name | autoweek.cz

Otazníky kolem galia

11.07.2023 | Vladimír Rybecký | Aktuality

Analýza agentury Reuters konstatuje, že omezení vývozu galia z Číny vyvolává otázky ohledně čipů pro budoucí modely elektromobilů.

Hrozící čínská kontrola vývozu galia staví výrobce automobilů před dilema, zda se mohou i nadále spoléhat na kov, který byl považován za klíčový pro výrobu elektromobilů. Galium se v současné době používá v široké škále aplikací od LED diod po menší adaptéry mobilních telefonů. Většině lidí je málo známé, že se galium v čisté formě může roztavit v ruce, ale v několika sloučeninách se stalo vyhledávaným pro polovodiče.

Výrobci automobilů touží po čemkoli, co zvyšuje účinnost elektromobilů a snižuje hmotnost, což jim pomáhá snižovat náklady. Nitrid galia splňuje obojí a je mnohem levnější než jiné polovodičové materiály, jako jsou platina nebo palladium.

Galium se ve stopovém množství nachází v zinkových rudách a bauxitu. Kovové galium se vyrábí při zpracování bauxitu na hliník. Podle evropského průmyslového sdružení CRMA (Critical Raw Materials Alliance) se přibližně 80 % galia vyrábí v Číně.

Sloučenina nitridu galia je pro elektromobily schopna zpracovávat velké množství energie aniž by vytvářela teplo. Je tedy ideální pro palubní nabíječky a případně i měniče, které pomáhají řídit tok elektrické energie do akumulátorů a z nich.

„Nitrid galia je obrovský multiplikátor. Můžete buď nabíjet rychleji se stejnou plochou, nebo pokud chcete nabíjet stejnou rychlostí, můžete to udělat v mnohem menším bodě,“ konstatoval Umesh Mishra, spoluzakladatel společnosti Transphorm se sídlem v kalifornské Goletě, která vyvíjí čipy využívající tuto sloučeninu. Transphorm ve svých polovodičích používá ultratenké vrstvy nitridu galia o tloušťce jednoho mikronu, tedy jedné tisíciny milimetru.

Někteří odborníci na minerály však tvrdí, že rozhodnutí Číny zavést od příštího měsíce kontrolu vývozu galia spolu s dalším polovodičovým materiálem germaniem by mohlo přimět výrobce automobilů k zamyšlení. Automobilový průmysl se teprve pozvolna vzpamatovává z celosvětového nedostatku polovodičů, který přinutil výrobce automobilů zastavit výrobu některých modelů a v některých případech nechat stát nedokončená vozidla čekající na jediný čip.

Alastair Neill, ředitel Critical Minerals Institute, uvedl, že výrobci automobilů, kteří jsou v raných fázích navrhování nové generace elektrických vozidel než by riskovali nové problémy v dodavatelském řetězci , by se mohli rozhodnout pro karbid křemíku, i když nitrid galia je asi o 30 % výkonnější. „Pokud již sázíte na nitrid galia a navrhujete ho do své platformy, pak máte problém,“ řekl Neill.

Výrobci automobilů reagovali na oznámení Číny opatrně. Zdrženlivě se vyjadřují i výrobci čipů. Čínská kontrola vývozu by samozřejmě představovala problém, pokud by se v budoucnu používalo velké množství těchto zařízení.

Mishra ze společnosti Transphorm uvedl, že vzhledem k tomu, že kovové galium se vyrábí při zpracování bauxitu na hliník, je přesvědčen, že ostatní země se zapojí, aby nahradily dodávky z Číny. „Pokud Čína zcela uzavře vývoz, nastane výkyv, ceny se zvýší a prostě se nastartují závody v jiných zemích,“ řekl Mishra.

Jiní si jsou méně jistí. „Musí se hledat jiné možnosti, ale nitrid galia je těžko nahraditelný. Vymyslet alternativu by zabralo hodně času,“ řekl Neill z CMI.

Vysvětlivky ke grafu

nitrid galia - GaN (gallium nitride)

karbid křemíku - SiC (silicon carbide)

epitaxní GaN - GaN-on-GaN (bulk GaN)