Khi 5G dần phổ biến, Trung Quốc đang nắm một vật liệu quan trọng, thay thế được cả silicon để giành lấy ngôi đầu công nghệ

Bạn có biết rằng một trạm thu phát sóng 5G to lớn có thể thu gọn lại thành một chiếc hộp có kích thước ngang với hộp giày không? Điều đó hoàn toàn khả thi nhờ vào một loại vật liệu mới, một kim loại mềm, với màu ánh xanh có tên Gallium.

Thứ kim loại này biến điều đó trở thành hiện thực khi hợp chất của nó, Gallium Nitride sẽ thay thế cho silicon trong việc chế tạo các chipset, nhằm phát ra các xung năng lượng mạnh của sóng radio tần số cao để truyền dữ liệu.

Kỹ sư Huawei thử nghiệm một ăng ten cho trạm thu phát sóng 5G tại trung tâm sản xuất của công ty ở Quảng Đông, Trung Quốc.

Nhờ Gallium Nitride, các chipset tiêu thụ ít năng lượng hơn, sinh ra ít nhiệt hơn và có thể hoạt động bình thường ngay cả trong nhiệt độ 800 độ C, tiết kiệm không gian cho các trạm thu phát sóng khi không cần đến các bộ cung cấp năng lượng và làm mát cồng kềnh nữa.

Chính vì vậy, Gallium được chính phủ Mỹ xem là một trong 35 nguyên tố quan trọng nhất đối với ngành công nghệ, cũng như là một mối lo ngại cho an ninh quốc gia. Tuy nhiên cũng giống như đất hiếm, nguồn cung Gallium toàn cầu hiện nằm dưới quyền kiểm soát của Trung Quốc.

Sự thống trị của Trung Quốc đối với Gallium

Theo khảo sát Địa chất Mỹ, Trung Quốc sản xuất 390 tấn Gallium thô vào năm ngoái, chiếm hơn 95% sản lượng toàn cầu. Với việc gia tăng sự thống trị đối với hàng loạt lĩnh vực từ nắm giữ nguồn quặng cho đến công nghệ khai thác, Trung Quốc đang trở thành một siêu cường về đất hiếm, kim loại hiếm và các nguyên tố hiếm khác.

Gallium, được chính phủ Mỹ liệt vào một trong số 35 nguyên tố quan trọng với ngành công nghệ.

Nhưng đáng chú ý hơn cả là Huawei. Theo trang Google Patent, hiện người khổng lồ viễn thông Trung Quốc đang nắm giữ hơn 2.000 bằng sáng chế có liên quan đến Gallium Nitride. Trong khi đó, Nokia, đối thủ chính của Huawei trong cuộc đua 5G, hiện có hơn 1.500 bằng sáng chế và Ericsson mới chỉ có hơn 400 đơn sáng chế liên quan đến Gallium Nitride.

Ngoài ra, Qualcomm, nhà cung cấp hàng đầu về chipset 5G, cũng chỉ có chưa đến 1.000 bằng sáng chế liên quan đến loại vật liệu này.

"Khi ngành công nghiệp bán dẫn chuyển từ Silicon sang Gallium, Trung Quốc đang sẵn sàng để giành lấy vị trí dẫn đầu." Giáo sư Hao Xiaopeng, nhà nghiên cứu về vật liệu chức năng tại phòng thí nghiệm State Key Laboratory về Vật liệu Tinh thể tại Đại học Sơn Đông, Trung Quốc, cho biết.

Ông Ryan Ding, trưởng bộ phận kinh doanh thiết bị mạng của Huawei, đang giới thiệu chipset Tiangang 5G cho trạm thu phát sóng 5G trong buổi giới thiệu sản phẩm vào tháng Một năm nay.

Chưa phải mối lo chính trong tương lai gần

Trong khi đó, Alexander Feytis, đối tác tư vấn tại hãng tư vấn khai mỏ Roskill Information Services tại Anh cho biết, sự thống trị của Trung Quốc đối với Gallium hiện vẫn chưa phải là nỗi lo chính đối với các quốc gia khác khi hiện tại thị trường vẫn đang được đáp ứng đầy đủ, và nhiều khả năng sẽ thay đổi trong dài hạn.

"Trong khi Trung Quốc tiếp tục gia tăng việc sản xuất Gallium, phần lớn các quốc gia sản xuất khác lại đang giảm sản lượng của nó." Bà Feytis cho biết, khi chỉ ra rằng Kazakhstan đã dừng sản xuất loại nguyên liệu này từ năm 2013 do lo ngại mức giá thấp, tiếp sau đó là Đức vào năm 2016.

"Các ứng dụng mới hứa hẹn cần đến Gallium đã được phát triển trong vài năm qua và chúng ta sẽ thấy chúng trở nên phổ biến khi mạng 5G được triển khai rộng rãi." Bà cho biết thêm.

"Vì vậy, Gallium chắc chắn sẽ được quan tâm hơn trong vài năm tới và hiện nó vẫn đang được giám sát chặt chẽ bởi châu Âu và Mỹ, quốc gia đã đưa nó vào danh sách như một loại vật liệu quan trọng."

Bảng chỉ số giá Gallium từ năm 2014 cho đến nay.

Ngoài ra, một yếu tố quan trọng khác khiến cho Gallium khó có thể thay thế Silicon trong tương lai gần là giá cả và nguồn khai thác. Trong khi Silicon với nguồn gốc từ cát, rất rẻ tiền và dễ kiếm, Gallium lại có chi phí khai thác và tinh chế cao hơn, cũng như có nguồn cung hạn chế hơn.

Sau khi 5 năm giảm giá liên tục cho đến cuối năm 2016 vì lượng cung quá mức, giá Gallium tại Trung Quốc mới bắt đầu hồi phục trong năm 2017. Năm tiếp theo, giá của loại vật liệu này trên toàn cầu tăng vọt đến 40%, khi các khách hàng bắt đầu bổ sung cho kho dự trữ của mình.

Theo ông Hao, các công ty viễn thông Trung Quốc như Huawei đang đưa ra các sáng tạo công nghệ mới để đưa loại vật liệu kỳ diệu này vào trong các ứng dụng dành sho số đông người dân.

5G chỉ là sự khởi đầu.

Tham khảo SCMP