Какви са възможните ефекти от решението на Китай да огранични износа на галий

21.07.2023   |   Начало»Бизнес

Редактор
Мира Станкова

Редактор
Мира Станкова

Китайското правителство наскоро обяви, че ще ограничи износа на галий и германий. Съобщението получи широк медиен отзвук, като основният коментар бе, че то е в отговор на различни рестрикции, наложени от САЩ, Япония и Европа в сферата на електрониката. В публикация за DigiTimes Asia Иън Чан, управляващ директор на Cyntec, коментира възможните ефекти на решението на Пекин върху веригите на доставка в електронната индустрия.

Галият и германият са важни материали в електронната индустрия, а Китай държи над 80% от световното производство на галий, което го прави ключов играч на пазара. Цялата верига на доставките започва да чувства напрежение след съобщението на Китай, като опасенията са, че то може да повлияе на доставката на материали.

Всички електронни компоненти на основата на галиев арсенид (GaAs), галиев фосфид (GaP) и галиев нитрид (GaN) изискват галий (Ga), като възможните продукти включват RF усилватели за 5G телефони, силови компоненти, LED, лазери и други електронни и оптоелектронни компоненти. Следователно, влиянието на контрола върху експорта на галий трудно би могъл да остане незначително, посочва Чан.

Субстрати и епитаксиални слоеве

Влиянието на галия върху веригата на доставки може да се раздели в два аспекта: субстрати и епитаксиални слоеве. Субстратите обикновено са с дебелина от 500 микрона, докато епитаксиалните слоеве са с дебелина, варираща от десетки микрони до дори под 10 микрона.

Докато GaP субстрати се използват в по-малки обеми, а GaN не изисква субстрати, GaAs е сегментът, на който се пада най-голяма част от доставките на субстрати. В момента Sumitomo в Япония, AXT в САЩ и германската Freiberger са трите най-големи доставчика и доминират на световния пазар на GaAs субстрат вече над 30 години. Това е стабилен и зрял пазар с годишен оборот от около 300 млн. щатски долара.

През изминалото десетилетие Китай започна да навлиза на пазара на GaAs субстрат, като продуктите му се използват от производителите на пластини в Тайван и производителите на LED, благодарение на конкурентното качество и цени. Щом Китай започне да контролира износа на галий, споменатите три доставчика на GaAs субстрат ще бъдат засегнати в краткосрочен план, но ефектът върху цялата снабдителна верига няма да бъде значителен, тъй като за китайските доставчици няма да е трудно да разширят производствения си капацитет за GaAs субстрат.

По отношение на галия във веригата на доставка на епитаксиални слоеве влиянието, което Китай може да очаква е дори още по-малко. Това е така, защото почти всички епитаксиални слоеве се завършват чрез металоорганично химическо отлагане на пари (MOCVD), а основният химикал, участващ в реакцията, е триметилгалий (TMG), който се доставя главно от Европа, САЩ и Япония. Ако Китай контролира експорта на галий, хилядите MOCVD машини и цялата електронна индустрия на Китай ще трябва да понесат тежестта на това решение.

Базирани на GaN компоненти

Скорошен доклад на Yole показва, че за първи път през първото тримесечие на 2023 г. производството на базирани на GaN компоненти на китайската Innosicense надхвърля това на базираните й в САЩ конкуренти PI, EPC и Navitas. Innosicense има съоръжение за производство на 8-инчови пластини и предлага компоненти с високо и средно ниско напрежение. Конкурира се с гореспоменатите американски компании, които използват 6-инчови пластини и резултатът е очевиден. В миналото някои доставчици на пластини въведоха базираните на галиев нитрид компоненти,за да създадат нови бизнес възможности за своите остаряващи съоръжения за 6-инчови пластини. Въпреки това, след повече от десетилетие, тези съоръжения се борят да подобрят приходите и разходите, което води до една от най-големите спънки в GaN сектора днес – високи цени и ограничено разрастване на пазара.

GaN е изключителен материал за полупроводникови компоненти не само заради широкия си обхват, но и защото притежава уникално качество, което липсва на другите материали. Обикновено в полупроводниковите компоненти за всеки генериран електрон, се генерира положителен йон. Когато искаме повече електрони или ток в устройството, има повече положителни йони, което води до по-голямо разсейване на електрони, което пък води до намаляване на подвижността на електроните и ограничава увеличението на тока.

Електроните в GaN приборите се генерират от поляризацията на кристалите и напрежението между епитаксиалните слоеве. Съответно, там няма положителни йони. Дори и при висока концентрация на електрони, те запазват значителна степен на подвижност. Тази характеристика значително подобрява проводимостта и превключващата скорост на модула, а това са ключови характеристики в системите за преобразуване на енергия.

Това, което пречи на широкото използване на GaN компоненти в системите за преобразуване на енергия е тяхната цена. За да бъдат конкурентоспособни, цената на GaN трябва да се намали на половина. Това може да се постигне чрез съоръжения за 8-инчови пластини в снабдителната верига и увеличаване на епитаксиалния капацитет за MOCVD машините.

Решението на китайското правителство да започне да контролира износа на галий е взето след внимателен анализ, смята Чан. Според него от една страна, то може да отговори на санкциите, наложени от западните държави и Япония, а от друга страна, няма да има особен негативен ефект върху снабдителните вериги.

Ключови думи: GaN   GaAs   GaP   електронни компоненти  

Област: Електроника