Anda tidak akan menyangka akan menemukan pusat industri mikrochip global terletak di kota Pegunungan Blue Ridge, namun kota itu ada di sana. Tersebar di pinggiran Spruce Pine, serangkaian tambang telah mengekstraksi beberapa kuarsa paling murni di Bumi selama beberapa dekade. Sumber daya ini sangat penting sehingga hampir setiap microchip canggih yang diproduksi saat ini menyentuh sumber daya tersebut selama proses pembuatannya.
Tambang-tambang tersebut sekarang ditutup tanpa batas waktu, setelah Badai Helene menumpahkan air setinggi 2 kaki ke Spruce Pine, sehingga menghancurkan daerah tersebut. Dan dengan terputusnya pasokan kuarsa ultra-murni di masa mendatang, pasokan chip dunia berada dalam keseimbangan.
Untuk lebih jelasnya, Spruce Pine bukanlah satu-satunya tempat di planet ini yang memiliki kuarsa dengan kemurnian tinggi. Kuarsa, yang sebagian besar terbuat dari silikon yang mengkristal, merupakan mineral kedua yang paling melimpah di kerak bumi. Tapi apa yang ada di bawah Spruce Pine itu istimewa.
Spruce Pine terletak di sepanjang punggung Pegunungan Appalachian yang terbentuk ketika dua benua paleo bertabrakan untuk menciptakan satu daratan, Pangaea, sekitar 380 juta tahun yang lalu. Kondisi yang tepat di sekitar tabrakan tersebut berarti hanya sedikit kotoran yang tercampur ke dalam mineral cair yang berputar bermil-mil di bawah permukaan. Sekarang didinginkan dan dipakai, bebatuan di sekitar Spruce Pine tampak seperti bola salju kotor berkat kombinasi feldspar, mika, dan kuarsa. Saat digiling, kuarsa tersebut hanya tampak seperti pasir putih, namun jika diisolasi, kuarsa mungkin merupakan yang paling murni di dunia.
“Ini tidak seperti silikon yang muncul dari tanah di North Carolina kemudian menjadi bagian dari chip silikon,” kata Ed Conway, penulis buku tersebut. Dunia Materi. “Tetapi Anda tidak dapat membuat chip silikon tanpanya.”
Karena memerlukan sedikit pemurnian setelah ditarik dari tanah, kuarsa Spruce Pine juga lebih murah dibandingkan pesaingnya. Bukan berarti murah. Kuarsa Pinus Cemara dengan kemurnian tinggi dapat dijual dengan harga hingga $20.000 per ton, dan bahan limbah dari penambangan cukup murni sehingga bahkan digunakan untuk mengisi bunker di Lapangan Golf Nasional Augusta, tempat diadakannya turnamen Master.
Sifat kuarsa Spruce Pine yang tinggi silikon dan rendah kontaminan menjadikannya bagian integral dari manufaktur chip tingkat lanjut, di mana pengotor dalam jumlah sekecil apa pun dapat mengganggu sirkuit yang terukir pada semikonduktor. Keripiknya sendiri sebenarnya tidak terbuat dari kuarsa. Cawan lebur kuarsa dengan kemurnian tinggi digunakan untuk melebur polisilikon, silikon murni yang dibutuhkan untuk membuat chip komputer dan panel surya. Cawan lebur tersebut hanya bertahan beberapa minggu sebelum perlu diganti, dan kebutuhan akan chip canggih meningkat dengan sangat cepat. Lonjakan perangkat bertenaga AI diperkirakan akan meningkatkan permintaan global akan chip canggih setidaknya 30 persen pada tahun 2026, menurut laporan Bain baru-baru ini yang memperingatkan akan adanya kekurangan dalam waktu dekat.
Berdasarkan beberapa perkiraan, Spruce Pine menyumbang 70 persen kuarsa dengan kemurnian tinggi yang dibutuhkan untuk memproduksi silikon murni yang digunakan untuk membuat chip paling canggih, termasuk yang dibutuhkan untuk AI. Selain itu, satu perusahaan di Taiwan, TSMC, memproduksi sebagian besar chip tersebut. Dan kini, bencana di Spruce Pine menarik perhatian pada betapa rapuhnya rantai pasokan chip global.
