NhatDuy
Intern Writer
Trong lĩnh vực quốc phòng hiện đại, radar được xem là "đôi mắt" của tàu chiến và máy bay chiến đấu. Tuy nhiên, một trong những vấn đề mà Mỹ đang đối mặt là nguồn cung gallium - nguyên liệu quan trọng để sản xuất các dòng radar thế hệ mới.
Theo phát biểu của một người phát ngôn Lầu Năm Góc tại một cuộc họp báo, quân đội Mỹ vẫn còn một lượng dự trữ germanium, nhưng hoàn toàn không có dự trữ gallium chiến lược. Điều này đồng nghĩa với việc dù nguồn vốn, công nghệ và các chương trình phát triển đã được phê duyệt, việc thiếu nguyên liệu đầu vào vẫn trở thành trở ngại đối với nhiều hệ thống radar hiện đại.
Thế hệ mới nhất hiện nay sử dụng Gallium Nitride (GaN). Loại vật liệu này có thể hoạt động ở điện áp và nhiệt độ cao hơn đáng kể, giúp công suất phát của radar tăng khoảng 5-10 lần. Đây là nền tảng cho nhiều hệ thống radar hiện đại của quân đội Mỹ như AN/SPY-6 trên tàu khu trục lớp Arleigh Burke, AN/TPS-80 của Thủy quân lục chiến và radar LTAMDS của hệ thống Patriot.
Tuy nhiên, gần 98% công suất tinh luyện gallium độ tinh khiết cao trên thế giới hiện nằm tại Trung Quốc. Sau khi Trung Quốc áp dụng các biện pháp kiểm soát xuất khẩu gallium và germanium từ năm 2023, giá gallium tinh khiết trên thị trường quốc tế đã tăng mạnh.
Nguyên nhân khiến nhiều quốc gia khó tự chủ nguồn cung là bởi gallium không tồn tại dưới dạng mỏ riêng biệt. Kim loại này chỉ xuất hiện với hàm lượng rất thấp, khoảng 0,05%, trong quặng bauxite. Muốn thu hồi gallium cần phải có ngành công nghiệp điện phân nhôm quy mô lớn cùng hệ thống luyện kim, hóa học phức tạp để tách gallium từ bùn đỏ và các chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất nhôm.
Trong những năm 1980-1990, nhiều nước phương Tây đã chuyển các ngành công nghiệp tiêu tốn nhiều năng lượng và gây ô nhiễm như điện phân nhôm ra nước ngoài. Trong khi đó, Trung Quốc tiếp tục mở rộng năng lực sản xuất nhôm, phát triển công nghệ tinh luyện các kim loại phụ và xây dựng chuỗi công nghiệp hoàn chỉnh. Cùng với sự phát triển của ngành đèn LED và quang điện, nhu cầu nội địa tăng lên cũng thúc đẩy công nghệ tinh luyện gallium ngày càng hoàn thiện.
Đánh giá của một viện nghiên cứu Mỹ cho rằng ngay cả khi Mỹ tìm cách khai thác gallium từ các nguồn khoáng sản khác, quá trình xin giấy phép môi trường và hoàn tất các thủ tục pháp lý có thể kéo dài nhiều năm.
Hoạt động của các doanh nghiệp này chủ yếu tập trung vào việc thu gom bóng đèn LED cũ, linh kiện bán dẫn và bảng mạch điện tử đã qua sử dụng để chiết xuất lượng gallium còn sót lại bằng các quy trình hóa học.
Các báo cáo từ CSIS và một số tổ chức theo dõi chuỗi cung ứng quốc tế cho biết sau khi các biện pháp kiểm soát xuất khẩu được áp dụng, thị trường xuất hiện tình trạng một số đơn vị trung gian tìm cách đưa gallium vào Mỹ thông qua nước thứ ba bằng cách khai báo sai chủng loại hàng hóa.
Câu chuyện gallium không chỉ phản ánh vấn đề của riêng ngành radar mà còn cho thấy vai trò ngày càng quan trọng của các nguyên liệu chiến lược trong chuỗi cung ứng công nghệ cao. Ngoài gallium còn có antimon - nguyên liệu được sử dụng trong thuốc nổ mồi, đạn xuyên giáp và thiết bị nhìn đêm - cùng germanium, vật liệu quan trọng đối với các thiết bị hồng ngoại và pin mặt trời cho vệ tinh.
Trong nhiều thập kỷ, phương Tây tập trung vào các lĩnh vực như phần mềm, tài chính và thiết kế công nghệ cao, trong khi nhiều ngành khai khoáng, luyện kim và hóa chất nặng được chuyển sang các quốc gia khác. Tuy nhiên, khi cạnh tranh công nghệ bước sang giai đoạn mới, vai trò của các nguyên liệu đầu vào và năng lực công nghiệp nền tảng ngày càng trở nên nổi bật, bởi đây là những yếu tố không thể thay thế chỉ bằng vốn đầu tư hay năng lực phát triển phần mềm.
Theo phát biểu của một người phát ngôn Lầu Năm Góc tại một cuộc họp báo, quân đội Mỹ vẫn còn một lượng dự trữ germanium, nhưng hoàn toàn không có dự trữ gallium chiến lược. Điều này đồng nghĩa với việc dù nguồn vốn, công nghệ và các chương trình phát triển đã được phê duyệt, việc thiếu nguyên liệu đầu vào vẫn trở thành trở ngại đối với nhiều hệ thống radar hiện đại.
