هل سينحرف إنتاج أشباه الموصلات عن مساره بسبب إعصار هيلين؟

وقد لفت الإعصار الأكثر دموية الذي يضرب البر الرئيسي للولايات المتحدة منذ إعصار كاترينا الانتباه أيضًا إلى اضطراباته المحتملة في صناعة التكنولوجيا. يهدد الدمار الناجم عن إعصار هيلين واحدة من سلاسل التوريد الرئيسية في الصناعة – وهي مدينة تعدين في ولاية كارولينا الشمالية توفر الكوارتز عالي النقاء الضروري لتصنيع الرقائق الموجودة في الهواتف الذكية ومراكز البيانات في جميع أنحاء العالم.

تعد مدينة سبروس باين للتعدين من بين المجتمعات الأمريكية العديدة التي تأثرت بإعصار هيلين، الذي أودى بحياة أكثر من 200 شخص في ولايات متعددة، وتسبب في نزوح الآلاف وترك أكثر من مليون منزل وشركة بدون كهرباء. ودفعت العاصفة مسافة 900 كيلومتر إلى الداخل من ساحل فلوريدا وتسببت في فيضانات مميتة عبر منطقة واسعة، حتى أنها وصلت إلى عمق جبال بلو ريدج في ولاية كارولينا الشمالية، حيث تقع مناجم الكوارتز من سبروس باين.

إليك ما تحتاج إلى معرفته حول كيفية تأثير تأثيرات هيلين المتموجة على صناعة التكنولوجيا.

لماذا يعد الكوارتز عالي النقاء مهمًا جدًا؟

يُستخدم الكوارتز عالي النقاء في صنع بوتقات الكوارتز المنصهرة، وهي حاويات أسطوانية تعتبر أساسية في عملية تصنيع الرقائق لأنها تستطيع تحمل درجات الحرارة العالية المطلوبة لصهر السيليكون. تبلغ درجة حرارة نقطة الانصهار للبولي سيليكون من فئة أشباه الموصلات حوالي 1425 درجة مئوية (2597 درجة فهرنهايت)، ويمكن لبوتقات الكوارتز أن تتحمل درجات حرارة تصل إلى 1650 درجة مئوية (3000 درجة فهرنهايت).

في عملية تصنيع الرقائق، يتم ملء بوتقات الكوارتز المنصهرة بالسيليكون المنصهر. يتم غمس بلورة بذور السيليكون في السيليكون المنصهر داخل بوتقة الغزل بحيث يمكن أن تنمو لتصبح سبيكة سيليكون أكبر بكثير قبل أن يتم سحبها تدريجيًا. يمكن أن تزن السبيكة الكاملة النمو أكثر من 500 كيلوغرام.

يتم بعد ذلك تقطيع سبائك السيليكون هذه إلى رقائق السيليكون، والتي بدورها يمكن طباعتها بأنماط الترانزستور التي تشكل أساس رقائق الكمبيوتر الحديثة.

من أين يأتي الكوارتز عالي النقاء؟

نشأت الرواسب الطبيعية للكوارتز الموجودة في شجرة التنوب عندما اصطدمت أمريكا الشمالية وأفريقيا لتشكيل القارة العملاقة بانجيا منذ حوالي 300 مليون سنة. أدت هذه العملية إلى تكوين جبال الآبالاش وأجبرت أيضًا جزءًا من القشرة المحيطية للأرض على الغرق تحت أمريكا الشمالية، حيث أدت الحرارة والضغط الشديدان بالقرب من عباءة الكوكب إلى إذابة رواسب المحيط والصخور.

بردت الحمم الناتجة ببطء مع مرور الوقت لتشكل رواسب صخرية من البجماتيت تحتوي على بلورات معدنية كبيرة، بما في ذلك الكوارتز عالي النقاء. أصبحت هذه التكوينات البغماتيتية في نهاية المطاف أكثر سهولة بالقرب من السطح بسبب المزيد من الاضطرابات الجيولوجية والعوامل الجوية.

كيف أثر إعصار هيلين على عمليات تعدين الكوارتز؟

تمتلك منطقة التعدين Spruce Pine حاليًا عمليات تعدين وتكرير الكوارتز المملوكة لشركة Sibelco ومقرها بلجيكا وشركة The Quartz Corp ومقرها النرويج. وأغلقت الشركتان عملياتهما في 26 سبتمبر ولم تعلنا بعد متى يمكن استئنافهما.

وتقول الشركات إنها أكدت سلامة موظفيها ومقاوليها في المنطقة، ووصفت الأضرار المباشرة التي لحقت بمنشآتها بأقل قدر ممكن نسبيًا.

