허리케인 헬렌은 9월 26일 저녁 플로리다에 상륙한 이후, 통과한 10개 주에 심각한 피해를 입혔습니다. 미국 당국에 따르면, 이번 허리케인 카트리나에 이어 지난 50년 동안 미국에서 두 번째로 많은 사망자를 낸 허리케인입니다.

헬렌은 또한 SCR-Sibelco와 Quartz가 소유한 노스캐롤라이나주 스프루스 파인의 두 광산을 폐쇄하도록 강요했습니다. 이 두 회사는 세계 최고 품질의 석영의 약 4/5를 생산합니다. 석영은 반도체 제조에 있어서 중요한 구성 요소입니다.

동아시아 칩 제조업체들은 스프루스 파인 타운의 광산 폐쇄로 인한 영향을 평가하기 위해 서두르고 있습니다. 이 사건은 오늘날의 세계화된 공급망에서도 아주 작은 부분에도 숨겨진 취약점이 숨어 있을 수 있음을 보여줍니다.

반도체 제조에서의 석영

석영은 반도체와 태양광 패널 생산에 사용되며, 실리콘을 가열하고 녹여 단일 결정 구조로 변환하는 도가니를 만드는 데 사용되어 반도체를 생성합니다. 이 방법은 100년 전 우연히 이 구조를 발견한 폴란드 과학자의 이름을 따서 초크랄스키 방법이라고 불립니다. 그는 잉크가 담긴 용기 대신 녹은 금속이 담긴 도가니에 펜을 담갔습니다.

도가니에 불순물이 들어가면 실리콘에 원치 않는 결함이 생겨, 인쇄된 회로에 영향을 미치고 결함이 있는 칩이 생길 위험이 커집니다. 따라서 고온에서 안정적이며 다른 물질과 쉽게 반응하지 않는 석영은 실리콘의 품질을 보장하는 데 도움이 됩니다.

노스캐롤라이나 석영은 왜 특별한가요?

시벨코에 따르면, 스프루스 파인 광산에서 생산되는 석영은 세계에서 가장 순수한 석영 중 하나인데, 그 이유는 수억 년 전 물이 부족한 환경에서 형성되었기 때문일 가능성이 높습니다. 물이 부족하다는 것은 미네랄이 형성되는 동안 불순물이 적게 유입된다는 것을 의미합니다.

가문비나무 소나무 석영의 희귀한 순도 덕분에 생산된 실리콘이 완벽함을 보장합니다. 저널리스트이자 저서 'Material World'의 저자인 에드 콘웨이에 따르면, 이로 인해 반도체는 글로벌 반도체 공급망의 필수적인 부분이 되었습니다.

광산 폐쇄는 칩 산업에 어떤 영향을 미칠까?

영향의 정도는 광산과 외부 세계와의 운송 경로를 다시 여는 데 걸리는 시간에 따라 달라집니다.

2mh0z87g.png
반도체 제조에 사용되는 고순도 석영의 대부분을 공급하는 스프루스 파인 마을 인근에서 발생한 허리케인 헬렌으로 인한 피해. 사진: 바바라 A. 스태그

삼성전자, 인피니언 테크놀로지스, SK하이닉스, TSMC 등 칩 제조 대기업들은 현재까지는 사업 운영에 큰 영향이 없다고 밝혔습니다. 신에츠 케미칼, 섬코, 글로벌웨이퍼스 등 실리콘 웨이퍼 제조업체는 더 직접적인 영향을 받습니다.

시장조사 회사 SemiAnalysis에 따르면, 일부 회사는 대량의 재고를 보유하고 있습니다. 그러나 스프루스파인의 상황이 지속된다면, 그들은 석영 공급을 다각화하여 시벨코와 석영의 경쟁자들에게 이익을 줄 수도 있습니다.

주변 지역과 마찬가지로 스프루스파인은 홍수, 정전, 도로 파손, 통신 두절 등 파괴된 기반 시설로 인한 피해를 입었습니다. SCR-Sibelco와 Quartz는 많은 직원들이 대피하거나 집이 파괴된 모든 현지 직원들에게 연락하려고 노력하고 있습니다.

공급망 전문가들은 광산이 운영을 재개하는 데 몇 주가 걸릴 수 있다고 말하며, 이는 실리콘 밸리의 거대 기업들이 AI 칩에 수십억 달러를 투자함에 따라 칩 부족과 가격 상승이 발생할 가능성이 높다는 것을 의미합니다.

주요 칩 제조업체들은 코로나19 팬데믹으로 인해 노동력 부족과 수요에 대한 잘못된 판단으로 칩 공급이 부족해지면서 공급망 병목 현상이 발생할 위험성을 인식하게 되었습니다. 일부 부품 공급업체는 특히 AI 칩을 비롯한 특정 유형의 칩에 대한 급증하는 수요를 충족하기 위해 생산량을 늘리기 위해 노력하고 있습니다.

가문비나무 소나무 석영의 대체품은?

가문비나무 소나무 석영은 인도와 중국 공급업체에서 판매하는 합성 또는 천연 석영으로 대체할 수 있습니다. 하지만 BloombergNEF 분석가 제니 체이스에 따르면, 이 제품은 도가니의 핵심 순도 기준을 충족하지 못했습니다.

이렇게 되면 도가니를 더 자주 교체해야 하므로 웨이퍼 생산 효율성이 떨어지고, 비용이 증가하고 제품 가격이 상승하게 됩니다.

현재 고순도 석영은 칩 제조에 있어서 중요하지 않은 구성 요소일 뿐입니다. 따라서 생산 비용의 증가는 단기적으로 생산을 '방해'하거나 중단시킬 만큼 크지 않습니다.

(블룸버그, CNN에 따르면)