Ako sa prejavia čínske zákazy gália a germánia?

Peking 13. júla 2023 (HSP/Asia Times/Foto: Pixabay)

Pekingské zákazy týkajúce sa kovov na výrobu čipov by mohli prerásť do obmedzení týkajúcich sa prvkov vzácnych zemín, ktoré by bolo oveľa ťažšie nahradiť, informuje Asia Times

Od augusta Čína obmedzí vývoz gália a germánia, dvoch prvkov, ktoré sú dôležité na výrobu polovodičových čipov.

Keďže Čína má dominantné postavenie v dodávkach oboch prvkov, vývozcovia budú teraz potrebovať špeciálne licencie, aby ich mohli vyviezť z krajiny. Tento krok môže poškodiť celý rad západných výrobcov technológií, ktorí tieto prvky používajú na výrobu svojich produktov.

Tento krok je údajne reakciou na západné obmedzenia týkajúce sa zariadení nevyhnutných na výrobu polovodičových zariadení.

Predovšetkým americký zákon o čipoch a vede z roku 2022 obmedzil vývoz špičkových mikročipov a technológií do Číny, čo by mohlo mať vplyv na kapacitu Pekingu pre vysoko výkonné výpočty v oblastiach, ako je obrana. Obmedzenia zaviedli aj ďalšie krajiny, ako napríklad Japonsko a Holandsko.

Aké dôležité sú teda nové čínske obmedzenia a aké budú mať pravdepodobne dôsledky?

Kremík je najpoužívanejším materiálom v polovodičoch a je ho veľmi veľa. Germánium a gálium však majú špecifické vlastnosti, ktoré sa ťažko replikujú a hodia sa na určité špecifické aplikácie. Tie sa používajú v nespočetných zariadeniach, ako sú smartfóny, notebooky, solárne panely a zdravotnícke zariadenia, ako aj v obranných aplikáciách.

Oba prvky sú tiež kľúčové pre technologický pokrok v nasledujúcich rokoch. Germánium je obzvlášť užitočné v kozmických technológiách, ako sú solárne články, pretože je odolnejšie voči kozmickému žiareniu ako kremík.

Vzhľadom na to, že v niektorých technológiách sa blížia fyzikálne limity kremíka, uvažuje sa o väčšom využívaní germánia ako o spôsobe prekonania týchto limitov. V malých množstvách sa už používa v niektorých polovodičoch na zlepšenie napríklad toku elektrónov a tepelnej vodivosti.

Pokiaľ ide o gálium, 95 % z neho sa používa v materiáli nazývanom arzenid gália, ktorý sa používa v polovodičoch s vyšším výkonom a nižšou spotrebou energie ako kremík. Používajú sa napríklad v modrých a fialových LED diódach a mikrovlnných zariadeniach.

Nitrid gália sa medzitým používa v polovodičoch v súčiastkach, ako sú elektrické vozidlá, senzory, špičková rádiová komunikácia, LED diódy a Blu-Ray prehrávače. Očakáva sa, že jeho využitie výrazne porastie.

Gálium aj germánium sú na zozname kritických prvkov Európskej únie a USA. Spojené kráľovstvo považuje gálium za kritické pre svoje výrobné záujmy, hoci germánium považuje za menej dôležité.

Čína kontroluje približne 60 % všetkých dodávok germánia. Tento prvok sa získava dvoma hlavnými spôsobmi, ako vedľajší produkt pri výrobe zinku a z uhlia. Tieto zdroje predstavujú približne 75 %, resp. 25 % celkových dodávok.

Čína má dominantné postavenie v oblasti germánia, ktoré pochádza z výroby zinku. USA sú jedným z alternatívnych dodávateľov s ložiskami na Aljaške a v Tennessee a s ďalšími rafinačnými kapacitami v Kanade. V súčasnosti sú však USA stále z viac ako 50 % závislé od dovozu germánia.

Germánium z uhlia má niekoľko nevýhod. Dvaja hlavní producenti sú Rusko a Ukrajina a vojna ovplyvnila dodávky z oboch krajín na západ. Napríklad v rokoch 2017 – 20 Rusko dodávalo 9 % potreby germánia v USA, ale teraz sa to pravdepodobne zastavilo.

