أن الكوارتز تشكل منذ مئات الملايين من السنين في ظروف تفتقر إلى المياه، وفقاً لشركة سيبيلكو. يؤدي نقص المياه إلى إدخال عدد أقل من الشوائب أثناء تشكل المعادن.

إن النقاء النادر لكوارتز شجرة التنوب والصنوبر يضمن أن السيليكون الناتج سيكون مثاليًا. وهذا يجعلها جزءًا حيويًا من سلسلة توريد أشباه الموصلات العالمية، وفقًا للصحفي إد كونواي، مؤلف كتاب Material World.

كيف تؤثر عمليات إغلاق المناجم على صناعة الرقائق؟

ويعتمد مدى التأثير على المدة التي يستغرقها إعادة فتح المناجم وطرق النقل مع العالم الخارجي.

2mh0z87g.png
الأضرار الناجمة عن إعصار هيلين بالقرب من بلدة سبرس باين، التي تزود معظم الكوارتز عالي النقاء لتصنيع أشباه الموصلات. الصورة: باربرا أ. ستاج

وقالت شركات تصنيع الرقائق العملاقة مثل سامسونج إلكترونيكس، وإنفينيون تكنولوجيز، وإس كيه هاينكس، وتي إس إم سي، إن عملياتها لم تتأثر بشكل كبير في هذا الوقت. وتتأثر شركات تصنيع رقائق السيليكون مثل شركة شين إيتسو للكيماويات، وشركة سومكو، وشركة جلوبال ويفر بشكل مباشر.

وتحتفظ بعض الشركات بمخزونات كبيرة، وفقًا لشركة الأبحاث SemiAnalysis. ومع ذلك، إذا استمر الوضع في شركة Spruce Pine، فقد يتطلعون إلى تنويع إمداداتهم من الكوارتز، مما يعود بالنفع على المنافسين لشركة Sibelco وQuartz.

مثل المناطق المحيطة بها، عانت منطقة سبروس باين من الأضرار الناجمة عن تدمير البنية التحتية مثل الفيضانات وانقطاع التيار الكهربائي وقطع الطرق وانقطاع الاتصالات. تحاول شركة SCR-Sibelco وشركة Quartz الاتصال بجميع الموظفين المحليين، الذين تم إجلاء العديد منهم أو تدمير منازلهم.

يقول خبراء سلسلة التوريد إن الأمر قد يستغرق أسابيع حتى تستأنف المناجم عملياتها، مما يعني أن نقص الرقائق وارتفاع الأسعار أمر محتمل مع قيام عمالقة وادي السيليكون بضخ مليارات الدولارات في رقائق الذكاء الاصطناعي.

تم تنبيه كبار مصنعي الرقائق إلى مخاطر اختناقات سلسلة التوريد أثناء جائحة كوفيد-19، حيث أدى نقص العمالة وسوء التقدير بشأن الطلب إلى ترك إمدادات الرقائق نادرة. ويسعى بعض موردي المكونات جاهدين إلى زيادة الإنتاج لتلبية الطلب المتزايد على أنواع معينة من الرقائق، وخاصة رقائق الذكاء الاصطناعي.

بدائل الكوارتز الصنوبري؟

يمكن استبدال الكوارتز الصنوبري بالتنوب والكوارتز الاصطناعي أو الطبيعي من الموردين الهنود والصينيين. لكنها لا تلبي معايير النقاء الأساسية للبوتقة، وفقًا لمحللة بلومبرج إن إي إف جيني تشيس.

يمكن أن يؤدي هذا إلى تقليل كفاءة إنتاج الرقاقة حيث يجب استبدال البوتقة بشكل متكرر، مما يؤدي إلى ارتفاع التكاليف وزيادة أسعار المنتج.

في الوقت الحالي، لا يشكل الكوارتز عالي النقاء سوى مكون ثانوي في تصنيع الرقائق. ومن ثم فإن الزيادة في تكاليف الإنتاج ليست كبيرة بما يكفي لتعطيل الإنتاج أو تعطيله في الأمد القريب.

(بحسب بلومبرج وسي إن إن)