Индустрията за изкуствени диаманти под китайско-американската търговска война

През последните дни много хора може би вече са обърнали внимание на най-голямата международна новина, която е търговската война между Китай и Съединените щати. За обикновени хора като мен най-важните неща са да върша добра работа в собствения си бизнес, да обслужвам добре клиентите си и да доставям високо{1}}качествени продукти безопасно на клиентите. Разбира се, продължаваме да обръщаме внимание и на международната обстановка. В този контекст бих искал накратко да споделя личните си виждания и идеи относно китайските синтетични диаманти. Само за справка.

 

Китай формира значително промишлено предимство в областта на синтетичния диамант, който играе ключова роля в-производствената и отбранителната промишленост поради отличните си физически свойства. Често се нарича "индустриален зъб" и "сърце за разсейване на топлината".

 

От гледна точка на глобалната индустриална верига, Съединените щати имат известна зависимост от синтетичните диаманти в областта на военните и високите -технологии. Например, програмата "Ultra Wideband Gap Semiconductor", популяризирана от Агенцията за напреднали изследователски проекти на отбраната (DARPA) в Съединените щати, използва диамант като основен материал, главно въз основа на неговата висока топлопроводимост, устойчивост на радиация и устойчивост на висока температура, което го прави подходящ за изисквания за оборудване в екстремни среди.

 

В конкретни приложения високо{0}}мощните усилватели за военни радари, чипове за насочване на ракети и електронно оборудване на космически кораби изискват изключително високи изисквания за разсейване на топлината и стабилност на материала. Обикновените материали често се борят да осигурят стабилна работа в среда с висока-мощност или висока{3}}температура, докато диамантът показва добра адаптивност. В допълнение, диамантените чипове с големи-размери се превърнаха в незаменими материали в ключови компоненти като оптични прозорци с екстремни ултравиолетови лъчи и високо{6}}мощни полупроводникови радиатори в литографските машини.

 

В момента глобалният производствен капацитет и технологията на синтетични диаманти са силно концентрирани в Китай. Въпреки че Съединените щати полагат усилия за развитие на вътрешния производствен капацитет, като например Diamond Foundry, който твърди, че може да подготви 4--инчови монокристални диамантени пластини, техният метод на производство все още е партиден, с процент на добив от около 60% от подобни китайски компании и някои основни компоненти на оборудването все още трябва да бъдат внесени от Китай. Министерството на отбраната на САЩ е инвестирало 350 милиона долара за изграждане на свързани фабрики, които се очаква да достигнат пълно производство до 2027 г. По това време годишното производство може да отговори само на около 5% от вътрешното промишлено търсене, а мащабът дори не е сравним със средните фабрики в провинция Хенан, Китай.

 

Освен това Съединените щати също са изправени пред предизвикателства в подкрепата на своята индустриална верига. Доставянето на метан с висока{1}}чистота в горното течение е недостатъчно, а в средното течение има недостиг на свръхтвърди сплави. Сензорите, необходими за оборудването за откриване надолу по веригата, все още разчитат на китайски доставки. По отношение на човешките ресурси вече има над 50 000 работници в свързани индустрии в провинция Хенан, Китай, докато в Съединените щати може да има по-малко от 500 технически персонала, които могат да работят с MPCVD (микровълново плазмено химическо отлагане на пари) оборудване.

 

Ако се въведе контрол върху износа, Съединените щати може да се сблъскат с натиск по веригата за доставки. Разбираемо е, че инвентарът на диамантени режещи инструменти от висок клас от американските компании за чипове е около два до три месеца, а резервът от диамантени плочи за прозорци, необходими на военните предприятия, може да се поддържа само за около шест месеца. Ако доставката бъде прекъсната, съответните производствени линии могат да бъдат засегнати. ASML заяви, че производственият капацитет на основните компоненти на литографските машини може да бъде засегнат от това, което от своя страна може да засегне компании като TSMC и Intel, ограничавайки нагоре по веригата на високотехнологичната индустрия.

 

По отношение на алтернативните материали, въпреки че силициевият карбид и кубичният борен нитрид са предложени като алтернативи, тяхното представяне все още изостава от диаманта. Например, топлопроводимостта на силициевия карбид е само една-пета от тази на диаманта, което може да доведе до повишаване на температурата на свързване с повече от 24 градуса, когато се прилага към чипове с висока-мощност, което засяга продължителността на живота на оборудването; Кубичният борен нитрид е склонен да реагира с метали при високи температури и е труден за използване за прецизна обработка. Композитните материали, разработени в лабораторията, имат висока цена или недостатъчна стабилност и все още не могат да бъдат заменени в голям мащаб.

 

От по--срочна перспектива, ако Съединените щати искат да създадат своя собствена верига за доставки, не само отнема няколко години, за да завърши изграждането на фабрика, но също така трябва да се справят с проблеми като отстраняване на грешки в производствената линия и недостиг на технически персонал, докато китайските компании обикновено се нуждаят само от три месеца, за да постигнат масово производство на нови продукти. В допълнение, Китай е формирал патентно оформление в ключовата технологична област на оборудването MPCVD и може да се наложи американските компании да плащат високи такси или да инвестират по-дълго време за изследвания и разработки, за да заобиколят съответните патенти.

 

По отношение на разходите Китай разчита на предимството си в зеленото електричество, за да контролира разходите за потребление на енергия за карат производство на диаманти на около една-пета от тази в Съединените щати, а цената на продукта е около 60% от тази в Съединените щати. Това затруднява вътрешния производствен капацитет в Съединените щати да формира конкурентоспособност на международния пазар.

Струва си да се отбележи, че Съединените щати са най-големият потребителски пазар в света за култивирани диаманти, представляващи около 80% от световното търсене. Необработените му диаманти се обработват предимно в Индия, а индийските суровини идват главно от Китай. Ако контролът върху износа се разшири до диаманти от потребителски клас, това може да има известно въздействие върху потребителските индустрии като бижутерията в Съединените щати. Въпреки че значението му е по-ниско от това на индустриалния и отбранителния сектор, то допълнително ще влоши сложността на веригата за доставки.

 

Като цяло, контролът върху износа на синтетичен диамант не е свързан само с доставката на ключов материал, но може също така да повлияе на темпото на технологично развитие и структурата на индустриалните разходи на Съединените щати в областта на високите -технологии и отбраната и дори да ги принуди да понижат стандартите за ефективност в определени сценарии на приложение, което води до-обхватни последици.