Khoảng 70% đến 90% lượng thạch anh siêu tinh khiết (HPQ) dùng để sản xuất chén nung thạch anh phục vụ ngành bán dẫn có nguồn gốc từ thị trấn Spruce Pine, bang North Carolina, Mỹ. Đây là mắt xích then chốt mà ngay cả Trung Quốc cũng không thể sao chép, theo các chuyên gia.
Nguồn tài nguyên từ 380 triệu năm trước
Các mỏ thạch anh tại Spruce Pine được hình thành khoảng 380 triệu năm trước, khi lục địa châu Phi va chạm với Bắc Mỹ. Quá trình địa chất kéo dài cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất đặc biệt tạo nên loại thạch anh có độ tinh khiết lên tới 99,999%, rất hiếm trên thế giới. Theo tài liệu của Sibelco, đây là "món quà thiên nhiên" mà công nghệ hiện đại chưa thể tái tạo ở quy mô thương mại.
Vai trò trong sản xuất chip bán dẫn
HPQ được sử dụng để chế tạo chén nung trong phương pháp Czochralski, nơi polysilicon được nung chảy để kéo thành silicon đơn tinh thể – nền tảng cho các tấm wafer. Chỉ cần một tạp chất nhỏ trong chén nung cũng có thể làm giảm chất lượng wafer và ảnh hưởng đến tỷ lệ thành phẩm chip. Dù chỉ chiếm phần nhỏ trong giá thành chip, HPQ đóng vai trò nút thắt của toàn bộ quy trình.
Sự phụ thuộc toàn cầu và điểm yếu chuỗi cung ứng
Năm 2024, bão Helene đổ bộ vào North Carolina khiến hoạt động khai thác tại Spruce Pine tạm dừng, gây lo ngại trong ngành bán dẫn. Financial Times đưa tin nếu gián đoạn kéo dài, chuỗi cung ứng cho điện thoại, máy tính, máy chủ AI và pin mặt trời có thể bị ảnh hưởng. Các nhà sản xuất wafer duy trì được vài tháng nhờ tồn kho, nhưng sự kiện này phơi bày điểm yếu ít người để ý.
Trung Quốc phụ thuộc và nỗ lực thay thế
Trung Quốc là thị trường tiêu thụ HPQ lớn nhất thế giới, nhưng phụ thuộc tới 70-80% vào nhập khẩu từ Spruce Pine. Sự phụ thuộc này khiến chuỗi cung ứng Trung Quốc nhạy cảm với biến động địa chính trị. Bắc Kinh đã đẩy mạnh tìm kiếm mỏ HPQ trong nước, đưa khoáng sản này vào danh mục chiến lược và đầu tư vào công nghệ tinh chế. Tuy nhiên, các chuyên gia cho rằng chưa nơi nào kết hợp được độ tinh khiết, quy mô và tính kinh tế như Spruce Pine.
"Lợi thế của Mỹ không chỉ nằm ở thiết kế chip hay kiểm soát xuất khẩu, mà còn ở nguồn tài nguyên đặc biệt từ lòng đất Appalachia," một chuyên gia nhận định.
