Η βιομηχανία τεχνητών διαμαντιών κάτω από τον εμπορικό πόλεμο της Κίνας των ΗΠΑ

Τις τελευταίες ημέρες, πολλοί άνθρωποι μπορεί να έχουν ήδη δώσει προσοχή στη μεγαλύτερη διεθνή είδηση, που είναι ο εμπορικός πόλεμος μεταξύ Κίνας και Ηνωμένων Πολιτειών. Για τους απλούς ανθρώπους σαν εμένα, το να κάνω καλή δουλειά στη δική μου επιχείρηση, να εξυπηρετώ καλά τους πελάτες μου και να παραδίδω{1}}προϊόντα υψηλής ποιότητας με ασφάλεια στους πελάτες είναι τα πιο σημαντικά πράγματα. Φυσικά, συνεχίζουμε επίσης να δίνουμε προσοχή στη διεθνή κατάσταση. Σε αυτό το πλαίσιο, θα ήθελα να μοιραστώ εν συντομία τις προσωπικές μου απόψεις και ιδέες για τα κινέζικα συνθετικά διαμάντια. Μόνο για αναφορά.

 

Η Κίνα έχει δημιουργήσει ένα σημαντικό βιομηχανικό πλεονέκτημα στον τομέα του συνθετικού διαμαντιού, το οποίο διαδραματίζει βασικό ρόλο στις-βιομηχανίες υψηλών προδιαγραφών και στην αμυντική βιομηχανία λόγω των εξαιρετικών φυσικών ιδιοτήτων του. Συχνά αναφέρεται ως «βιομηχανικό δόντι» και «καρδιά απαγωγής θερμότητας».

 

Από τη σκοπιά της παγκόσμιας βιομηχανικής αλυσίδας, οι Ηνωμένες Πολιτείες έχουν μια ορισμένη εξάρτηση από τα συνθετικά διαμάντια στον στρατιωτικό τομέα και{0}}τους τομείς υψηλής τεχνολογίας. Για παράδειγμα, το πρόγραμμα "Ultra Wideband Gap Semiconductor" που προωθείται από την Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) στις Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποιεί το διαμάντι ως υλικό πυρήνα, βασισμένο κυρίως στην υψηλή θερμική αγωγιμότητα, την αντίσταση στην ακτινοβολία και την αντίσταση σε υψηλή θερμοκρασία, καθιστώντας το κατάλληλο για απαιτήσεις εξοπλισμού σε ακραία περιβάλλοντα.

 

Σε συγκεκριμένες εφαρμογές, οι ενισχυτές υψηλής ισχύος{{0} για στρατιωτικά ραντάρ, τσιπ καθοδήγησης πυραύλων και ηλεκτρονικός εξοπλισμός διαστημικών σκαφών απαιτούν εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις για απαγωγή θερμότητας και σταθερότητα υλικού. Τα συνηθισμένα υλικά συχνά δυσκολεύονται να επιτύχουν σταθερή λειτουργία σε περιβάλλοντα υψηλής-ισχύης ή υψηλής- θερμοκρασίας, ενώ το διαμάντι παρουσιάζει καλή προσαρμοστικότητα. Επιπλέον, τα τσιπ διαμαντιών μεγάλου μεγέθους-έχουν γίνει απαραίτητα υλικά σε βασικά εξαρτήματα όπως τα ακραία οπτικά παράθυρα υπεριώδους και οι ψύκτρες θερμότητας ημιαγωγών υψηλής ισχύος-σε μηχανές λιθογραφίας.

