Den kunstige diamantindustrien under den amerikanske handelskrigen i Kina

De siste dagene har mange kanskje allerede lagt merke til den største internasjonale nyheten, som er handelskrigen mellom Kina og USA. For vanlige folk som meg er det viktigste å gjøre en god jobb i min egen virksomhet, betjene kundene mine godt og levere høy-kvalitetsprodukter trygt til kundene. Selvfølgelig fortsetter vi også å ta hensyn til den internasjonale situasjonen. I denne sammenhengen vil jeg kort dele mine personlige synspunkter og ideer om kinesiske syntetiske diamanter. Kun for referanse.

 

Kina har dannet en betydelig industriell fordel innen syntetisk diamant, som spiller en nøkkelrolle i høy-produksjons- og forsvarsindustri på grunn av sine utmerkede fysiske egenskaper. Det blir ofte referert til som "industriell tann" og "varmeavledningshjerte".

 

Fra perspektivet til den globale industrikjeden har USA en viss avhengighet av syntetiske diamanter innen militære og høyteknologiske felt. For eksempel bruker programmet "Ultra Wideband Gap Semiconductor" som fremmes av Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) i USA diamant som kjernemateriale, hovedsakelig basert på dets høye termiske ledningsevne, strålingsmotstand og høye temperaturmotstand, noe som gjør det egnet for utstyrskrav i ekstreme miljøer.

 

I spesifikke applikasjoner krever høye-effektforsterkere for militær radar, missilstyringsbrikker og elektronisk utstyr for romfartøy ekstremt høye krav til materiell varmeavledning og stabilitet. Vanlige materialer sliter ofte med å møte stabil drift i miljøer med høy-effekt eller høy-temperatur, mens diamant viser god tilpasningsevne. I tillegg har store-diamantbrikker blitt uunnværlige materialer i nøkkelkomponenter som ekstreme ultrafiolette optiske vinduer og høy-halvlederkjøleribber i litografimaskiner.

 

For tiden er den globale produksjonskapasiteten og teknologien til syntetiske diamanter sterkt konsentrert i Kina. Selv om USA anstrenger seg for å utvikle innenlandsk produksjonskapasitet, for eksempel Diamond Foundry som hevder å være i stand til å klargjøre 4-tommers enkeltkrystall diamantskiver, er produksjonsmetoden fortsatt batchvis, med en avkastning på omtrent 60 % av lignende kinesiske selskaper, og noen kjerneutstyrskomponenter må fortsatt importeres fra Kina. Det amerikanske forsvarsdepartementet har investert 350 millioner dollar for å bygge relaterte fabrikker, som forventes å nå full produksjon innen 2027. På det tidspunktet kan den årlige produksjonen bare møte rundt 5 % av innenlandsk industriell etterspørsel, og omfanget er ikke engang sammenlignbart med de mellomstore fabrikkene i Henan-provinsen, Kina.

 

I tillegg står USA også overfor utfordringer med å støtte sin industrikjede. Tilførselen av høy-ren metan i oppstrøms er utilstrekkelig, og det er mangel på superharde legeringsmaterialer i midtstrømmen. Sensorene som kreves for nedstrøms deteksjonsutstyr er fortsatt avhengige av kinesisk forsyning. Når det gjelder menneskelige ressurser, er det allerede over 50 000 arbeidere i relaterte bransjer i Henan-provinsen, Kina, mens det kan være mindre enn 500 teknisk personell i USA som kan betjene MPCVD-utstyr (mikrobølgeplasma kjemisk dampavsetning).

 

Hvis eksportkontroller implementeres, kan USA møte press i forsyningskjeden. Det er forstått at beholdningen av avanserte-diamantskjæreverktøy fra amerikanske brikkeselskaper er omtrent to til tre måneder, og reserven av diamantvindusplater som kreves av militære virksomheter, kan bare opprettholdes i omtrent seks måneder. Hvis forsyningen avbrytes, kan de aktuelle produksjonslinjene bli påvirket. ASML har uttalt at produksjonskapasiteten til kjernekomponentene til litografimaskiner kan bli påvirket av dette, noe som igjen kan påvirke selskaper som TSMC og Intel, og begrense oppstrøms til høy-industrikjeden.

 

Når det gjelder alternative materialer, selv om silisiumkarbid og kubisk bornitrid har blitt foreslått som alternativer, henger deres ytelse fortsatt etter diamant. For eksempel er den termiske ledningsevnen til silisiumkarbid bare en-femtedel av diamantens, noe som kan føre til at overgangstemperaturen øker med mer enn 24 grader når den brukes på flis med høy-effekt, noe som påvirker levetiden til utstyret; Kubisk bornitrid er tilbøyelig til å reagere med metaller ved høye temperaturer og er vanskelig å bruke til presisjonsbearbeiding. Komposittmaterialene utviklet i laboratoriet har enten høye kostnader eller utilstrekkelig stabilitet, og kan ikke erstattes i stor skala ennå.

 

Fra et mer{0}}siktig perspektiv, hvis USA ønsker å etablere sin egen forsyningskjede, tar det ikke bare flere år å fullføre fabrikkbygging, men må også håndtere problemer som feilsøking av produksjonslinje og mangel på teknisk personell, mens kinesiske selskaper vanligvis bare trenger tre måneder på å oppnå masseproduksjon av nye produkter. I tillegg har Kina dannet et patentoppsett innen nøkkelteknologifeltet MPCVD-utstyr, og amerikanske selskaper må kanskje betale høye avgifter eller investere lengre forskning og utviklingstid for å omgå relevante patenter.

 

Når det gjelder kostnader, har Kina stolt på sin fordel innen grønn elektrisitet for å kontrollere energiforbrukskostnaden per karat diamantproduksjon på omtrent en-femtedel av USAs, og produktprisen er omtrent 60 % av USAs. Dette gjør det vanskelig for innenlandsk produksjonskapasitet i USA å danne konkurransekraft på det internasjonale markedet.

Det er verdt å merke seg at USA er verdens største forbrukermarked for kultiverte diamanter, og står for rundt 80 % av den globale etterspørselen. Dens rå diamanter blir for det meste bearbeidet i India, og indiske råvarer kommer hovedsakelig fra Kina. Hvis eksportkontrollen utvides til å omfatte diamanter av forbrukerkvalitet, kan det ha en viss innvirkning på forbrukerindustrier som smykker i USA. Selv om betydningen er lavere enn industri- og forsvarssektorene, vil den ytterligere forverre kompleksiteten i forsyningskjeden.

 

Samlet sett er eksportkontrollen av syntetisk diamant ikke bare knyttet til tilbudet av et nøkkelmateriale, men kan også påvirke den teknologiske utviklingstakten og industrielle kostnadsstrukturen i USA innen høy-teknologi og forsvarsfelt, og til og med tvinge det til å senke ytelsesstandarder i visse applikasjonsscenarier, noe som resulterer i vidtrekkende-påvirkninger.