“Mungkin kejadian ini membuat orang berpikir tentang alternatif, cawan lebur yang berbeda, cara yang berbeda untuk membuat silikon,” kata Dustin Mulvaney, profesor studi lingkungan di San Jose State University yang mempelajari rantai pasokan sel surya.
Kami belum mengetahui seberapa parah kerusakan yang terjadi di fasilitas penambangan Spruce Pine. Dua perusahaan pemilik sebagian besar tambang kuarsa, Sibelco dan Quartz Corp, keduanya menghentikan produksi pada tanggal 26 September, saat badai bergerak melalui bagian barat North Carolina. Gambar dari Spruce Pine menunjukkan pusat kota terendam banjir dan bangunan-bangunan tersapu air di dekat jalur kereta api yang menghubungkan tambang ke seluruh dunia.
Sibelco mengatakan dalam sebuah pernyataan bahwa mereka “secara aktif berkolaborasi dengan lembaga pemerintah dan operasi penyelamatan dan pemulihan pihak ketiga untuk mengurangi dampak peristiwa ini dan untuk melanjutkan operasi sesegera mungkin.” Quartz Corp juga melakukan penilaian serupa terhadap situasi di tiga tambangnya di wilayah tersebut serta infrastruktur di sekitarnya, dan “pabriknya di AS dihentikan untuk jangka waktu yang tidak diketahui,” kata juru bicara perusahaan May Kristin Haugen melalui email.
Mengenai seberapa besar hal ini akan mengganggu rantai pasokan chip global, kita harus menunggu dan melihat.
Bahkan ketika tambang Spruce Pine tidak beroperasi lagi, pembuat chip harus memiliki persediaan polisilikon atau kuarsa ultra-murni yang mereka perlukan agar tersedia untuk jangka waktu tertentu. Dan jika mereka kehabisan kuarsa Pinus Cemara, ada sumber kuarsa lain di negara-negara seperti Tiongkok dan India yang layak tetapi kualitasnya tidak setinggi atau hemat biaya.
Dan, mungkin untuk mengantisipasi bencana di masa depan, perusahaan pertambangan di Spruce Pine tidak menyimpan semua kuarsa dengan kemurnian tinggi di lokasinya. “Antara persediaan pengaman kami, yang dibangun di lokasi berbeda, dan yang berada di bawah rantai nilai, kami tidak khawatir tentang kekurangan dalam jangka pendek atau menengah,” kata Haugen, yang menyebut pandemi ini sebagai momen pembelajaran dalam pasokan. ketahanan rantai.
Namun, yang mungkin kita perkirakan adalah harga beberapa barang elektronik akan naik. Jika jumlah kuarsa Spruce Pine tidak mencukupi, terutama dalam jangka panjang, industri harus mencari sumber alternatif kuarsa dengan kemurnian tinggi. Metode pemurnian mineral tersebut di tempat lain memerlukan sumber daya yang lebih intensif dan berpotensi membawa jejak karbon yang lebih besar karena kuarsa yang digunakan sebagai bahan baku tidak semurni kuarsa dari Pinus Cemara. Seperti yang dikatakan seorang pakar kepada majalah Wired, banjir yang disebabkan oleh perubahan iklim di Carolina Utara bagian barat dapat menimbulkan dampak yang lebih negatif terhadap iklim, sehingga berkontribusi terhadap lebih banyak bencana di masa depan.
Bagi banyak pengguna teknologi biasa, hal ini mengejutkan. Lagi pula, kita terbiasa memikirkan chip yang dirancang di Silicon Valley dan kemudian dibuat di Taiwan. Tentu saja tempat-tempat ini tidak aman dari guncangan – gempa bumi dan kebakaran hutan merupakan ancaman di California Selatan dan Taiwan rentan terhadap gempa bumi dan tanah longsor. Kita jarang memikirkan banyaknya bahan mentah yang dibutuhkan untuk mengisi rantai pasokan dan kebiasaan perekonomian global yang selalu mencari pilihan termurah, bahkan jika itu berasal dari satu kota kecil di Blue Ridge Mountains yang merupakan kota rawan bencana. untuk banjir.
“Kita hanya tidak memberikan banyak perhatian, atau perhatian yang seharusnya, terhadap kondisi perekonomian kita,” kata Conway. “Dan ini adalah bagian dari perutnya.”