V reakcii na čínske obmedzenia Rusko plánuje zvýšiť výrobu germánia pre svoj domáci trh. To môže aspoň zmierniť globálny dopyt, aj keď to Západu priamo nepomôže.

Germánium z uhlia je tiež v područí energetického priemyslu, pretože niektoré uhlia bohaté na tento prvok sa spaľujú ako zdroj energie. Okrem toho bude ťažšie získať germánium z uhlia, keďže veľká časť sveta sa snaží postupne zrušiť uhoľnú energetiku, čo by mohlo opäť obmedziť dodávky.

Pokiaľ ide o gálium, Čína pokrýva približne 80 % svetových dodávok, pričom ho získava najmä z výroby hliníka. V skutočnosti neexistuje nedostatok gália, ale aj pred novými kontrolami bola ponuka obmedzená nedostatkom výrobných kapacít.

Gálium sa získava aj recykláciou polovodičových doštičiek, čo sú tenké plátky polovodiča používané v elektronických obvodoch. Keď sa však obvody integrujú do výrobkov, množstvo gália v každom z nich je také malé, že je náročné ho recyklovať.

V článku v časopise Nature Communications z roku 2022 sa uvádza, že gálium sa “takmer nikdy funkčne nerecykluje”, keď sa dostane do finálnych výrobkov.

Plný vplyv nového čínskeho vývozného režimu závisí od viacerých faktorov vrátane prísnosti kontrol v praxi a reakcie západných vlád a spoločností. V súčasnosti sa zdá, že kontroly pravdepodobne povedú k vyšším cenám gália a germánia, ako aj k dlhším dodacím lehotám.

To by mohlo západným spoločnostiam predražiť a sťažiť výrobu elektronických zariadení, čo by následne mohlo viesť k vyšším cenám pre spotrebiteľov. Západným spoločnostiam by to tiež mohlo sťažiť konkurovanie čínskym spoločnostiam.

Podobne ako celosvetový nedostatok mikročipov počas pandémie Covid to výrazne ovplyvnilo výrobu technológií, čo poukazuje na významný vplyv na svetové hospodárstvo.

Dlhodobé účinky kontrol je ťažké predpovedať, pretože do nich vstupuje veľmi veľa faktorov. Zásoby prvkov by mali do určitej miery pomôcť: USA uviedli, že majú zásoby germánia, nie však gália.

Západní výrobcovia môžu byť nútení diverzifikovať svoje dodávateľské reťazce získavaním komponentov obsahujúcich tieto prvky z krajín, do ktorých je Čína ochotná vyvážať. To by mohlo viesť k zvýšeniu nákladov a zložitosti.

Ďalšou možnosťou je zvýšiť produkciu z alternatívnych zdrojov. V minulosti sa germánium získavalo z nerastov ťažených v Nemecku, Latinskej Amerike a Afrike, takže tieto možnosti sa môžu vrátiť na stôl. Existuje aj možnosť investovať do výskumu zariadení, ktoré sú menej závislé od týchto kritických materiálov, ale to by si vyžiadalo čas, kým by priniesli ovocie.

Je zrejmé, že tento krok predstavuje významnú eskaláciu technologickej vojny medzi Čínou a Západom. Obávame sa, že by to mohlo zájsť ešte ďalej: Čína má dominantné postavenie v dodávkach celého radu dôležitých materiálov známych ako kovy vzácnych zemín, ako aj iných materiálov, ktoré sú potrebné pre prechod na čistú energiu. Ešte pred vystupňovaním nepriateľstva v posledných rokoch Čína využívala svoju dominanciu nad niektorými materiálmi ako páku v obchodných sporoch.

Preto je tento najnovší vývoj prinajmenšom znepokojujúci. V čase, keď sú medzinárodné výzvy, ktorým ľudstvo čelí, väčšie ako kedykoľvek predtým, je vznik nového surovinového nacionalizmu to posledné, čo ktokoľvek potrebuje.