 

Επί του παρόντος, η παγκόσμια παραγωγική ικανότητα και η τεχνολογία των συνθετικών διαμαντιών είναι ιδιαίτερα συγκεντρωμένη στην Κίνα. Παρόλο που οι Ηνωμένες Πολιτείες καταβάλλουν προσπάθειες για την ανάπτυξη της εγχώριας παραγωγικής ικανότητας, όπως η Diamond Foundry που ισχυρίζεται ότι μπορεί να παρασκευάζει γκοφρέτες με μονοκρυστάλλους 4-ιντσών, η μέθοδος παραγωγής της εξακολουθεί να είναι σοφή κατά παρτίδες, με ποσοστό απόδοσης περίπου 60% παρόμοιων κινεζικών εταιρειών και ορισμένα βασικά εξαρτήματα εξοπλισμού πρέπει ακόμη να εισαχθούν από την Κίνα. Το Υπουργείο Άμυνας των ΗΠΑ έχει επενδύσει 350 εκατομμύρια δολάρια για την κατασκευή συναφών εργοστασίων, τα οποία αναμένεται να φτάσουν στην πλήρη παραγωγή έως το 2027. Εκείνη την εποχή, η ετήσια παραγωγή μπορεί να καλύψει μόνο το 5% περίπου της εγχώριας βιομηχανικής ζήτησης και η κλίμακα δεν είναι καν συγκρίσιμη με τα μεσαίου μεγέθους εργοστάσια στην επαρχία Χενάν της Κίνας.

 

Επιπλέον, οι Ηνωμένες Πολιτείες αντιμετωπίζουν επίσης προκλήσεις όσον αφορά την υποστήριξη της βιομηχανικής τους αλυσίδας. Η παροχή μεθανίου υψηλής καθαρότητας-στο ανάντη είναι ανεπαρκής και υπάρχει έλλειψη υλικών υπερσκληρών κραμάτων στη μέση ροή. Οι αισθητήρες που απαιτούνται για τον εξοπλισμό ανίχνευσης κατάντη εξακολουθούν να βασίζονται στην κινεζική προμήθεια. Όσον αφορά το ανθρώπινο δυναμικό, υπάρχουν ήδη πάνω από 50.000 εργαζόμενοι σε συναφείς βιομηχανίες στην επαρχία Χενάν της Κίνας, ενώ μπορεί να υπάρχουν λιγότερο από 500 τεχνικό προσωπικό στις Ηνωμένες Πολιτείες που μπορούν να χειρίζονται εξοπλισμό MPCVD (μικροκυματική εναπόθεση χημικών ατμών πλάσματος).

 

Εάν εφαρμοστούν έλεγχοι των εξαγωγών, οι Ηνωμένες Πολιτείες ενδέχεται να αντιμετωπίσουν πίεση στην αλυσίδα εφοδιασμού. Είναι κατανοητό ότι το απόθεμα εργαλείων κοπής διαμαντιών υψηλών προδιαγραφών-από αμερικανικές εταιρείες τσιπ είναι περίπου δύο έως τρεις μήνες και το απόθεμα διαμαντιών πλακών παραθύρων που απαιτούνται από στρατιωτικές επιχειρήσεις μπορεί να διατηρηθεί μόνο για περίπου έξι μήνες. Εάν διακοπεί η παροχή, ενδέχεται να επηρεαστούν οι σχετικές γραμμές παραγωγής. Η ASML έχει δηλώσει ότι η παραγωγική ικανότητα των βασικών εξαρτημάτων των μηχανών λιθογραφίας ενδέχεται να επηρεαστεί από αυτό, κάτι που με τη σειρά του θα μπορούσε να επηρεάσει εταιρείες όπως η TSMC και η Intel, περιορίζοντας το ανάντη της αλυσίδας της βιομηχανίας υψηλής τεχνολογίας-.

 

Όσον αφορά τα εναλλακτικά υλικά, αν και το καρβίδιο του πυριτίου και το κυβικό νιτρίδιο του βορίου έχουν προταθεί ως εναλλακτικές, η απόδοσή τους εξακολουθεί να υστερεί σε σχέση με το διαμάντι. Για παράδειγμα, η θερμική αγωγιμότητα του καρβιδίου του πυριτίου είναι μόνο το ένα-πέμπτο της αγωγιμότητας του διαμαντιού, γεγονός που μπορεί να προκαλέσει αύξηση της θερμοκρασίας της σύνδεσης κατά περισσότερο από 24 βαθμούς όταν εφαρμόζεται σε τσιπ υψηλής ισχύος-, επηρεάζοντας τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού. Το κυβικό νιτρίδιο του βορίου είναι επιρρεπές να αντιδρά με μέταλλα σε υψηλές θερμοκρασίες και είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθεί για κατεργασία ακριβείας. Τα σύνθετα υλικά που αναπτύσσονται στο εργαστήριο είτε έχουν υψηλό κόστος είτε ανεπαρκή σταθερότητα και δεν μπορούν ακόμη να αντικατασταθούν σε μεγάλη κλίμακα.

