Après avoir touché terre en Floride dans la soirée du 26 septembre, l'ouragan Helene a gravement touché les 10 États qu'il a traversés. Selon les autorités américaines, il s'agit de la deuxième tempête la plus meurtrière aux États-Unis depuis 50 ans, après Katrina.

Hélène a également forcé la fermeture de deux mines à Spruce Pine, en Caroline du Nord, appartenant à SCR-Sibelco et Quartz, qui produisent environ quatre cinquièmes du quartz de la plus haute qualité au monde. Le quartz est un composant important dans la fabrication de semi-conducteurs.

Les fabricants de puces électroniques d'Asie de l'Est s'empressent d'évaluer l'impact de la fermeture de la mine dans la ville de Spruce Pine. Cet incident met en évidence la manière dont même de petits pans des chaînes d’approvisionnement mondialisées d’aujourd’hui peuvent receler des vulnérabilités cachées.

Le quartz dans la fabrication des semi-conducteurs

Le quartz est utilisé dans la production de semi-conducteurs et de panneaux solaires, utilisé pour créer des creusets où le silicium est chauffé, fondu et transformé en une structure monocristalline, créant ainsi des semi-conducteurs. On l'appelle la méthode Czochralski, du nom du scientifique polonais qui a découvert accidentellement la structure il y a plus d'un siècle, lorsqu'il a plongé une plume dans un creuset de métal en fusion au lieu d'un pot d'encre.

Toute impureté présente dans le creuset peut introduire des défauts indésirables dans le silicium, affectant les circuits imprimés dessus et augmentant le risque d’une puce défectueuse. C'est pourquoi le quartz, stable à haute température et ne réagit pas facilement avec d'autres matériaux, contribue à garantir la qualité du silicium.

Pourquoi le quartz de Caroline du Nord est-il spécial ?

Le quartz des mines de Spruce Pine est l'un des plus purs au monde, probablement parce qu'il s'est formé il y a des centaines de millions d'années dans des conditions sans eau, selon Sibelco. L’absence d’eau signifie que moins d’impuretés sont introduites pendant la formation des minéraux.

La pureté rare du quartz de pin épicéa garantit que le silicium produit sera parfait. Cela en fait un élément essentiel de la chaîne d’approvisionnement mondiale en semi-conducteurs, selon le journaliste Ed Conway, auteur du livre Material World.

Comment les fermetures de mines affectent-elles l’industrie des puces électroniques ?

L’ampleur de l’impact dépend du temps qu’il faudra pour rouvrir les mines et les voies de transport avec le monde extérieur.

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Dégâts causés par l'ouragan Helene près de la ville de Spruce Pine, qui fournit une grande partie du quartz de haute pureté pour la fabrication de semi-conducteurs. Photo : Barbara A. Stagg

Les géants de la fabrication de puces tels que Samsung Electronics, Infineon Technologies, SK Hynix et TSMC ont déclaré que leurs opérations n'avaient pas été significativement affectées à l'heure actuelle. Les fabricants de plaquettes de silicium tels que Shin-Etsu Chemical, Sumco et GlobalWafers sont plus directement touchés.

Certaines entreprises détiennent d’importants stocks, selon le cabinet de recherche SemiAnalysis. Toutefois, si la situation persiste chez Spruce Pine, ils pourraient chercher à diversifier leur approvisionnement en quartz, ce qui profiterait aux concurrents de Sibelco et de Quartz.

Comme les zones environnantes, Spruce Pine a dû faire face aux dommages causés par la destruction des infrastructures, tels que les inondations, les pannes de courant, les routes coupées et les perturbations des communications. SCR-Sibelco et Quartz tentent de contacter tous les employés locaux, dont beaucoup ont été évacués ou ont vu leurs maisons détruites.

Les experts de la chaîne d'approvisionnement affirment qu'il faudra peut-être des semaines pour que les mines reprennent leurs activités, ce qui signifie que des pénuries de puces et des augmentations de prix sont probables alors que les géants de la Silicon Valley investissent des milliards de dollars dans les puces d'IA.

Les principaux fabricants de puces électroniques ont été sensibilisés aux dangers des goulots d'étranglement de la chaîne d'approvisionnement pendant la pandémie de Covid-19, car les pénuries de main-d'œuvre et les erreurs d'évaluation de la demande ont laissé les approvisionnements en puces rares. Certains fournisseurs de composants s'efforcent d'augmenter leur production pour répondre à la demande croissante de certains types de puces, en particulier les puces d'IA.

Alternatives au quartz et au pin épicéa ?

Le quartz d'épicéa et de pin peut être remplacé par du quartz synthétique ou naturel provenant de fournisseurs indiens et chinois. Mais ils ne répondent pas aux normes de pureté clés du creuset, selon Jenny Chase, analyste chez BloombergNEF.

Cela peut réduire l’efficacité de la production de plaquettes, car le creuset doit être remplacé plus fréquemment, ce qui entraîne des coûts plus élevés et une augmentation des prix des produits.

Actuellement, le quartz de haute pureté n’est qu’un composant mineur dans la fabrication de puces. Par conséquent, l’augmentation des coûts de production n’est pas suffisamment importante pour « faire dérailler » ou perturber la production à court terme.

(Selon Bloomberg, CNN)