北卡羅來納州的石英砂工廠，如何影響全球半導體產業？

賓州華頓商學院（The Wharton School）教授 Ethan Mollick 在平台上 X 中表示，「現代經濟的基礎依賴北卡羅來納州 Spruce Pine 的一條公路。這條不起眼的路通往兩個礦場，是創造矽晶片所需坩堝的唯一石英供應商。」

Mollick 所提到的這條路是通往一間名為 Sibelco North America 工廠，這裡擁有全球半導體產業無可替代的核心資源：高純度石英（HPQ）。這種特殊的石英是製造精煉矽晶片所不可或缺的原材料，根據該廠官網，Sibelco 是世界領先的高純度石英供應商，生產世界上最高品質的石英。也因此，Mollick 認為如果 Spruce Pine 或這個地方出事，半導體製造可能受到影響。

The modern economy rests on a single road in Spruce Pine, North Carolina. The road runs to the two mines that is the sole supplier of the quartz required to make the crucibles needed to refine silicon wafers.

There are no alternative sources known. From Conway’s Material World: pic.twitter.com/mYfrfub8dw

— Ethan Mollick (@emollick) March 9, 2024

這些石英礦物的形成與 3.8 億年前的遠古地質事件有關，當時非洲大陸與北美洲的撞擊產生巨大的熱量和壓力，即使是緩慢碰撞，也在地表下數英里處造成強烈摩擦和熱量，導致 Spruce 礦區擁有純凈礦物。Sibelco 指出，Spruce 礦區的礦物由豐富的成礦液體經過一段時間冷卻和結晶形成，由於形成過程中缺乏水分，因此以最純凈的形式生成，而水分是導致摩擦和雜質的主要原因。

除了半導體製造外，Spruce Pine 的高純度石英具「無與倫比的光學、機械和熱性能」，可用於半導體、太陽能電池、光纖和石英照明。

在最近歷史中，據傳 Spruce Pine 礦區已經開採幾個世紀，美洲原住民也開採過雲母，該礦還盛產高嶺土（ kaolin ）和長石（feldspar）。早在 1879 年，愛迪生就在他的發明中使用雲母（Mica）作為絕緣體。

Mollick 認為，雖然完全合成技術可以製造出類似的純石英，但若 Spruce Pine 礦區突然關閉或中斷，很可能會在幾年內造成災難性的混亂和額外開支，因為該行業正在擴大生產規模。

根據中媒報導，Spruce Pine 礦區提供全球 90% 以上高純度石英砂需求，而且很長時間甚至是唯一來源地。2009 年 BBC 稱此地為地球上最具戰略價值的平方英畝。