 

Από πιο μακροπρόθεσμη-προοπτική, εάν οι Ηνωμένες Πολιτείες θέλουν να δημιουργήσουν τη δική τους αλυσίδα εφοδιασμού, χρειάζονται όχι μόνο αρκετά χρόνια για να ολοκληρωθεί η κατασκευή του εργοστασίου, αλλά πρέπει επίσης να αντιμετωπίσουν ζητήματα όπως η αποσφαλμάτωση της γραμμής παραγωγής και η έλλειψη τεχνικού προσωπικού, ενώ οι κινεζικές εταιρείες χρειάζονται συνήθως μόνο τρεις μήνες για να επιτύχουν μαζική παραγωγή νέων προϊόντων. Επιπλέον, η Κίνα έχει δημιουργήσει μια διάταξη διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας στον βασικό τεχνολογικό τομέα του εξοπλισμού MPCVD και οι αμερικανικές εταιρείες μπορεί να χρειαστεί να πληρώσουν υψηλά τέλη ή να επενδύσουν μεγαλύτερο χρόνο έρευνας και ανάπτυξης για να παρακάμψουν τις σχετικές πατέντες.

 

Όσον αφορά το κόστος, η Κίνα βασίστηκε στο πλεονέκτημά της στον τομέα της πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας για τον έλεγχο του κόστους κατανάλωσης ενέργειας ανά καράτι παραγωγής διαμαντιών σε περίπου το ένα-πέμπτο αυτού των Ηνωμένων Πολιτειών και η τιμή του προϊόντος είναι περίπου το 60% αυτής των Ηνωμένων Πολιτειών. Αυτό καθιστά δύσκολο για την εγχώρια παραγωγική ικανότητα στις Ηνωμένες Πολιτείες να διαμορφώσει ανταγωνιστικότητα στη διεθνή αγορά.

Αξίζει να σημειωθεί ότι οι Ηνωμένες Πολιτείες είναι η μεγαλύτερη καταναλωτική αγορά στον κόσμο για καλλιεργούμενα διαμάντια, αντιπροσωπεύοντας περίπου το 80% της παγκόσμιας ζήτησης. Τα ακατέργαστα διαμάντια της επεξεργάζονται κυρίως στην Ινδία και οι ινδικές πρώτες ύλες προέρχονται κυρίως από την Κίνα. Εάν οι έλεγχοι των εξαγωγών επεκταθούν στα διαμάντια ποιότητας καταναλωτών, μπορεί να έχει κάποιο αντίκτυπο σε καταναλωτικές βιομηχανίες, όπως το κόσμημα στις Ηνωμένες Πολιτείες. Αν και η σημασία του είναι μικρότερη από εκείνη του βιομηχανικού και αμυντικού τομέα, θα επιδεινώσει περαιτέρω την πολυπλοκότητα της εφοδιαστικής αλυσίδας.

 

Συνολικά, ο έλεγχος των εξαγωγών συνθετικού διαμαντιού δεν σχετίζεται μόνο με την προμήθεια ενός βασικού υλικού, αλλά μπορεί επίσης να επηρεάσει τον ρυθμό τεχνολογικής ανάπτυξης και τη δομή του βιομηχανικού κόστους των Ηνωμένων Πολιτειών στους τομείς υψηλής-τεχνολογίας και άμυνας, ακόμη και να τις αναγκάσει σε χαμηλότερα πρότυπα απόδοσης σε ορισμένα σενάρια εφαρμογών, με αποτέλεσμα εκτεταμένες{{1} επιπτώσεις.