Cina, gallio e germanio: i minerali della guerra dei chip

La Cina ha sparato una salva nella bagarre tecnologica, limitando le esportazioni di due metalli rari utilizzati nella produzione di semiconduttori. I danni a breve termine sono piccoli, ma l’Occidente deve svegliarsi.

È una ritorsione. In base alle restrizioni sulle esportazioni di metalli rari utilizzati nella produzione di semiconduttori entrate in vigore all'inizio di agosto, gli esportatori di gallio e germanio dovranno ottenere una licenza per spedire i metalli.

Pechino cita la sicurezza nazionale. La Cina e gli Stati Uniti sono impegnati in una guerra commerciale tecnologica, con Washington che impone ampie restrizioni alle esportazioni per escludere la Cina dalla tecnologia chiave per la produzione di semiconduttori, o “chip”.

I produttori di chip occidentali hanno rilasciato dichiarazioni intese a calmare i mercati. Stock sufficienti significano che le restrizioni cinesi non rappresentano una minaccia immediata per la loro attività. Sul lungo termine, però, l’Occidente dovrebbe essere preoccupato: la Cina gode di un quasi monopolio sui due minerali, geranio e gallio.

I due minerali sono fondamentali per la produzione di semiconduttori. Quando i Bell Labs svilupparono il transistor negli anni '50, il germanio era l'elemento originale. Sebbene il silicio lo abbia successivamente sostituito nei circuiti integrati ad alta densità che oggi conosciamo come “chip”, il germanio è ancora utilizzato in applicazioni critiche come termocamere, pannelli solari e fibre ottiche per le telecomunicazioni.

Il gallio è fondamentale per la produzione del composto chimico dell’arseniuro di gallio, che può produrre chip a radiofrequenza per telefoni cellulari e comunicazioni satellitari. Le giunzioni dei semiconduttori realizzate con arseniuro di gallio possono funzionare a frequenze e temperature più elevate rispetto al silicio. Producono anche meno rumore rispetto ai dispositivi al silicio, soprattutto alle alte frequenze operative, rendendoli utili nei radar e nei dispositivi di comunicazione radio, nei satelliti e nei LED.

Secondo l’US Geological Survey, la Cina produce circa il 98% del gallio mondiale e controlla il 68% della produzione globale di germanio raffinato in vari paesi, principalmente nel sud-est asiatico. Pechino ha approfittato del surplus globale di gallio primario nel periodo 2012-2017 e ha utilizzato i sussidi per minare i concorrenti internazionali e sviluppare il suo quasi monopolio.

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La produzione di gallio al di fuori della Cina è diventata economicamente impraticabile. I produttori europei e americani sono in difficoltà. L'ossido di alluminio tedesco AOS ha dichiarato bancarotta nel 2016. Gli impianti occidentali di gallio hanno chiuso i battenti e le aziende cinesi hanno preso il controllo della produzione di germanio nel sud-est asiatico.

Finora l’industria occidentale sta minimizzando l’impatto delle sanzioni cinesi. Come altri, Intel ha rilasciato una dichiarazione standard, affermando: “La nostra strategia di avere una catena di fornitura globale e diversificata riduce al minimo il rischio di cambiamenti e interruzioni locali”. Le giapponesi Mitsubishi e Sumitomo hanno dichiarato di avere scorte sufficienti.

Anche la più grande fonderia di semiconduttori al mondo per quota di mercato, Taiwan Semiconductor, ha minimizzato l'impatto a breve termine. Anche aziende taiwanesi come AWSC, Win Foundry e VPEC, specializzate in semiconduttori all'arseniuro di gallio e al nitruro, affermano che la loro attività non sarà influenzata.

La loro fiducia sembra compiacente. Il Giappone importa il 60% del suo gallio, di cui il 70% proveniente dalla Cina. I clienti sono preoccupati, a cominciare dalle case automobilistiche che sono state duramente colpite dalla carenza di chip durante la pandemia di Covid. La casa automobilistica tedesca Volkswagen si è detta “pronta ad adottare misure insieme ai suoi partner, se necessario”. Il presidente della Renault francese ha avvertito dell'imminente “tempesta cinese”.

È necessaria un’azione forte. Gli impianti di Gallio in Occidente devono essere incoraggiati a riavviare la produzione. Il geranio e il gallio grezzi disponibili negli Stati Uniti e nei suoi alleati rimangono sottosfruttati, sebbene l’Australia, per esempio, abbia adottato alcune importanti iniziative recenti.

Il germanio è un sottoprodotto della raffinazione dello zinco e del rame. I governi occidentali dovrebbero sostenere le miniere di zinco e rame con incentivi fiscali per rendere redditizia l’estrazione del gallio. Le aziende dovrebbero iniziare a utilizzare i sottoprodotti della fusione dello zinco provenienti da paesi al di fuori dell’influenza cinese. La giapponese DOWA Metals and Mining Company utilizza sottoprodotti dello zinco importati dal Messico.