Мир, построенный на песке

Книга Эда Конвея «Материальный мир» показывает, что, несмотря на нашу цифровую жизнь, именно камни и минералы являются движущей силой мировой экономики.

Уилл Данн

За пределами небольшого городка Спрус-Пайн в Аппалачах в Северной Каролине стоит ряд белых зданий, окруженных двухэтажными заборами и охраной. Под этими зданиями находится геологическое образование, образовавшееся 380 миллионов лет назад, когда два палеоконтинента, Лавразия и Гондвана, пересекли великий Рексейский океан и столкнулись (не технический термин) друг с другом, образовав единый огромный массив суши: Пангею.

В нескольких милях под поверхностью, когда тектонические плиты сжимались вместе, минералы нагревались и смешивались в подземном тигле, который благодаря отсутствию воды был необычайно свободен от примесей. Потребовались миллионы лет, чтобы порода остыла и затвердела, но при этом образовалась масса пегматита – кристаллов кварца, полевого шпата и слюды – которая кажется уникальной по своей чистоте. Если такой чистый кварц и существует где-нибудь еще на Земле, его еще предстоит обнаружить.

[См. также: Как микробы формируют историю]

Кварц из рудников Спрус-Пайн долгое время был тщательно охраняемым секретом. На одной шахте техникам по прибытии завязывали глаза и водили к машинам, которые они обслуживали, и обратно, даже не видя работы самой шахты. Причина такой секретности в том, что из кварца еловой сосны изготавливают совершенно особый вид чаши: тигель, свободный от примесей, в котором может быть переработан сверхочищенный кремний (в котором другие элементы составляют менее одного атома на десять миллиардов). расплавлен и сформован в единый совершенный кристалл в процессе, известном как техника Чохральского. Исключительная чистота полученного материала означает, что его можно нарезать и травить на атомном уровне, создавая электронные схемы с бесконечно малыми деталями: готовый полупроводниковый чип, объединяющий множество слоев этой кремниевой пластины, может поместить 100 миллионов переключателей на квадратный миллиметр.

Связанный

Существует только одна шахта, которая производит кварц, достаточно чистый для процесса Чохральского, и только одна фабрика (Тайваньская компания по производству полупроводников или TSMC), которая может перерабатывать эти кристаллы в большие объемы самых современных чипов. Более того, на заводе есть специализированное оборудование, которое стоит сотни миллионов долларов. Они травят кремний, используя свет, генерируемый при нагревании крошечных капель олова до миллиона градусов, а затем отражают и фокусируют этот свет с помощью зеркал, которые являются самыми гладкими поверхностями в известной Вселенной. Изготовление таких машин довольно сложно, поэтому они тоже зависят от одного завода, на окраине Берлина.

В январе 2022 года на этом заводе, принадлежащем голландской компании ASML Holding, вспыхнул пожар. В течение нескольких дней компании по всему миру ждали, будут ли прерваны поставки полупроводников (TSMC производит 60 процентов мирового производства и 90 процентов самых современных чипов), что приведет к глобальному замедлению производства. смартфонов, автомобилей, самолетов, холодильников, кредитных карт, солнечных батарей, телевизоров и всего остального, что от них зависит (что означает практически все, что связано с кабелем или батареей).

К счастью, пожар не повлиял на производство великолепных машин ASML, и цепочка поставок полупроводников, уже нарушенная пандемией, которая прервала производство и снизила спрос на товары, продолжалась. Если бы этого не произошло, возник бы глобальный дефицит с серьезными последствиями для поставок товаров – и, следовательно, инфляции – во всем мире.

[См. также: Как Казначейство тихо управляет Британией]

Как объясняет Эд Конвей в «Материальном мире», своем мастерском исследовании материалов, лежащих в основе цивилизации, наш мир — это мир, объективно и образно построенный на песке. Самые фундаментальные части наших домов и рабочих мест сделаны из песка: от листового стекла и бетона, которые позволили создать современные города, до стекловолокна, по которым передается Интернет, и кремниевых чипов, которые Конвей следует из первых рук. Камень размером с камень, выкопанный из земли на севере Испании, для гравировки в чистых комнатах Тайваня. Человечество взяло самый простой, широко доступный материал и усовершенствовало его, создав все: от небоскребов до компонентов, размер которых меньше длины волны видимого света.