9월 26일 저녁 플로리다에 상륙한 허리케인 헬렌은 휩쓸고 지나간 10개 주에 심각한 피해를 입혔습니다. 미국 당국에 따르면, 이번 허리케인 헬렌은 카트리나에 이어 50년 만에 미국에서 두 번째로 많은 인명 피해를 입힌 허리케인입니다.

헬렌은 또한 노스캐롤라이나주 스프루스 파인에 있는 SCR-시벨코와 쿼츠가 소유한 두 광산의 폐쇄를 강요했습니다. 이 두 회사는 세계 최고 품질의 석영 생산량의 약 5분의 4를 생산합니다. 석영은 반도체 제조의 핵심 소재입니다.

동아시아 칩 제조업체들은 스프루스 파인 광산 폐쇄의 영향을 평가하기 위해 분주히 움직이고 있으며, 오늘날의 세계화된 공급망의 아주 작은 구석조차도 숨겨진 취약점을 품고 있을 수 있다는 점을 강조하고 있습니다.

반도체 제조에서의 석영

석영은 반도체와 태양광 패널 제조에 사용되며, 실리콘을 가열하고 녹여 단결정 구조로 변형시켜 반도체를 만드는 도가니를 만드는 데 사용됩니다. 이 방법은 100여 년 전, 잉크 대신 녹은 도가니에 펜을 담갔다가 우연히 이 구조를 발견한 폴란드 과학자의 이름을 따서 초크랄스키법이라고 합니다.

도가니에 불순물이 들어가면 실리콘에 원치 않는 결함이 생겨 인쇄 회로에 영향을 미치고 불량 칩 발생 위험이 높아집니다. 따라서 고온에서 안정적이고 다른 물질과 쉽게 반응하지 않는 석영이 실리콘의 품질을 보장하는 데 도움이 됩니다.

노스캐롤라이나 석영은 왜 특별한가요?

시벨코에 따르면, 스프루스 파인 광산에서 채굴된 석영은 세계에서 가장 순수한 석영 중 하나인데, 이는 수억 년 전 물이 부족한 환경에서 형성되었기 때문일 가능성이 높다고 합니다. 물이 부족했기 때문에 광물이 형성될 때 불순물이 덜 유입되었습니다.

저널리스트이자 'Material World'의 저자인 에드 콘웨이에 따르면, 가문비나무 소나무 석영은 희귀한 순도를 가지고 있어 이를 통해 생산되는 실리콘이 완벽할 것이라는 보장이 있으며, 이로 인해 글로벌 반도체 공급망의 필수적인 부분이 된다고 합니다.

광산 폐쇄는 칩 산업에 어떤 영향을 미칠까?

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

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반도체 제조에 사용되는 고순도 석영의 상당 부분을 공급하는 스프루스 파인 마을 인근에서 발생한 허리케인 헬렌의 피해. 사진: 바바라 A. 스태그

반도체 대기업인 삼성전자, 인피니언 테크놀로지스, SK하이닉스, TSMC는 현재까지 자사 사업에 큰 영향이 없다고 밝혔습니다. 실리콘 웨이퍼 제조업체인 신에츠 케미칼, 섬코, 글로벌웨이퍼스는 더 직접적인 영향을 받고 있습니다.

일부 회사는 대량의 재고를 보유하고 있지만, 스프루스파인의 상황이 지속된다면 석영 공급을 다각화하여 시벨코와 석영의 경쟁업체에 이익을 줄 수 있다고 시장조사 회사인 SemiAnalysis는 밝혔습니다.

주변 지역과 마찬가지로 스프루스 파인 지역도 홍수, 정전, 도로 봉쇄, 통신 두절 등 사회 기반 시설 피해로 어려움을 겪고 있습니다. SCR-Sibelco와 Quartz는 모든 지역 직원들에게 연락을 취하고 있으며, 많은 직원들이 대피하거나 집을 잃었습니다.

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

주요 반도체 제조업체들은 코로나19 팬데믹 기간 동안 인력 부족과 수요에 대한 잘못된 판단으로 칩 공급이 부족해지면서 공급망 병목 현상의 위험성을 인지하게 되었습니다. 일부 부품 공급업체들은 특정 칩, 특히 AI 칩에 대한 수요 급증에 대응하기 위해 생산량을 늘리기 위해 애쓰고 있습니다.

가문비나무 소나무 석영의 대안은?

BloombergNEF 분석가 제니 체이스에 따르면, 가문비나무 소나무 석영은 인도와 중국의 공급업체에서 생산되는 합성 또는 천연 석영으로 대체될 수 있지만, 이러한 석영은 도가니의 중요한 순도 기준을 충족하지 못한다고 합니다.

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

현재 고순도 석영은 칩 제조에 사용되는 부품 중 일부에 불과하므로 생산 비용의 증가는 단기적으로 생산을 방해하거나 탈선시킬 만큼 크지 않습니다.

(블룸버그, CNN에 따르면)