Solo 2 minas sustentan la producción mundial de cuarzo para la industria de semiconductores

El cuarzo de ultra puro, un componente esencial para fabricar chips en la industria de semiconductores, solo se puede obtener de dos minas en un pequeño pueblo de Carolina del Norte llamado Spruce Pine. Sibelco, el propietario de las minas, está invirtiendo 700 millones de dólares para expandir la capacidad, pero surge la pregunta de si esto será suficiente para mantenerse al día con la demanda de chips impulsada por la inteligencia artificial a nivel mundial.

Spruce Pine juega un papel crucial en la economía moderna, ya que sus minas son las únicas proveedoras del este mineral SiO₂, necesario para fabricar los lingotes denominados EGS (Electronic Grade Silicon) de alta pureza necesario para esta industria, y que luego son troceados y puesto en crisoles para el crecimiento por el método Czochralski, en el que se funden los trozos de silicio puro y mediante un cristal semilla girando, se va haciendo crecer un nuevo lingote monocristalino de forma cilíndrica, y que luego se lonchea en obleas (wafers) en las que se fabricarán los chips.

Importancia clave para el sector de los semiconductores

Estas minas, que han sido destacadas en varias ocasiones por su importancia estratégica para la industria global de semiconductores y los mercados de energía solar fotovoltaica, producen un cuarzo de pureza inigualable gracias a los depósitos minerales únicos de la zona. Es cierto que el silicio es uno de los elementos más abundantes en la corteza terrestre, pero no siempre se encuentra con esta pureza, y además otras minas no tan puras pueden primar el suministro a otros sectores menos críticos, como la industria del vidrio, arena para la construcción, industria química, etc.

Los tres elementos más abundantes en la corteza terrestre son el oxígeno (46.1%), silicio (28.2%) y el aluminio (8.2%). A pesar de esta abundancia, el silicio puede estar combinado en otras muchas composiciones, además del cuarzo.

Aunque el silicio de cualquier pureza se puede refinar para obtener MGS (Metallurgic Grade Silicon) y después mediante procesos químicos obtener el ansiado EGS, esto es más costoso que obtener un cuarzo mucho más puro que no necesite tanta purificación. Por ello la alta dependencia de estas dos betas, y la preocupación porque la interrupción de las operaciones de estas minas podría causar una gran perturbación en la producción de dispositivos digitales en todo el mundo. A esta preocupación se le une la de si la creciente demanda de chips y materiales para la inteligencia artificial generará problemas en Spruce Pine o podrán mantener el ritmo.

Sibelco, consciente de estas tendencias, anunció el año pasado una inversión de 200 millones de dólares para duplicar la capacidad de extracción de cuarzo de alta pureza en su instalación de Spruce Pine, y planea invertir otros 500 millones de dólares entre 2024 y 2027. ¿Suficiente?