La indústria del diamant artificial sota la guerra comercial xinesa dels EUA

En els darrers dies, és possible que molta gent ja hagi prestat atenció a la notícia internacional més important, que és la guerra comercial entre la Xina i els Estats Units. Per a la gent normal com jo, fer una bona feina al meu propi negoci, servir bé els meus clients i oferir productes d'alta-qualitat amb seguretat als clients són les coses més importants. Per descomptat, també continuem prestant atenció a la situació internacional. En aquest context, m'agradaria compartir breument les meves opinions i idees personals sobre els diamants sintètics xinesos. Només com a referència.

 

La Xina ha format un avantatge industrial important en el camp del diamant sintètic, que té un paper clau en les indústries de fabricació i defensa d'alta-gama a causa de les seves excel·lents propietats físiques. Sovint s'anomena "dent industrial" i "cor de dissipació de calor".

 

Des de la perspectiva de la cadena industrial mundial, els Estats Units tenen una certa dependència dels diamants sintètics en els camps militar i d'alta{0}}tecnologia. Per exemple, el programa "Ultra Wideband Gap Semiconductor" promogut per l'Agència de Projectes d'Investigació Avançada de Defensa (DARPA) als Estats Units utilitza el diamant com a material bàsic, basat principalment en la seva alta conductivitat tèrmica, resistència a la radiació i resistència a alta temperatura, el que el fa adequat per als requisits d'equips en entorns extrems.

 

En aplicacions específiques, els-amplificadors d'alta potència per a radars militars, xips de guia de míssils i equips electrònics de naus espacials requereixen requisits extremadament alts per a la dissipació de calor i l'estabilitat del material. Els materials normals sovint lluiten per complir un funcionament estable en entorns d'alta-potència o alta-temperatura, mentre que el diamant presenta una bona adaptabilitat. A més, els xips de diamants de gran mida-s'han convertit en materials indispensables en components clau, com ara finestres òptiques ultravioletes extremes i dissipadors de calor de semiconductors d'alta potència-en màquines de litografia.

 

Actualment, la capacitat de producció mundial i la tecnologia de diamants sintètics estan molt concentrades a la Xina. Tot i que els Estats Units estan fent esforços per desenvolupar la capacitat de producció nacional, com ara Diamond Foundry que afirma ser capaç de preparar hòsties de diamant de cristall simple de 4-polzades, el seu mètode de producció encara és per lots, amb una taxa de rendiment d'aproximadament el 60% d'empreses xineses similars, i alguns components d'equip bàsic encara s'han d'importar de la Xina. El Departament de Defensa dels Estats Units ha invertit 350 milions de dòlars per construir fàbriques relacionades, que s'espera que arribin a la producció completa el 2027. En aquell moment, la producció anual només pot satisfer al voltant del 5% de la demanda industrial interna, i l'escala ni tan sols és comparable a les fàbriques mitjanes de la província de Henan, Xina.

 

A més, els Estats Units també s'enfronten a reptes per donar suport a la seva cadena industrial. El subministrament de metà-d'alta puresa a l'aigua amunt és insuficient i hi ha una escassetat de materials d'aliatge súper dur a la part mitjana. Els sensors necessaris per als equips de detecció aigües avall encara depenen del subministrament xinès. Pel que fa als recursos humans, ja hi ha més de 50.000 treballadors en indústries relacionades a la província de Henan, a la Xina, mentre que als Estats Units hi pot haver menys de 500 personal tècnic que pugui operar equips MPCVD (deposició de vapor químic de plasma de microones).

 

Si s'apliquen controls d'exportació, els Estats Units poden enfrontar-se a la pressió de la cadena de subministrament. S'entén que l'inventari d'eines de tall de diamant-de gamma alta de les empreses nord-americanes d'encenall és d'uns dos o tres mesos, i la reserva de plaques de finestres de diamant requerides per les empreses militars només es pot mantenir durant uns sis mesos. Si el subministrament s'interromp, les línies de producció pertinents es poden veure afectades. ASML ha afirmat que la capacitat de producció dels components bàsics de les màquines de litografia es pot veure afectada per això, que al seu torn podria afectar empreses com TSMC i Intel, limitant la cadena industrial d'alta-tecnologia.

 

Pel que fa als materials alternatius, tot i que s'han proposat com a alternatives el carbur de silici i el nitrur de bor cúbic, el seu rendiment encara està endarrerit del diamant. Per exemple, la conductivitat tèrmica del carbur de silici és només una- cinquena part de la del diamant, cosa que pot provocar que la temperatura de la unió augmenti més de 24 graus quan s'aplica a xips d'alta-potència, afectant la vida útil de l'equip; El nitrur de bor cúbic és propens a reaccionar amb metalls a altes temperatures i és difícil d'utilitzar per al mecanitzat de precisió. Els materials compostos desenvolupats al laboratori tenen uns costos elevats o una estabilitat insuficient, i encara no es poden substituir a gran escala.

 

Des d'una perspectiva a-més llarg termini, si els Estats Units volen establir la seva pròpia cadena de subministrament, no només calen uns quants anys per completar la construcció de la fàbrica, sinó que també han de fer front a qüestions com ara la depuració de línies de producció i l'escassetat de personal tècnic, mentre que les empreses xineses solen necessitar només tres mesos per aconseguir la producció massiva de nous productes. A més, la Xina ha format un disseny de patents en el camp tecnològic clau dels equips MPCVD, i és possible que les empreses nord-americanes hagin de pagar tarifes elevades o invertir més temps en recerca i desenvolupament per evitar les patents rellevants.

 

Pel que fa al cost, la Xina ha confiat en el seu avantatge en electricitat verda per controlar el cost del consum d'energia per quirat de producció de diamants al voltant d'una- cinquena part del dels Estats Units, i el preu del producte és al voltant del 60% del dels Estats Units. Això dificulta que la capacitat de producció nacional dels Estats Units sigui competitiva en el mercat internacional.

Val la pena assenyalar que els Estats Units són el mercat de consum més gran del món de diamants cultivats, representant al voltant del 80% de la demanda mundial. Els seus diamants en brut es processen principalment a l'Índia, i les matèries primeres índies provenen principalment de la Xina. Si els controls d'exportació s'estenen als diamants de qualitat de consum, pot tenir un cert impacte en les indústries de consum, com ara la joieria als Estats Units. Tot i que la seva importància és inferior a la dels sectors industrial i de defensa, agreujarà encara més la complexitat de la cadena de subministrament.

 

En general, el control de l'exportació de diamants sintètics no només està relacionat amb el subministrament d'un material clau, sinó que també pot afectar el ritme de desenvolupament tecnològic i l'estructura de costos industrials dels Estats Units en els camps d'alta-tecnologia i defensa, i fins i tot obligar-lo a reduir els estàndards de rendiment en determinats escenaris d'aplicació, provocant impactes-de gran abast.