Après avoir touché terre en Floride dans la soirée du 26 septembre, l'ouragan Helene a gravement touché les dix 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.

Helene a également forcé la fermeture de deux mines à Spruce Pine, en Caroline du Nord, appartenant à SCR-Sibelco et à Quartz, qui produisent environ les quatre cinquièmes du quartz de la meilleure qualité au monde . Le quartz est un ingrédient essentiel dans la fabrication des semi-conducteurs.

Les fabricants de puces électroniques d’Asie de l’Est s’efforcent d’évaluer l’impact de la fermeture d’une mine à Spruce Pine, un cas qui met en évidence comment même de petits recoins des chaînes d’approvisionnement mondialisées d’aujourd’hui peuvent abriter des vulnérabilités cachées.

Le quartz dans la fabrication des semi-conducteurs

Le quartz est utilisé dans la fabrication de semi-conducteurs et de panneaux solaires, ainsi que pour créer des creusets où le silicium est chauffé, fondu et transformé en une structure monocristalline, créant ainsi des semi-conducteurs. Cette méthode porte le nom du scientifique polonais qui a découvert cette structure par hasard il y a plus d'un siècle, en plongeant une plume dans un creuset 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 et augmentant le risque de puces défectueuses. C'est pourquoi le quartz, stable à haute température et peu réactif aux 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 parmi les plus purs au monde, probablement parce qu'il s'est formé il y a des centaines de millions d'années dans des conditions de manque d'eau, selon Sibelco. Ce manque d'eau a entraîné une diminution des impuretés introduites lors de la formation du minéral.

La pureté rare du quartz Spruce Pine garantit que le silicium qu'il produit est impeccable, ce qui en fait un élément essentiel de la chaîne d'approvisionnement mondiale des semi-conducteurs, selon le journaliste Ed Conway, auteur de 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 utilisé dans la fabrication des semi-conducteurs. Photo : Barbara A. Stagg

Les géants des puces électroniques Samsung Electronics, Infineon Technologies, SK Hynix et TSMC ont déclaré que leurs activités n'avaient pas été significativement affectées pour le moment. Les fabricants de plaquettes de silicium Shin-Etsu Chemical, Sumco et GlobalWafers sont plus directement touchés.

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

Comme les environs, Spruce Pine est confrontée à des dommages aux infrastructures, notamment des inondations, des pannes de courant, des fermetures de routes et des perturbations des communications. SCR-Sibelco et Quartz s'efforcent d'atteindre tous les employés locaux, dont beaucoup ont été évacués ou ont perdu leur logement.

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 pleinement conscients des dangers liés aux 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 entraîné une pénurie de puces. Certains fournisseurs de composants s'efforcent d'augmenter leur production afin de répondre à la forte demande de certaines puces, notamment celles d'IA.

Alternatives au quartz et au pin épicéa ?

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

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 petit composant dans la fabrication de puces, de sorte que l’augmentation des coûts de fabrication n’est pas suffisamment importante pour faire dérailler ou perturber la production à court terme.

(Selon Bloomberg, CNN)