모래 위에 세워진 세상

Ed Conway의 Material World는 디지털 생활에도 불구하고 세계 경제를 움직이는 것은 암석과 광물임을 보여줍니다.

윌 던

노스캐롤라이나 애팔래치아 산맥의 작은 마을인 스프루스 파인 외곽에는 2층짜리 울타리와 경비원으로 둘러싸인 흰색 건물들이 있습니다. 이 건물 아래에는 3억 8천만년 전 두 개의 고대 대륙인 로라시아(Laurasia)와 곤드와나(Gondwana)가 거대한 Rhxeic Ocean을 건너 서로 뭉개져(기술적 용어가 아님) 하나의 거대한 대륙인 판게아(Pangaea)를 만들면서 형성된 지질 구조가 있습니다.

표면 아래 몇 마일 떨어진 곳에 있는 지각판이 서로 부서지면서 광물이 가열되어 물이 없는 덕분에 불순물이 전혀 없는 지하 도가니에서 혼합되었습니다. 암석이 식고 굳는 데는 수백만 년이 걸렸지만, 그렇게 했을 때 페그마타이트(석영, 장석, 운모 결정) 덩어리가 형성되었는데, 이는 그 순도가 독특해 보입니다. 이 순수한 석영이 지구상의 다른 곳에 존재한다면 아직 발견되지 않았습니다.

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가문비나무 광산의 석영은 오랫동안 극비로 보호되어 왔습니다. 한 광산에서는 기술자들이 도착하자마자 눈을 가린 채 광산 자체의 작동을 전혀 보지 못한 채 자신들이 유지 관리하는 기계를 오가도록 안내받았습니다. 이렇게 비밀을 유지하는 이유는 스프루스 파인 석영이 매우 특별한 종류의 그릇을 만드는 데 사용되기 때문입니다. 불순물이 없는 도가니에는 초정제 실리콘(다른 원소가 100억분의 1 미만의 원자를 구성함)을 담을 수 있습니다. 초크랄스키(Czochralski) 기술로 알려진 공정을 통해 녹아 하나의 완벽한 결정으로 만들어졌습니다. 생성된 물질의 탁월한 순도는 원자 수준에서 절단 및 에칭이 가능하여 극히 미세한 전자 회로를 생성할 수 있음을 의미합니다. 이 실리콘 웨이퍼의 여러 층을 결합한 완성된 반도체 칩은 평방 밀리미터에 1억 개의 스위치를 넣을 수 있습니다.

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초크랄스키(Czochralski) 공정에 적합한 순수한 석영을 생산하는 광산은 단 하나이고 이러한 결정을 대량의 최첨단 칩으로 전환할 수 있는 공장(TSMC)은 단 하나뿐입니다. 그뿐만 아니라, 공장 내부에는 수억 달러에 달하는 특수 기계들이 있습니다. 그들은 작은 주석 방울을 백만도까지 가열하여 생성된 빛을 사용하여 실리콘을 에칭한 다음 알려진 우주에서 가장 매끄러운 표면인 거울을 사용하여 그 빛을 반사하고 초점을 맞춥니다. 그러한 기계를 만드는 것은 다소 어렵기 때문에 그들 역시 베를린 외곽에 있는 단일 공장에 의존합니다.

2022년 1월, ASML Holding이라는 네덜란드 회사가 소유한 이 공장에서 화재가 발생했습니다. 며칠 동안 전 세계 기업들은 반도체(TSMC가 전 세계 생산량의 60%, 최첨단 칩의 90%를 생산) 공급이 중단돼 글로벌 생산 둔화로 이어질지 듣기를 기다렸다. 스마트폰, 자동차, 비행기, 냉장고, 신용카드, 태양광 패널, TV 및 이에 의존하는 모든 것(케이블이나 배터리가 포함된 거의 모든 것을 의미함).

다행스럽게도 화재는 ASML의 멋진 기계 생산에 영향을 미치지 않았으며 이미 전염병으로 인해 제조가 중단되고 상품 수요가 왜곡된 반도체 공급망이 계속되었습니다. 그렇지 않았다면 전 세계적으로 상품 공급에 심각한 결과를 초래하여 인플레이션을 초래하는 세계적인 부족 현상이 발생했을 것입니다.

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Ed Conway가 문명을 뒷받침하는 재료에 대한 그의 뛰어난 탐구인 Material World에서 설명했듯이, 우리 세상은 객관적으로나 비유적으로나 모래 위에 세워진 세상입니다. 우리 집과 직장의 가장 기본적인 부분은 모래로 만들어집니다. 현대 도시를 건설할 수 있는 판유리와 콘크리트부터 인터넷을 운반하는 유리 섬유와 Conway가 처음으로 따라온 실리콘 칩까지 말이죠. 스페인 북부의 땅에서 파낸 크기의 암석을 대만의 클린룸에서 에칭하는 작업까지. 인류는 가장 기본적이고 널리 사용 가능한 재료를 취해 고층 건물부터 가시광선 파장보다 작은 구성 요소에 이르기까지 모든 것에 정제했습니다.