بعد أن ضرب إعصار هيلين فلوريدا مساء 26 سبتمبر، ألحق أضرارًا بالغة بالولايات العشر التي اجتاحها. ووفقًا لمسؤولين أمريكيين، يُعد هذا ثاني أشد الأعاصير فتكًا في الولايات المتحدة منذ 50 عامًا، بعد إعصار كاترينا.

كما أجبرت هيلين على إغلاق منجمين في سبروس باين، بولاية كارولاينا الشمالية، مملوكين لشركتي إس سي آر-سيبيلكو وكوارتز، واللتين تنتجان حوالي أربعة أخماس الكوارتز عالي الجودة في العالم . يُعد الكوارتز مكونًا أساسيًا في تصنيع أشباه الموصلات.

وتبذل شركات تصنيع الرقائق في شرق آسيا جهودا حثيثة لتقييم تأثير إغلاق منجم في سبرس باين، وهي الحالة التي تسلط الضوء على كيف يمكن حتى للأركان الصغيرة في سلاسل التوريد العالمية اليوم أن تؤوي نقاط ضعف خفية.

الكوارتز في تصنيع أشباه الموصلات

يُستخدم الكوارتز في تصنيع أشباه الموصلات والألواح الشمسية، ويُستخدم أيضًا في إنشاء بوتقات حيث يُسخّن السيليكون ويُصهر ويُحوّل إلى بنية بلورية أحادية، مما يُنتج أشباه الموصلات. تُسمى هذه الطريقة طريقة تشوخرالسكي، نسبةً إلى العالم البولندي الذي اكتشف هذه البنية بالصدفة قبل أكثر من قرن، عندما غمس قلمًا في بوتقة منصهرة بدلًا من وعاء حبر.

أي شوائب في البوتقة قد تُسبب عيوبًا غير مرغوب فيها في السيليكون، مما يؤثر على الدوائر المطبوعة عليه ويزيد من خطر تلف الرقائق. لهذا السبب، يُساعد الكوارتز، المستقر في درجات الحرارة العالية ولا يتفاعل بسهولة مع المواد الأخرى، على ضمان جودة السيليكون.

لماذا يعتبر الكوارتز في ولاية كارولينا الشمالية مميزًا؟

يُعدّ الكوارتز المُستخرج من مناجم سبروس باين من أنقى أنواع الكوارتز في العالم، ويرجع ذلك على الأرجح إلى تشكّله قبل مئات الملايين من السنين في ظروفٍ ندرةٍ في الماء، وفقًا لشركة سيبلكو. ويعني نقص الماء انخفاضًا في الشوائب التي أُدخلت أثناء تكوّن المعدن.

إن النقاء النادر لكوارتز شجرة التنوب والصنوبر يضمن أن السيليكون الذي ينتجه خالٍ من العيوب، مما يجعله 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
أضرار ناجمة عن إعصار هيلين بالقرب من بلدة سبروس باين، التي تُزوّد ​​معظم الكوارتز عالي النقاء المستخدم في تصنيع أشباه الموصلات. تصوير: باربرا أ. ستاج

أعلنت شركات صناعة الرقائق العملاقة، سامسونج إلكترونيكس، وإنفينيون تكنولوجيز، وإس كيه هاينكس، وتي إس إم سي، أن عملياتها لم تتأثر بشكل كبير حتى الآن. أما شركات تصنيع رقائق السيليكون، شين-إيتسو كيميكال، وسومكو، وجلوبال ويفر، فهي الأكثر تأثرًا بشكل مباشر.

وتحتفظ بعض الشركات بمخزونات كبيرة، ولكن إذا استمر الوضع في سبرس باين، فقد تسعى إلى تنويع إمدادات الكوارتز، مما يعود بالنفع على شركة سيبيلكو ومنافسي كوارتز، وفقًا لشركة الأبحاث سيمي أناليسيس.

كما هو الحال في المناطق المحيطة، تعاني سبروس باين من أضرار في البنية التحتية، بما في ذلك الفيضانات وانقطاع الكهرباء وإغلاق الطرق وانقطاع الاتصالات. تعمل شركتا SCR-Sibelco وQuartz على الوصول إلى جميع الموظفين المحليين، الذين تم إجلاء العديد منهم أو فقدوا 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.

أدرك كبار مصنعي الرقائق الإلكترونية تمامًا مخاطر اختناقات سلسلة التوريد خلال جائحة كوفيد-19، إذ أدى نقص العمالة وسوء تقدير الطلب إلى نقص المعروض من الرقائق. ويسعى بعض موردي المكونات جاهدين لزيادة الإنتاج لتلبية الطلب المتزايد على بعض الرقائق، وخاصةً رقائق الذكاء الاصطناعي.

بدائل الكوارتز الصنوبري؟

يمكن استبدال الكوارتز المصنوع من خشب التنوب والصنوبر بالكوارتز الاصطناعي أو الطبيعي من الموردين الهنود والصينيين، ولكنها لا تلبي معايير النقاء الحرجة 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 صغير في تصنيع الرقائق، وبالتالي فإن الزيادة في تكاليف التصنيع ليست كبيرة بما يكفي لتعطيل الإنتاج أو تعطيله في الأمد القريب.

(بحسب بلومبرج وسي إن إن)