قيود الصين الجديد على تصدير معادن مستخدمة في الطاقة النظيفة تضع شركات صناعة السيارات الكهربائية في مأزق جديد

تركت ضوابط تصدير الغاليوم التي تلوح في الأفق في الصين معضلة لشركات صناعة السيارات بشأن ما إذا كان بإمكانهم الاستمرار في الاعتماد على معدن كان ينظر إليه على أنه عامل تغيير في قواعد اللعبة بالنسبة للسيارات الكهربائية.

يستخدم الغاليوم حاليًا في مجموعة متنوعة من التطبيقات، من مصابيح LED إلى مهايئات الهاتف المحمول الأصغر، قد يذوب الغاليوم في شكل نقي في يدك، وهو غير معروف لدى معظم الناس – ولكن في اثنين من المركبات أصبحت مطلوبة لأشباه الموصلات.

يتوق صانعو السيارات لأي شيء يعزز كفاءة السيارات الكهربائية، ويقلل من الوزن، مما يساعدهم على خفض التكاليف، يعمل نيتريد الغاليوم على حد سواء وهو أرخص بكثير من مواد أشباه الموصلات الأخرى مثل البلاتين أو البلاديوم.

يوجد الغاليوم بكميات ضئيلة في خامات الزنك والبوكسيت، وينتج معدن الغاليوم عند معالجة البوكسيت لصنع الألومنيوم، يتم إنتاج حوالي 80 ٪ في الصين، وفقًا لاتحاد الصناعة الأوروبية Critical Raw Materials Alliance  .

بالنسبة للمركبات الكهربائية، يمكن لمركب نيتريد الغاليوم التعامل مع الكثير من الطاقة دون توليد حرارة – مما يجعله مثاليًا لأجهزة الشحن الموجودة على متن الطائرة وربما العاكسات، مما يساعد على التحكم في تدفق الكهرباء من وإلى حزمة البطارية.

لكن بعض خبراء المعادن يقولون إن قرار الصين الأسبوع الماضي بفرض ضوابط على تصدير الغاليوم، إلى جانب مادة أخرى من مادة الجرمانيوم من أشباه الموصلات، بدءًا من الشهر المقبل، قد يجبر شركات صناعة السيارات على التفكير مرة أخرى.

تتعافى صناعة السيارات الآن فقط من نقص أشباه الموصلات العالمي الناجم عن الوباء، والذي أجبر شركات صناعة السيارات على وقف إنتاج بعض الطرز وفي بعض الحالات ترك السيارات غير المكتملة تنتظر شريحة واحدة.

قال أوميش ميشرا، المؤسس المشارك لشركة Transphorm في جوليتا، ومقرها كاليفورنيا، والتي تطور رقائق باستخدام المركب: “نيتريد الغاليوم مضاعف ضخم للعبة”.

يستخدم Transphorm طبقات رقيقة جدًا من نيتريد الغاليوم التي يبلغ سمكها ميكرون، أو واحد من ألف من المليمتر ، على أشباه الموصلات.

قال ميشرا: “يمكنك إما الشحن بشكل أسرع بنفس البصمة أو إذا كنت تريد الشحن بنفس المعدل، فيمكنك القيام بذلك في نقطة أصغر بكثير”، Transphorm تعمل مع شركات تصنيع السيارات في مرحلة التصميم لشواحن على متن مجموعة واسعة من طرز EV – والتي من المفترض أن تصل إلى السوق حوالي عام 2026 – وهي تجري محادثات مع آخرين لاستخدامها في العاكسات.

قال أليستر نيل ، مدير في معهد المعادن الحرجة، إن صانعي السيارات الذين هم في المراحل الأولى من تصميم جيلهم القادم من المركبات الكهربائية يمكنهم اختيار كربيد السيليكون، على الرغم من أن أداء نيتريد الغاليوم أفضل بنسبة 30٪ ، بدلاً من المخاطرة بسلسلة توريد جديدة صداع، وأضاف “إذا كنت تستخدم بالفعل نيتريد الغاليوم وتصممه في نظامك الأساسي ، فأنت في ورطة”.

استجابت شركات صناعة السيارات بحذر لإعلان الصين، حيث قال كثيرون إنهم يراقبون الوضع.

قال مصدر في مورد سيارات ياباني، إن الشركة تدرس ما إذا كانت ستستخدم نيتريد الغاليوم أو كربيد السيليكون لأشباه موصلات الطاقة في المستقبل، مضيفا “بالطبع سيكون هذا العامل (ضوابط التصدير الصينية) مشكلة إذا كنا سنستخدم كمية كبيرة من هذه الأجهزة في المستقبل”.

البحث عن خيارات أخرى

أعلنت شركة Infineon الألمانية في مارس أنها ستحصل على أنظمة GaN الكندية مقابل 830 مليون دولار، مستشهدة بالنمو السريع المتوقع في رقائق نيتريد الغاليوم، وقالت الشركة إنها لا تعلق على مواد محددة.

قال ميشرا من Transphorm، أنه نظرًا لإنتاج معدن الغاليوم عند معالجة البوكسيت لصنع الألمنيوم ، فهو واثق من أن الدول الأخرى ستتدخل لتحل محل إمدادات الصين، موضحا “إذا أغلقتها الصين بالكامل، فستكون هناك صورة عابرة، وستكون هناك زيادة طفيفة في الأسعار وسيشعل الناس مصانعهم في بلدان أخرى”.

البعض الآخر أقل ثقة، قال نيل من CMI: “يتعين على الناس البحث عن خيارات أخرى ، ولكن من الصعب استبدال نيتريد الغاليوم. إن طرح بديل سيستغرق الكثير من الوقت”.