Den konstgjorda diamantindustrin under USA:s Kinas handelskrig

De senaste dagarna har många kanske redan uppmärksammat den största internationella nyheten, som är handelskriget mellan Kina och USA. För vanliga människor som mig är att göra ett bra jobb i mitt eget företag, betjäna mina kunder väl och leverera högkvalitativa-produkter på ett säkert sätt till kunderna. Naturligtvis fortsätter vi också att uppmärksamma den internationella situationen. I detta sammanhang skulle jag vilja dela med mig av mina personliga åsikter och idéer om kinesiska syntetiska diamanter. Endast för referens.

 

Kina har bildat en betydande industriell fördel inom området syntetisk diamant, som spelar en nyckelroll inom-avancerad tillverknings- och försvarsindustri på grund av dess utmärkta fysiska egenskaper. Det kallas ofta för "industritanden" och "värmeavledningshjärtat".

 

Ur den globala industrikedjans perspektiv har USA ett visst beroende av syntetiska diamanter inom det militära och-högteknologiska området. Till exempel, programmet "Ultra Wideband Gap Semiconductor" som främjas av Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) i USA använder diamant som kärnmaterial, huvudsakligen baserat på dess höga värmeledningsförmåga, strålningsbeständighet och höga temperaturbeständighet, vilket gör den lämplig för utrustningskrav i extrema miljöer.

 

I specifika applikationer kräver hög-effektförstärkare för militär radar, missilstyrningschips och elektronisk utrustning för rymdfarkoster extremt höga krav på materialvärmeavledning och stabilitet. Vanliga material kämpar ofta för att möta stabil drift i miljöer med hög-effekt eller hög-temperatur, medan diamant uppvisar god anpassningsförmåga. Dessutom har stora-diamantspån blivit oumbärliga material i nyckelkomponenter som extrema ultravioletta optiska fönster och hög-halvledarkylflänsar i litografimaskiner.

 

För närvarande är den globala produktionskapaciteten och teknologin för syntetiska diamanter mycket koncentrerad till Kina. Även om USA anstränger sig för att utveckla inhemsk produktionskapacitet, som Diamond Foundry som hävdar att de kan förbereda 4-tums enkristall-diamantskivor, är dess produktionsmetod fortfarande batchvis, med en avkastning på cirka 60 % av liknande kinesiska företag, och vissa kärnutrustningskomponenter måste fortfarande importeras från Kina. Det amerikanska försvarsdepartementet har investerat 350 miljoner dollar för att bygga relaterade fabriker, som förväntas nå full produktion till 2027. Då kan den årliga produktionen bara möta cirka 5 % av den inhemska industriella efterfrågan, och omfattningen är inte ens jämförbar med de medelstora fabrikerna i Henan-provinsen, Kina.

 

Dessutom står USA också inför utmaningar när det gäller att stödja sin industrikedja. Tillgången av hög-ren metan i uppströmsströmmen är otillräcklig, och det råder brist på superhårda legeringsmaterial i mittströmmen. De sensorer som krävs för nedströmsdetekteringsutrustning är fortfarande beroende av kinesiskt utbud. När det gäller mänskliga resurser finns det redan över 50 000 arbetare inom relaterade industrier i Henan-provinsen, Kina, medan det kan finnas mindre än 500 teknisk personal i USA som kan använda MPCVD-utrustning (microwave plasma chemical vapour deposition).

 

Om exportkontroller genomförs kan USA utsättas för tryck i leveranskedjan. Det är underförstått att inventeringen av avancerade diamantskärverktyg från amerikanska spånföretag är cirka två till tre månader, och den reserv av diamantfönsterplåtar som krävs av militära företag kan bara bibehållas i cirka sex månader. Om leveransen avbryts kan relevanta produktionslinjer påverkas. ASML har uppgett att produktionskapaciteten för kärnkomponenterna i litografimaskiner kan påverkas av detta, vilket i sin tur kan påverka företag som TSMC och Intel, vilket begränsar uppströmsströmmen till hög-industrikedjan.

 

När det gäller alternativa material, även om kiselkarbid och kubisk bornitrid har föreslagits som alternativ, släpar deras prestanda fortfarande efter diamant. Till exempel är den termiska ledningsförmågan för kiselkarbid bara en-femtedel av diamantens, vilket kan få korsningstemperaturen att stiga med mer än 24 grader när den appliceras på hög-spån, vilket påverkar utrustningens livslängd; Kubisk bornitrid är benäget att reagera med metaller vid höga temperaturer och är svår att använda för precisionsbearbetning. De kompositmaterial som utvecklas i laboratoriet har antingen höga kostnader eller otillräcklig stabilitet och kan ännu inte ersättas i stor skala.

 

Ur ett längre-perspektiv, om USA vill etablera sin egen försörjningskedja, tar det inte bara flera år att slutföra fabrikskonstruktionen, utan måste också hantera problem som produktionslinjefelsökning och brist på teknisk personal, medan kinesiska företag vanligtvis bara behöver tre månader för att uppnå massproduktion av nya produkter. Dessutom har Kina bildat en patentlayout inom nyckelteknologiområdet MPCVD-utrustning, och amerikanska företag kan behöva betala höga avgifter eller investera längre tid för forskning och utveckling för att kringgå relevanta patent.

 

När det gäller kostnad har Kina förlitat sig på sin fördel med grön el för att kontrollera energiförbrukningskostnaden per karat diamantproduktion till ungefär en-femtedel av USA:s och produktpriset är ungefär 60 % av USA:s. Detta gör det svårt för den inhemska produktionskapaciteten i USA att skapa konkurrenskraft på den internationella marknaden.

Det är värt att notera att USA är världens största konsumentmarknad för odlade diamanter och står för cirka 80 % av den globala efterfrågan. Dess rådiamanter bearbetas mestadels i Indien, och indiska råvaror kommer främst från Kina. Om exportkontroller utvidgas till att omfatta diamanter av konsumentkvalitet kan det ha en viss inverkan på konsumentindustrier som smycken i USA. Även om dess betydelse är lägre än industri- och försvarssektorerna, kommer den att förvärra komplexiteten i försörjningskedjan ytterligare.

 

Sammantaget är exportkontrollen av syntetisk diamant inte bara relaterad till tillgången på ett nyckelmaterial, utan kan också påverka den tekniska utvecklingstakten och den industriella kostnadsstrukturen i USA inom hög-teknik- och försvarsområdet, och till och med tvinga den att sänka prestandastandarder i vissa tillämpningsscenarier, vilket resulterar i långtgående-effekter.