وقالت سيبيلكو في بيان صدر في 3 أكتوبر/تشرين الأول: “يشير التقييم الأولي إلى أن مرافق التشغيل لدينا في منطقة سبروس باين لم تتعرض إلا لأضرار طفيفة”. “تتواجد فرقنا المتخصصة في الموقع، وتقوم بأنشطة التنظيف والإصلاح لإعادة تشغيل العمليات في أقرب وقت ممكن.”

وقالت شركة كوارتز كورب في بيان صدر في 2 أكتوبر/تشرين الأول: “لقد تمكنا من إجراء عمليات التفتيش البصري الأولى لمصانعنا، ويبدو أن الضرر يتركز في الغالب حول الوحدات الإضافية”. لكن الشركة حذرت أيضًا من أن استئناف عمليات التعدين “سيعتمد أيضًا على إعادة بناء البنية التحتية المحلية” – حيث تم إغلاق العديد من الطرق في المنطقة وتضررت في أعقاب العاصفة مباشرة.

وبالمثل، أشارت سيبيلكو إلى انقطاع التيار الكهربائي بسبب العاصفة باعتباره أحد التحديات. وقالت الشركة في بيانها: “تظل استعادة الطاقة أمرًا بالغ الأهمية لاستئناف عملياتنا”. “لقد تم إحراز تقدم كبير في إصلاح خطوط الكهرباء المؤدية إلى محطاتنا.”

كما وصفت شركة كوارتز كورب وجود مخزونات من الكوارتز في النرويج يمكن استخدامها في عمليات معالجة التنقية المستمرة، إلى جانب “مخزونات أمان إضافية من المنتجات النهائية” التي يمكن أن تتجنب أي نقص حاد للعملاء – بما في ذلك مصنعي أشباه الموصلات – على المدى القصير أو المتوسط. .

هل ستؤدي هيلين إلى تعطيل إمدادات أشباه الموصلات؟

قالت شركات تصنيع أشباه الموصلات الكبرى إنها لا تتوقع حاليًا حدوث اضطرابات في عملياتها في أعقاب إعصار هيلين.

وصفت شركة TSMC، وهي شركة تايوانية تعتبر الشركة الرائدة في العالم في صناعة الرقائق، أن لديها “موردين عالميين متنوعين” يمكن الاعتماد عليهم. يقول متحدث باسم TSMC: “من خلال نظام فعال لإدارة المخاطر والشراكات الوثيقة مع الموردين، فإننا لا نتوقع حاليًا أي تأثير كبير على عمليات الشركة”. “سنواصل مراقبة الوضع عن كثب.”

وقالت شركة سامسونج للإلكترونيات، التي تصنف كثاني أكبر صانع للرقائق، ويقع مقرها الرئيسي في كوريا الجنوبية عالم جديد أن عمليات الشركة لم تتأثر.

وصفت شركة جلوبال فاوندريز، وهي أكبر شركة لتصنيع أشباه الموصلات ومقرها في الولايات المتحدة، نفسها بأنها تتمتع “بالمرونة اللازمة للاستفادة من المصادر البديلة للإمدادات الرئيسية” من خلال مرافق صنع الرقائق في ثلاث قارات. يقول متحدث باسم GlobalFoundries: “نحن على اتصال مع موردينا العالميين ولا نتوقع أي انقطاع في إمداداتنا من الكوارتز بسبب إعصار هيلين”.

قال ديلان باتيل من شركة SemiAnalogy، وهي شركة أبحاث مستقلة، في منشور على وسائل التواصل الاجتماعي، إن الشركات التي تنتج رقائق السيليكون الخام لديها حاليًا مخزون من الرقائق يكفي لمدة تتراوح بين ثلاثة إلى ثمانية أشهر.

هل هناك مصادر بديلة للكوارتز لصناعة أشباه الموصلات العالمية؟

وكتب إد كونواي، الصحفي في سكاي نيوز ومؤلف كتاب “إن شجرة التنوب باين “تتمتع بمزيج فريد تقريبًا من النقاء والتوافر والسعر”. العالم المادي، في منشور Substack. لكنه أشار أيضًا إلى مناجم كوارتز أخرى عالية النقاء في الصين وروسيا والبرازيل.

وقال باتيل إن رواسب الكوارتز الطبيعية عالية النقاء “نادرة”، ولكن يمكن للشركات استخدام طرق التنقية إذا لزم الأمر أو حتى إنتاج الكوارتز النقي صناعيا. وأشار أيضًا إلى شركة Ferroglobe، التي استحوذت على منجم كوارتز عالي النقاء في ولاية كارولينا الجنوبية في أكتوبر 2023. وتوقع بيان صحفي للشركة أن عمليات التعدين يمكن أن تبدأ في النصف الثاني من عام 2024.