Обрушившись на Флориду вечером 26 сентября, ураган «Хелен» серьезно повлиял на 10 штатов, через которые он прошел. По словам официальных лиц США, это второй по величине смертоносный шторм в США за последние 50 лет после урагана «Катрина».

Хелен также вынудила закрыть две шахты в Спрус-Пайн (Северная Каролина), принадлежащие компаниям SCR-Sibelco и Quartz, которые производят около четырех пятых самого высококачественного кварца в мире. Кварц является важным компонентом в производстве полупроводников.

Производители микросхем из Восточной Азии спешат оценить последствия закрытия шахты в городе Спрус-Пайн. Инцидент наглядно демонстрирует, что даже небольшие участки современных глобализированных цепочек поставок могут таить в себе скрытые уязвимости.

Кварц в производстве полупроводников

Кварц используется в производстве полупроводников и солнечных панелей, применяется для создания тиглей, в которых кремний нагревается, плавится и преобразуется в монокристаллическую структуру, тем самым создавая полупроводники. Этот метод называется методом Чохральского, в честь польского ученого, который случайно открыл эту структуру более века назад, когда окунул перо в тигель с расплавленным металлом вместо чернил.

Любые примеси в тигле могут привести к появлению нежелательных дефектов в кремнии, что повлияет на напечатанную на нем схему и увеличит риск получения дефектного чипа. Вот почему кварц, который стабилен при высоких температурах и не вступает в реакцию с другими материалами, помогает гарантировать качество кремния.

Почему кварц из Северной Каролины особенный?

По данным Sibelco, кварц из шахт Спрус-Пайн является одним из самых чистых в мире, вероятно, потому, что кварц образовался сотни миллионов лет назад в условиях отсутствия воды. Отсутствие воды означает, что при формировании минералов поступает меньше примесей.

Редкая чистота кварца из ели гарантирует идеальность получаемого кремния. По словам журналиста Эда Конвея, автора книги «Материальный мир», это делает его важной частью глобальной цепочки поставок полупроводников.

Как закрытие шахт влияет на отрасль по производству микросхем?

Масштабы последствий зависят от того, сколько времени потребуется для возобновления работы шахт и транспортных путей сообщения с внешним миром.

2mh0z87g.png
Ущерб, нанесенный ураганом «Хелен» недалеко от города Спрус-Пайн, который поставляет большую часть высокочистого кварца для производства полупроводников. Фото: Барбара А. Стэгг

Гиганты по производству микросхем, такие как Samsung Electronics, Infineon Technologies, SK Hynix и TSMC, заявили, что на данный момент их деятельность не подверглась существенному влиянию. Наиболее непосредственно пострадали такие производители кремниевых пластин, как Shin-Etsu Chemical, Sumco и GlobalWafers.

По данным исследовательской компании SemiAnalysis, некоторые компании имеют большие запасы. Однако если ситуация в Spruce Pine сохранится, они могут попытаться диверсифицировать поставки кварца, что принесет пользу конкурентам Sibelco и Quartz.

Как и близлежащие районы, Спрус-Пайн столкнулся с ущербом от разрушенной инфраструктуры, таким как наводнения, отключения электроэнергии, перекрытые дороги и перебои со связью. SCR-Sibelco и Quartz пытаются связаться со всеми местными сотрудниками, многие из которых были эвакуированы или лишились своих домов.

Эксперты по цепочкам поставок утверждают, что возобновление работы рудников может занять несколько недель, а это означает, что вероятны нехватка чипов и рост цен, поскольку гиганты Кремниевой долины вкладывают миллиарды долларов в чипы ИИ.

Крупные производители микросхем осознали опасность перебоев в цепочке поставок во время пандемии COVID-19, поскольку нехватка рабочей силы и неверные оценки спроса привели к дефициту поставок микросхем. Некоторые поставщики компонентов пытаются нарастить производство, чтобы удовлетворить растущий спрос на определенные типы микросхем, особенно на микросхемы искусственного интеллекта.

Альтернативы кварцу из ели и сосны?

Кварцевый камень Spruce Pine Quartz можно заменить синтетическим или натуральным кварцем от индийских и китайских поставщиков. Однако, по словам аналитика BloombergNEF Дженни Чейз, они не соответствуют основным стандартам чистоты тигля.

Это может снизить эффективность производства пластин, поскольку тигель придется заменять чаще, что приведет к увеличению затрат и повышению цен на продукцию.

В настоящее время кварц высокой чистоты используется лишь в качестве второстепенного компонента в производстве микросхем. Таким образом, рост издержек производства не настолько велик, чтобы «пустить под откос» или нарушить производство в краткосрочной перспективе.

(По данным Bloomberg, CNN)