반도체 생산에 꼭 필요한 초고순도 석영을 대체할 만한 광물같은것은 없나요?

Question

반도체 생산에 꼭 필요한 초고순도 석영을 생산하는 노스캐롤라이나주 석영 광산이 홍수로 침수로 전 세계 반도체 생산에 타격을 줄 수 있다는 우려가 나오고 있어요. 스프루스파인 석영 광산은 전 세계 초고순도 석영 생산의 최대 90%를 책임지는 곳인데요. 왜 이렇게 독점광물이 있게 내버려두었는지 모르겠네요. 그런데 이 석영을 대체할 만한 광물같은것은 없나요?

Answer 1

안녕하세요. 한성민 전문가입니다.

아직까진 실리콘을 이용한 반도체가 대세이기 때문에, 그 수요를 전부 대체할 물질은 없는 것 같습니다.

실리콘은 열적안정성이 뛰어나고, 지구 지각에서 2번째로 많은 광물일 만큼 쉽게 구할 수 있는 물질이며, 불순물 첨가(도핑)을 통해 n형(전자 공급) p형(정공 공급) 반도체를 만들기도 용이하기 때문입니다.

다만, 후속 소재로 많이 언급되고 있는 것은 질화 갈륨(GaN), 그래핀 등이 있습니다. 밴드갭이 크기때문에 높은 전압에서도 사용가능 하다는 등의 뚜렷한 장점이 있습니다. 최근에 GaN 충전기 등이 많이 판매되는 것을 보시면 알 수 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경욱 전문가입니다.

반도체 생산에 사용되는 초고순도 석영은 불순물이 거의 없는 특징 떄문에 대체하기 어렵습니다. 대체 후보로는 고순도의 알루미나나 사파이어가 있지만 석영만큼 열 및 화학적 안정성이 뛰어나지 않아 제한적입니다.

Answer 3

안녕하세요. 김재훈 전문가입니다

반도체 생산에 꼭 필요한 초고순도 석영(Quartz)은 높은 내열성 화학적 안정성 그리고 순도가 중요한 이유로 사용됩니다. 현재까지 석영을 완전히 대체할 수 있는 광물은 없지만 대체 재료로는 사파이어나 실리콘 카바이드(SiC) 같은 소재가 일부 적용되고 있습니다. 사파이어는 높은 열 전도성과 경도를 갖고 있어 LED나 고전력 반도체 분야에서 사용되며 실리콘 카바이드는 높은 전력 및 온도에서의 안정성을 제공해 차세대 반도체에 적합합니다. 그러나 석영의 독특한 특성으로 인해 완벽한 대체는 아직 어려운 상황입니다.

Answer 4

안녕하세요.

반도체에 쓰이는 초고순도 석영은 순도가99.9999999 % 입니다 아직까지 대체되는 물질을 찾지 못했으며 중국이 한국과 대만처럼 최첨단 반도체를 못 만드는 이유중 하나입니다