چرا تمام عمر صنعت تراشه در جهان به این کارخانه کوچک آمریکایی بستگی دارد؟


در اعماق کوه های آرام کارولینای شمالی، یک کارخانه کوچک و به ظاهر بی ادعا قلب تپنده صنعت جهانی نیمه هادی ها را در خود جای داده است. این کارخانه متعلق به شرکت Sibelco North America Inc است. این تنها تامین کننده کوارتز با خلوص بالا است که برای ساخت کوره هایی که ویفرهای سیلیکونی در آنها تصفیه می شود مورد نیاز است.

اگر به صنعت الکترونیک علاقه دارید یا دنبال آن هستید، باید با شرکت هایی مانند اینتل، TSMC، ASML، سامسونگ و نام های مشابه یا مکان هایی مانند دره سیلیکون، پارک علمی Hsinchu، Bengaluru و Shenzhen SEZ به دلیل شهرت آنها آشنا باشید. نقش آن را در چرخه تولید تراشه می دانید. اما بدون شک، به اصطلاح «جاده صنوبر کاج» را که در دل رشته کوه های این گوشه دورافتاده از قلمرو آمریکا قرار دارد، ندیده اید یا حتی شنیده اید.

طبق گزارشی جالب از دستگاه های تام استاد دانشگاه وارتون در ایالات متحده که روی هوش مصنوعی، ایجاد فناوری جدید و استارت آپ ها کار می کند، می گوید: «اقتصاد مدرن در یک خیابان یک طرفه در اسپراس پاین، کارولینای شمالی قرار دارد.

پروفسور Ethan Mollick توضیح می دهد که این مسیر، که احتمالاً توسط اکثر کاربران و حتی مهندسان سطح متوسط ​​و بالا در صنعت تراشه نادیده گرفته می شود، به تاسیساتی که توسط Sibelco North America Inc ساخته شده است، متصل می شود، جایی که کوارتز با خلوص بالا استخراج می شود. . به گفته پروفسور Mollick، هیچ ارزش خاصی را نمی توان برای این سایت تصور کرد زیرا ادعا می شود که “تنها تامین کننده کوارتز مورد نیاز برای ساخت بسترهای مورد نیاز برای تصفیه ویفرهای سیلیکونی است.”

  سامسونگ مشکلات نمایشگر گلکسی اس 24 اولترا را تصدیق می کند و می گوید که تعمیر نرم افزاری در راه است

در واقع مولیک در بخشی از یکی از مقالات اخیر خود اشاره می کند که اگر برای این کارخانه مشکلی پیش بیاید که نتواند برای مدتی فعالیت کند و کوارتز مورد نیاز شرکت های طرف قرارداد را تامین کند، بدون شک صنعت سیلیکون با چالش بزرگی روبرو خواهد شد. . .روبرو خواهد شد

تاریخچه زمین شناسی و اهمیت استراتژیک جاده نمایشگاه کاج

حدود 380 میلیون سال پیش بر اثر برخورد قاره های آفریقا و آمریکای شمالی کانی هایی با خلوص بی نظیر در این منطقه به وجود آمد. این ضربه که باعث اصطکاک و گرمای شدید زیرسطحی شد، در نهایت کوارتز را ایجاد کرد که اکنون به عنوان یک منبع حیاتی در صنعت نیمه هادی ها شناخته می شود.

ویژگی بارز این کانی ها این است که به دلیل کمبود آب به خالص ترین شکل خود ساخته می شوند که در هیچ کجای دنیا کشف و استخراج نشده است.

Quartz-1.jpg
نمونه ای از کریستال های کوارتز تصفیه شده در کارخانه Sebelco

نقش کوارتز در تولید نیمه هادی ها

کوارتز با خلوص بالا، معروف به HPQ، نقش کلیدی در تولید ویفرهای سیلیکونی ایفا می کند. این ویفرها که به عنوان بستر ساخت تراشه های الکترونیکی عمل می کنند، باید از مواد با خلوص بالا ساخته شوند تا عملکردی بی عیب و نقص داشته باشند. از این رو کوارتز استخراج شده از معدن رزین کاج به دلیل خلوص بی نظیر خود به منبعی ضروری در این صنعت تبدیل شده است.

جالب است بدانید که مکان صنوبر ظاهرا قرن ها توسط انسان ها مورد استفاده قرار گرفته است و حتی بومیان آمریکا نیز آن را برای استخراج ماده معدنی میکا می دانستند. حتی مواد معدنی این معدن اولین بار توسط توماس ادیسون در الکترونیک مورد استفاده قرار گرفت که در سال 1879 در برخی از اختراعات خود از میکا به عنوان عایق استفاده کرد.این معدن علاوه بر میکا و HPQ منبع غنی کائولن و فلدسپات نیز می باشد.

Quartz-3.jpg
جایگاه شیشه کوارتز در چرخه تولید تراشه

کوارتز ذوب شده Spruce Pine HPQ “خواص نوری، مکانیکی و حرارتی بی نظیری” را برای نیمه هادی ها، فتوولتائیک های خورشیدی، فیبر نوری و روشنایی کوارتز ارائه می دهد.

  استاندارد CopprLink معرفی شد. وقتی سیم مسی پرواز می کند

چالش ها و آینده تولید تراشه های مبتنی بر کوارتز

با توجه به تقاضای فزاینده برای دستگاه های الکترونیکی با کارایی بالا و نیاز روزافزون به تراشه های پیشرفته، اتکای صنعت تراشه به این منبع خاص، نگرانی هایی را در مورد امنیت عرضه و پایداری زنجیره تولید ایجاد کرده است. هر گونه وقفه در عرضه کوارتز می تواند پیامدهای جدی برای تولید جهانی تراشه داشته باشد و به همین دلیل، تامین کنندگان و تولیدکنندگان در تلاش هستند تا راه حل های جایگزینی برای این ماده مهم بیابند.

در نهایت، یک کارخانه کوچک کوارتز در کارولینای شمالی نمونه ای از این است که چگونه صنایع پیچیده به طور پیچیده و دقیقی به منابع طبیعی وابسته هستند. این اعتبار نه تنها اهمیت مدیریت منابع و امنیت عرضه را برجسته می کند، بلکه نیاز به نوآوری و توسعه فناوری های جدید را برای تضمین آینده ای پایدار در صنعت نیمه هادی ها نشان می دهد.

منبع: https://www.shahrsakhtafzar.com/fa/news/50143-quartz-factory-in-north-carolina