Störung in der Halbleiter-Lieferkette? Hurrikan Helena legt wichtige Quelle für hochreines Quarz lahm

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Die anhaltenden Stürme in den USA haben im Örtchen Spruce Pine, North Carolina, die Zugangswege zu zwei örtlichen Quarzminen unpassierbar gemacht. Analysten fürchten durch den Ausfall nachhaltige Auswirkungen auf die weltweite Halbleiterproduktion.

Millionen von Menschen im Süden der USA sind nach den tagelangen extremen Regenfällen des Hurrikans Helene ohne Strom oder mussten evakuiert werden, mehr als 100 Menschen sind ums Leben gekommen. Eine der am schwersten getroffenen Regionen ist der Bundesstaat North Carolina, in dem seit einer Woche aufgrund von anhaltenden Stürmen und Regenfällen sowie daraus resultierenden Überflutungen und Stromausfällen der Notstand ausgerufen wurde.

Dies könnte auch weit reichende Konsequenzen für die weltweite Halbleiterproduktion nach sich ziehen: Wie die Bergbaubetreiber Sibelco und Quartz Corp melden, stehen seit dem 26. September die Bergbauarbeiten an den zwei von den Unternehmen geführten Quarzminen in Spruce Pine still. Zugangswege und die zum Ort führende Eisenbahnlinie sind beschädigt, der örtliche Fluss North Toe ist übergetreten, Straßen sind wegen meterhohen Überflutungen unpassierbar.

Hochreiner Quarz: Für die Erzeugung von Wafern und optischer Kabel essentiell

Spruce Pine, ein kleines Örtchen mit gerade einmal 2000 Einwohnern in der Appalachen-Region, ist einer der weltweit größten Lieferanten für hochreines Quarz. Hochreiner Quarz ist aufgrund seiner chemischen und physikalischen Eigenschaften – unter anderem einer hohen Temperatur- und Korrosionsbeständigkeit, geringer Wärmeausdehnung und sehr guten Isolierungseigenschaften bei gleichzeitiger Lichtdurchlässigkeit – im Hochtechnologiebereich stark gefragt.

So wird das Material unter anderem für die Produktion von Schmelztigeln zur Schmelze von Silizium verwendet. Aus dem so gewonnenen verflüssigten Silizium werden im Anschluss Ingots gezogen, aus denen schließlich Silizium-Wafer produziert werden. Da diese Wafer möglichst frei von Unreinheiten jeglicher Art sein müssen ist es essentiell, dass sowohl das Silizium als auch die Schmelztigel selbst so hochrein wie möglich sind. Ferner können die Schmelztigel im Anschluss nicht wiederverwendet werden, da die Reinheit nach einmaligem Gebrauch nicht mehr den für die Halbleiterproduktion notwendigen Ansprüchen genügt. Auch für optische Leiter wie Glasfaserkabel ist hochreines Quarz ein essentieller Rohstoff.

Auch wenn Quarz weltweit abgebaut wird, darunter auch in Deutschland, ist der Reinheitsgrad des Minerals nicht in jeder Region gleich hoch. Nach Angaben der beiden Minenbetreiber bedient Spruce Pine etwa 70 Prozent des weltweiten Bedarfs an hochreinem Quarz für die Halbleiter- und Hochtechnologiebranchen. Abgesehen von dem Örtchen in North Carolina befinden sich die größten wirtschaftlich nutzbaren Vorkommen in Indien und Brasilien.

Wie Sibelco meldet ist die betroffene Mine selbst unbeschädigt, dennoch wurde der Betrieb aufgrund von Sicherheitsbedenken ausgesetzt. Wann die Arbeit wieder aufgenommen werden kann ist noch ungewiss: Neben dem noch immer anhaltenden Sturmtief werden die entstandenen Schäden an der Infrastruktur, insbesondere Stromleitungen und Zugangsstraßen, die Produktion noch auf unbestimmte Zeit lahmlegen. Quartz Comp meldet ähnliches; gegenüber der BBC gab eine Sprecherin des Unternehmens zur Auskunft, es sei gegenwärtig unmöglich vorherzusagen, wann der Betrieb wieder aufgenommen werden könne: „Wir bewerten derzeit die Schäden an allen Anlagen, aber unsere Fähigkeit, den Betrieb wieder aufzunehmen, wird auch stark von der umliegenden Infrastruktur abhängen“.

Halbleiterverbände und Minenbetreiber sehen wenig Anlass zur Sorge

Zwar gibt es bereits Technologien, die entweder künstlich das nötige Material für hochreine Silizium-Schmelztigel herstellen oder Verunreinigungen aus Quarz entfernen können, um es für den Einsatz in der Halbleiter- oder Glasfaserproduktion brauchbar zu machen. Speziell auf dem Halbleiterbereich findet diese allerdings laut den Marktanalysten von Trendforce wenig Anwendung - der Industriezweig ist weiterhin auf natürliche Vorkommen an hochreinem Quarz angewiesen. Dementsprechend könne sich eine längere Disruption bei der Lieferung dieses essentiellen Grundmaterials speziell bei großen Fertigern wie TSMC oder Samsung bemerkbar machen. Dies könnte langfristig erhebliche Kosten verursachen, die sich entlang der gesamten Lieferkette bemerkbar machen würden.

Trotz der Schließungen zeigte sich aber Quantum Corp selbst gegenüber der BBC zuversichtlich, dass man sich keine Sorgen über kurz- oder mittelfristige Engpässe mache: „Jeder hat durch Covid gelernt, wie wichtig umfangreiche Sicherheitsvorräte sind“, zitiert der britische Sender die Unternehmenssprecherin weiter. Auch andere Analysten geben wenig Anlass zur Sorge: Tom Bide, leitender Wissenschaftler beim British Geological Survey, hält es für möglich, dass die Katastrophe aufgrund von Vorratshaltung und anderen Vorsichtsmaßnahmen nur minimale Auswirkungen haben wird. „Die Auswirkungen auf die Technologiebranche werden stark davon abhängen, wie lange sie brauchen, um den Betrieb wieder in Gang zu bringen“, sagt er. Auch mit Blick aus den Lektionen aus der COVID-Pandemie sei wahrscheinlich, dass die meisten Hersteller ein gewisses Maß an Lagerbeständen haben, mit der sich „Flauten“ in der Lieferkette überbrücken ließen. „Wenn die Probleme nur vorübergehend sind, hat dies möglicherweise keine spürbaren Auswirkungen“.

Nach seinen Schätzungen müsse es etwa einen Monat dauern, bis sich ernsthafte Auswirkungen bemerkbar machen. Angaben des Halbleiter-Fachverbands SEMI auf X/Twitter zufolge reicht der Lagerbestand an hochreinem Quarz für die nächsten drei Monate aus, so dass kein Grund zur Sorge für einen Engpass bestehe. Ein leichter Preisansteig könne dennoch als Konsequenz spürbar werden.

Update vom 11. Oktober 2024: Im Werk von Sibelco wurde die Produktion mittlerweile wieder aufgenommen, wie das Unternehmen am 10. Oktober 2024 mitgeteilt hat. „Ich möchte unseren Mitarbeitern für ihr bemerkenswertes Durchhaltevermögen und ihre Teamarbeit unter diesen extrem schwierigen Umständen danken“, sagte Sibelco-CEO Hilmar Rode. „Auch wenn der Weg zur vollständigen Erholung unserer Gemeinden lang sein wird, sind die Wiederaufnahme unseres Betriebs und die Wiederaufnahme der Lieferungen an unsere Kunden wichtige Beiträge zum Wiederaufbau der lokalen Wirtschaft.“ (sg)

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