Ngành công nghiệp vi mạch toàn cầu ngày càng bị hạn chế bởi việc tiếp cận các khoáng sản quan trọng, điều này làm nổi bật những điểm yếu trong chuỗi cung ứng hỗ trợ mọi thứ từ điện tử tiêu dùng đến xe điện và hệ thống quốc phòng.
Các chất bán dẫn phụ thuộc vào một hỗn hợp phức tạp của nguyên liệu thô, nhiều trong số đó rất khó để khai thác, tinh chế hoặc cung cấp quy mô lớn. Các nguyên tố như gallium, germanium, cobalt, lithium và kim loại đất hiếm đóng vai trò trung tâm trong việc chế tạo chip, quản lý năng lượng và các linh kiện tiên tiến, tuy nhiên, sản xuất của chúng thường tập trung về mặt địa lý và gặp thách thức về môi trường.
Các giám đốc ngành cho biết trong khi khả năng sản xuất chip đã mở rộng kể từ khi xảy ra tình trạng thiếu hụt trong đại dịch, những rủi ro về nguyên liệu thô vẫn chưa được giải quyết.
Các khoáng sản quan trọng dưới áp lực
Nhiều khoáng sản thiết yếu cho vi mạch là sản phẩm phụ của các hoạt động khai thác khác, hạn chế tốc độ phản ứng của nguồn cung với nhu cầu tăng. Gallium và germanium, chẳng hạn, được sử dụng trong các chip hiệu suất cao và bán dẫn công suất nhưng được khai thác trong quá trình chế biến nhôm và kẽm, khiến sản lượng phụ thuộc vào các thị trường không liên quan.
Các nguyên tố đất hiếm, rất quan trọng cho nam châm và các thành phần chính xác, yêu cầu các quy trình tách hóa học phức tạp mà tốn kém và nhạy cảm với môi trường. Điều này đã góp phần vào sự tập trung cung ứng ở một số ít quốc gia, làm dấy lên lo ngại trong số các nhà hoạch định chính sách và nhà sản xuất về khả năng phục hồi lâu dài.
Địa chính trị và sự tập trung nguồn cung
Căng thẳng địa chính trị đã thêm một lớp không chắc chắn khác. Các biện pháp kiểm soát xuất khẩu, hạn chế thương mại và tích trữ chiến lược đã gia tăng sự biến động trên thị trường khoáng sản, khiến chính phủ ở Hoa Kỳ, châu Âu và châu Á phải xem xét lại sự phụ thuộc vào các nhà cung cấp nước ngoài.
Nhiều quốc gia đã đưa ra các chính sách khuyến khích để tăng cường khai thác nội địa, tái chế và công suất tinh chế, mặc dù các nhà phân tích cảnh báo rằng các dự án mới có thể mất một thập kỷ hoặc lâu hơn để trở thành hoạt động. Các giấy phép môi trường và sự phản đối của cộng đồng cũng vẫn là những trở ngại đáng kể.
Tác động đến các nhà sản xuất chip và giá cả
Đối với các nhà sản xuất bán dẫn, nguồn cung khoáng sản bị hạn chế có thể chuyển thành chi phí sản xuất cao hơn và biên lợi nhuận chặt chẽ hơn. Các chip năng lượng được sử dụng trong xe điện, hệ thống năng lượng tái tạo và trung tâm dữ liệu đặc biệt dễ bị tổn thương, vì chúng phụ thuộc vào các vật liệu chuyên biệt mà có ít sự thay thế.
Trong khi giá chip đã ổn định trong vài quý gần đây, các nhà phân tích trong ngành cảnh báo rằng sự thiếu hụt trong tương lai của các đầu vào chính có thể kích hoạt sự biến động trở lại, đặc biệt khi nhu cầu tăng lên từ trí tuệ nhân tạo, tự động hóa và điện khí hóa.
Tái chế và Các lựa chọn thay thế thu hút sự chú ý
Để giảm sự phụ thuộc vào khai thác chính, các công ty đang đầu tư vào công nghệ tái chế để thu hồi khoáng sản quan trọng từ rác thải điện tử. Nghiên cứu về các vật liệu thay thế và thiết kế chip hiệu quả hơn cũng đang gia tăng, mặc dù việc triển khai thương mại vẫn còn hạn chế.
Các chuyên gia cho biết sự đa dạng hóa, tái chế và hợp tác quốc tế sẽ rất cần thiết để đảm bảo nguồn cung khoáng sản dài hạn quan trọng cho vi mạch.
Triển vọng
Khi nhu cầu toàn cầu về chất bán dẫn tiếp tục gia tăng, việc tiếp cận các khoáng sản khó khai thác đang nổi lên như một trong những thách thức cấu trúc cấp bách nhất của ngành. Trong khi các nhà máy mới có thể được xây dựng trong vài năm, việc đảm bảo nguyên liệu thô nuôi dưỡng chúng có thể khó khăn hơn nhiều, định hình giai đoạn cạnh tranh tiếp theo trong cuộc đua công nghệ toàn cầu.