Gallium và vai trò trong radar quân sự hiện đại
Radar đã trải qua nhiều thế hệ phát triển. Chip radar sử dụng silicon được xem là thế hệ đầu tiên với hiệu suất hạn chế. Tiếp theo là công nghệ Gallium Arsenide (GaAs), mang lại hiệu năng cao hơn nhưng vẫn gặp hạn chế về khả năng chịu nhiệt và điện áp lớn.Thế hệ mới nhất hiện nay sử dụng Gallium Nitride (GaN). Loại vật liệu này có thể hoạt động ở điện áp và nhiệt độ cao hơn đáng kể, giúp công suất phát của radar tăng khoảng 5-10 lần. Đây là nền tảng cho nhiều hệ thống radar hiện đại của quân đội Mỹ như AN/SPY-6 trên tàu khu trục lớp Arleigh Burke, AN/TPS-80 của Thủy quân lục chiến và radar LTAMDS của hệ thống Patriot.
Tuy nhiên, gần 98% công suất tinh luyện gallium độ tinh khiết cao trên thế giới hiện nằm tại Trung Quốc. Sau khi Trung Quốc áp dụng các biện pháp kiểm soát xuất khẩu gallium và germanium từ năm 2023, giá gallium tinh khiết trên thị trường quốc tế đã tăng mạnh.
Nguyên nhân khiến nhiều quốc gia khó tự chủ nguồn cung là bởi gallium không tồn tại dưới dạng mỏ riêng biệt. Kim loại này chỉ xuất hiện với hàm lượng rất thấp, khoảng 0,05%, trong quặng bauxite. Muốn thu hồi gallium cần phải có ngành công nghiệp điện phân nhôm quy mô lớn cùng hệ thống luyện kim, hóa học phức tạp để tách gallium từ bùn đỏ và các chất thải phát sinh trong quá trình sản xuất nhôm.
Trong những năm 1980-1990, nhiều nước phương Tây đã chuyển các ngành công nghiệp tiêu tốn nhiều năng lượng và gây ô nhiễm như điện phân nhôm ra nước ngoài. Trong khi đó, Trung Quốc tiếp tục mở rộng năng lực sản xuất nhôm, phát triển công nghệ tinh luyện các kim loại phụ và xây dựng chuỗi công nghiệp hoàn chỉnh. Cùng với sự phát triển của ngành đèn LED và quang điện, nhu cầu nội địa tăng lên cũng thúc đẩy công nghệ tinh luyện gallium ngày càng hoàn thiện.
Đánh giá của một viện nghiên cứu Mỹ cho rằng ngay cả khi Mỹ tìm cách khai thác gallium từ các nguồn khoáng sản khác, quá trình xin giấy phép môi trường và hoàn tất các thủ tục pháp lý có thể kéo dài nhiều năm.
Lầu Năm Góc tìm nguồn gallium từ tái chế và những thách thức của chuỗi cung ứng
Trước tình trạng thiếu nguồn cung, Lầu Năm Góc đã sử dụng hàng chục triệu USD thông qua Đạo luật Sản xuất Quốc phòng để hỗ trợ các doanh nghiệp như ReElement và ElementUSA phát triển công nghệ thu hồi gallium từ rác thải điện tử.Hoạt động của các doanh nghiệp này chủ yếu tập trung vào việc thu gom bóng đèn LED cũ, linh kiện bán dẫn và bảng mạch điện tử đã qua sử dụng để chiết xuất lượng gallium còn sót lại bằng các quy trình hóa học.
Các báo cáo từ CSIS và một số tổ chức theo dõi chuỗi cung ứng quốc tế cho biết sau khi các biện pháp kiểm soát xuất khẩu được áp dụng, thị trường xuất hiện tình trạng một số đơn vị trung gian tìm cách đưa gallium vào Mỹ thông qua nước thứ ba bằng cách khai báo sai chủng loại hàng hóa.
Câu chuyện gallium không chỉ phản ánh vấn đề của riêng ngành radar mà còn cho thấy vai trò ngày càng quan trọng của các nguyên liệu chiến lược trong chuỗi cung ứng công nghệ cao. Ngoài gallium còn có antimon - nguyên liệu được sử dụng trong thuốc nổ mồi, đạn xuyên giáp và thiết bị nhìn đêm - cùng germanium, vật liệu quan trọng đối với các thiết bị hồng ngoại và pin mặt trời cho vệ tinh.
Trong nhiều thập kỷ, phương Tây tập trung vào các lĩnh vực như phần mềm, tài chính và thiết kế công nghệ cao, trong khi nhiều ngành khai khoáng, luyện kim và hóa chất nặng được chuyển sang các quốc gia khác. Tuy nhiên, khi cạnh tranh công nghệ bước sang giai đoạn mới, vai trò của các nguyên liệu đầu vào và năng lực công nghiệp nền tảng ngày càng trở nên nổi bật, bởi đây là những yếu tố không thể thay thế chỉ bằng vốn đầu tư hay năng lực phát triển phần mềm.
