Un mondo costruito sulla sabbia

Material World di Ed Conway mostra che, nonostante la nostra vita digitale, sono le rocce e i minerali ad alimentare l’economia globale.

Di Will Dunn

Fuori dalla cittadina di Spruce Pine, nei Monti Appalachi della Carolina del Nord, c'è una serie di edifici bianchi circondati da recinzioni a due piani e guardie di sicurezza. Sotto questi edifici si trova una formazione geologica creata 380 milioni di anni fa quando due paleocontinenti, Laurasia e Gondwana, attraversarono il grande Oceano Rhxeico e si scontrarono (non è un termine tecnico) l'uno nell'altro, creando un'unica enorme massa continentale: Pangea.

Diverse miglia sotto la superficie, mentre le placche tettoniche si stritolavano insieme, i minerali venivano riscaldati e mescolati in un crogiolo sotterraneo che, grazie all'assenza di acqua, era insolitamente privo di impurità. Ci sono voluti milioni di anni perché la roccia si raffreddasse e si solidificasse, ma quando lo ha fatto ha formato una massa di pegmatite – cristalli di quarzo, feldspato e mica – che sembra essere unica nella sua purezza. Se un quarzo così puro esiste in qualsiasi altra parte della Terra, deve ancora essere scoperto.

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Il quarzo delle miniere di pino rosso è stato a lungo un segreto gelosamente custodito. In una miniera, i tecnici venivano bendati all’arrivo e condotti da e verso le macchine di cui si occupavano della manutenzione, senza mai vedere il funzionamento della miniera stessa. Il motivo di tanta segretezza è che il quarzo di Pino Rosso viene utilizzato per realizzare un tipo di ciotola molto speciale: un crogiolo, esente da impurità, dove si può sciogliere il silicio ultraraffinato (in cui gli altri elementi costituiscono meno di un atomo su dieci miliardi). fuso e filato in un unico cristallo perfetto in un processo noto come tecnica Czochralski. L’eccezionale purezza del materiale risultante fa sì che possa essere tagliato e inciso su scala atomica, creando circuiti elettronici di dettaglio infinitesimale: un chip semiconduttore finito, combinando molti strati di questo wafer di silicio, può contenere 100 milioni di interruttori in un millimetro quadrato.

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C’è solo una miniera che produce quarzo abbastanza puro per il processo Czochralski e solo una fabbrica (la Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, o TSMC) che può trasformare questi cristalli in grandi volumi dei chip più avanzati. Non solo, ma all’interno della fabbrica ci sono macchine specializzate che costano centinaia di milioni di dollari. Incidono il silicio utilizzando la luce generata riscaldando minuscole goccioline di stagno a un milione di gradi, quindi riflettono e focalizzano quella luce utilizzando specchi che sono le superfici più lisce dell'universo conosciuto. Realizzare queste macchine è piuttosto difficile, quindi anch'esse dipendono da un'unica fabbrica, alla periferia di Berlino.

Nel gennaio 2022 è scoppiato un incendio in questa fabbrica, di proprietà di una società olandese chiamata ASML Holding. Per alcuni giorni le aziende di tutto il mondo aspettavano di sapere se la fornitura di semiconduttori (TSMC costituisce il 60% della produzione mondiale e il 90% dei chip più avanzati) sarebbe stata interrotta, determinando un rallentamento globale della produzione. di smartphone, automobili, aeroplani, frigoriferi, carte di credito, pannelli solari, televisori e tutto ciò che dipende da loro (il che significa praticamente tutto ciò che ha un cavo o una batteria).

Fortunatamente, l’incendio non ha influito sulla produzione delle magnifiche macchine dell’ASML, e la catena di fornitura dei semiconduttori – già messa a dura prova dalla pandemia, che aveva interrotto la produzione e distorto la domanda di beni – è continuata. Se così non fosse stato, si sarebbe sviluppata una carenza globale, con gravi conseguenze per l’offerta di beni – e quindi per l’inflazione – in tutto il mondo.

[Vedi anche: Come il Tesoro gestisce silenziosamente la Gran Bretagna]

Come spiega Ed Conway in Material World, la sua magistrale esplorazione dei materiali che sono alla base della civiltà, il nostro è un mondo costruito sulla sabbia sia oggettivamente che figurativamente. Le parti fondamentali delle nostre case e dei luoghi di lavoro sono fatte di sabbia, dalle lastre di vetro e cemento che hanno consentito la creazione delle città moderne, alle fibre di vetro su cui viene trasportata Internet e ai chip di silicio, che Conway segue da un pugno all'altro. rocce di grandi dimensioni scavate nel terreno nel nord della Spagna fino alla loro incisione nelle camere pulite di Taiwan. L’umanità ha preso il materiale più elementare e ampiamente disponibile e lo ha perfezionato trasformandolo in ogni cosa, dai grattacieli ai componenti più piccoli della lunghezza d’onda della luce visibile.