Приветствую вас, уважаемые друзья!
С 1 августа такие товары как металлический галлий (Ga), нитрид галлия (GaN), металлический германий (Ge), подложки для эпитаксиального роста германия и т. д., экспортируемые из Китая подлежат обязательному лицензированию через Торгово-промышленную палату Китая.
Галлий и германий для многих читателей малоизвестные элементы, как и кремний (Si), они являются полупроводниковыми материалами.
Разница в том, что германий является королем полупроводниковых материалов. До того как люди начали широко использовать кремний, германий и был синонимом полупроводников.
Теоретически, не учитывая стоимость, можно использовать германий для замены существующего кремния для изготовления различных микросхем и даже иметь преимущества более низкого энергопотребления.
Однако из-за таких проблем, как высокая стоимость, технологически сложный процесс и высокая температура плавления, начиная с 1960-х годов германий был вытеснен кремнием с полупроводникового трона.
Полупроводниковые материалы, полученные из галлия, называются составными полупроводниками. Например, нитрид галлия и арсенид галлия (GaAs), получившие широкое распространение только в последние годы, являются популярными сейчас восходящими звездами, и многие ученые считают их будущими королями полупроводников.
Их свойства компенсируют недостатки чипов на основе кремния. В некоторых высоковольтных, высокочастотных и радиационных рабочих средах справиться может только галлий.
Поэтому по сравнению с кремнием и галлий, и германий являются относительно малоиспользуемыми материалами. Насколько мал размер рынка?
В 2021 году производство галлия в Китае составит всего 430 т. Это составляет более 90% мирового производства.
Аналогично и с германием: в 2021 году Китай поставлял 68,5% германия в мире, а все мировое производство германия в этом году составит около 130 тонн.
Что касается старшего брата в полупроводниковой промышленности, то в 2021 году Китай произвел 2,6 млн тонн кремния.
Нынешний рыночный спрос на галлий и германий совсем невелик, есть ли смысл Китаю ограничивать экспорт?
Возьмем, к примеру, германий: хотя он и уступил кремнию в области микросхем, у него есть второе преимущество в области оптоволоконной связи, технологий ночного видения и фотогальваники.
Оптоволоконная связь рекламировалась как «шоссе» информационного века, а германий является «булыжником» этого шоссе, потому что тетрахлорид германия (GeCl4), синтезированный из германия, является важным сырьем для изготовления оптических волокон.
Обладая хорошей устойчивостью к космическому излучению и характеристиками при высоких температурах, более высокой эффективностью фотоэлектрического преобразования и более низкими затратами на выработку электроэнергии, большинство летающих в небе спутников используют солнечные элементы на основе германия.
Не говоря уже о том, что в системе инфракрасной оптической визуализации линзы должны быть изготовлены из германия.
👉 А где больше всего нужна инфракрасная оптическая визуализация, надеюсь мне не нужно говорить.
Поэтому США охраняют германий как резервный ресурс национальной обороны с 1984 года. В последние годы они практически прекратили добычу германия.
Список полезных ископаемых, имеющих решающее значение для национальной безопасности США на 2022 год, опубликован правительством США.
👉 галлий, и германий входят в их число
Галлий десятилетиями был любимцем военной техники.
20 лет назад чип, сделанный из арсенида галлия, заменил лампу бегущей волны, используемую для усиления микроволновой мощности, и позволил истребителям носить небольшие активные радары с фазированной решеткой, что сразу перевело технологии истребителей в новую область.
Сегодня страны постепенно заменяют арсенид галлия нитридом галлия для дальнейшего повышения эффективности радаров.
Соединенные Штаты признали особенность галлия в публичных документах: «нет никакой другой замены оборудованию, сделанному на основе арсенида галлия».
Почему Китай может себе ограничивать экспорт галлия и германия?
В настоящее время общие мировые запасы галлия составляют около 230 000 тонн, а запасы Китая составляют более 80% мировых запасов.
Точно так же, по данным Геологической службы США (USGS), мировые доказанные запасы ресурсов германия достигают 8600 тонн, а запасы Китая составляют более 40% мировых запасов.
Что еще более важно, помимо запасов, производство галлия и германия в большей степени зависит от «методов производства».
Если взять в качестве примера галлий, то в мире практически нет производственной линии, предназначенной для производства галлия.
Это потому, что подавляющее большинство галлия является «подарком» при производстве глинозема (Al₂O3), а где находится крупнейшая в мире страна по производству глинозема?
Правильно, это все тот же Китай.
В прошлом году на Китай приходилось 57% мирового производства глинозема, и, опираясь на самую совершенную в мире технологию извлечения галлия, Китай смог удовлетворить мировой спрос на галлий.
Китай является второй по величине ресурсной страной германия в мире, а номер один это США.
Однако качество германиевой руды в Соединенных Штатах не очень хорошее и связано с добычей свинца и цинка.
Масштабы свинцово-цинковой промышленности в США очень малы, поэтому количество добываемого естественным путем германия не может быть увеличено.
В Китае германий поступает из буроугольных шахт, уголь проще добывать, а спрос на бурый уголь по-прежнему велик, поэтому Китай «случайно» и стал добытчиком германия номер один.
Если вам понравилась статья, подписывайтесь на канал, чтоб однажды, снова найти его в этом море информации. Хорошего вам дня и крепкого здоровья! Комментарии всегда открыты для всех.
