米中貿易戦争下の人工ダイヤモンド産業

ここ数日、最大の国際ニュースである中国と米国の貿易戦争にすでに注目している人も多いかもしれません。私のような一般人にとって、自分のビジネスで良い仕事をし、顧客に適切にサービスを提供し、高品質の製品を安全に顧客に届けることが最も重要です。-もちろん、国際情勢にも引き続き注視してまいります。これに関連して、中国の合成ダイヤモンドに関する私の個人的な見解と考えを簡単に共有したいと思います。参照のみ。

 

中国は合成ダイヤモンドの分野で大きな産業上の優位性を築いており、その優れた物理的特性により高級製造業や防衛産業で重要な役割を果たしています。{0} 「産業の歯」「放熱の心臓」とも呼ばれています。

 

世界的な産業チェーンの観点から見ると、米国は軍事およびハイテク分野で合成ダイヤモンドに一定の依存度を持っています。-たとえば、米国の国防高等研究計画局（DARPA）が推進する「ウルトラワイドバンドギャップ半導体」プログラムでは、主にその高い熱伝導率、耐放射線性、高温耐性に基づいてコア材料としてダイヤモンドが使用されており、極限環境での機器要件に適しています。

 

特定の用途では、軍用レーダー、ミサイル誘導チップ、宇宙船電子機器用の高出力増幅器には、材料の放熱と安定性に対して非常に高い要件が求められます。{0}通常の材料は、高電力環境や高温環境で安定した動作を実現するのに苦労することがよくありますが、ダイヤモンドは優れた適応性を示します。{2}}さらに、大型ダイヤモンド チップは、極端紫外光学窓やリソグラフィー装置の高出力半導体ヒートシンクなどの主要コンポーネントに不可欠な材料となっています。-

 

現在、世界の合成ダイヤモンドの生産能力と技術は中国に高度に集中しています。ダイヤモンドファウンドリ社が4-インチの単結晶ダイヤモンドウェーハを製造できると主張するなど、米国は国内生産能力の開発に努めているが、その製造方法は依然としてバッチ式であり、歩留まり率は同様の中国企業の約60%であり、一部の中核機器コンポーネントは依然として中国から輸入する必要がある。米国国防総省は関連工場の建設に3億5000万ドルを投資しており、2027年までにフル生産に達すると予想されている。その時点で年間生産量は国内産業需要の約5％しか満たせず、その規模は中国河南省の中規模工場にも及ばない。

 

さらに、米国は産業チェーンを支援する上でも課題に直面している。上流では高純度メタンの供給が不十分であり、中流では超硬合金材料が不足しています。下流の検出装置に必要なセンサーは依然として中国の供給に依存しています。人材の面では、中​​国河南省の関連産業にはすでに5万人以上の労働者がいるが、米国にはMPCVD（マイクロ波プラズマ化学蒸着）装置を操作できる技術者は500人にも満たない可能性がある。

 

輸出規制が実施されれば、米国はサプライチェーンの圧力に直面する可能性がある。アメリカのチップ企業による高級ダイヤモンド切削工具の在庫は約 2 ～ 3 か月であると考えられていますが、軍事企業が必要とするダイヤモンド窓板の在庫は約 6 か月しか維持できません。-供給が途絶えた場合、関連する生産ラインに影響が出る可能性があります。 ASML は、リソグラフィー マシンのコア コンポーネントの生産能力がこの影響を受ける可能性があり、ひいては TSMC やインテルなどの企業に影響を及ぼし、ハイテク産業チェーンの上流を制約する可能性があると述べています。{4}}

 

代替材料としては、炭化ケイ素や立方晶窒化ホウ素が提案されているが、その性能は依然としてダイヤモンドには及ばない。たとえば、炭化ケイ素の熱伝導率はダイヤモンドの熱伝導率のわずか 5 分の 1 であるため、高出力チップに適用するとジャンクション温度が 24 度以上上昇する可能性があり、-機器の寿命に影響を与える可能性があります。立方晶窒化ホウ素は高温で金属と反応しやすいため、精密機械加工に使用するのは困難です。研究室で開発された複合材料はコストが高いか安定性が不十分であり、まだ大規模に置き換えることはできません。

 

長期的な観点から見ると、米国が独自のサプライ チェーンを確立したい場合、工場建設の完了に数年かかるだけでなく、生産ラインのデバッグや技術人材の不足などの問題にも対処する必要がありますが、中国企業は通常、新製品の量産にわずか 3 か月しかかかりません。さらに、中国はMPCVD装置の主要技術分野で特許配置を形成しており、米国企業は関連特許を回避するために高額の料金を支払うか、より長い研究開発時間を投資する必要があるかもしれない。

 

コストの点では、中国はグリーン電力の優位性を利用して、ダイヤモンド生産のカラットあたりのエネルギー消費コストを米国の約 5 分の 1 に抑えており、製品価格は米国の約 60% です。{0}このため、米国の国内生産能力が国際市場で競争力を形成することが困難になっている。

米国が養殖ダイヤモンドの世界最大の消費市場であり、世界需要の約80％を占めていることは注目に値します。ダイヤモンド原石は主にインドで加工され、インドの原材料は主に中国から輸入されます。輸出規制が消費者グレードのダイヤモンドにまで拡大された場合、米国の宝飾品などの消費者産業に一定の影響を与える可能性がある。その重要性は産業部門や防衛部門に比べて低いものの、サプライチェーンの複雑性はさらに悪化するでしょう。

 

全体として、合成ダイヤモンドの輸出規制は主要材料の供給に関係するだけでなく、ハイテク分野や防衛分野における米国の技術開発ペースや産業コスト構造にも影響を与える可能性があり、さらには特定の用途シナリオでは性能基準の引き下げを余儀なくされ、広範囲に影響を与える可能性があります。-