- Auf China entfallen 95 Prozent des weltweiten Angebots an dem weichem, bläulichem Metall.
- Huawei hat mehr als 2.000 Patente auf Galliumnitrid Anwendungen angemeldet.
23.07.2019 – Eine 5G-Basisstation kann mittlerweile in ein Gehäuse von der Größe eines Schuhkartons gedrückt werden. Es ist Gallium zu verdanken, einem weichen, bläulichen Metall, das dies ermöglicht.
Die Chipsätze, die hochfrequente Hochfrequenzwellen erzeugen, bestehen nicht wie bisher aus Silizium, sondern aus Galliumnitrid. Sie verbrauchen weniger Strom, produzieren weniger Wärme und können bei 800 Grad Celsius bequem arbeiten, wodurch sperrige Geräte für die Stromversorgung und die Klimatisierung überflüssig werden.
Gallium ist eines der 35 technologiekritischen Elemente, die von der US-Regierung als nationales Sicherheitsproblem eingestuft wurden. Wie die Seltenen Erden steht auch die weltweite Versorgung mit Gallium unter chinesischer Kontrolle. China produzierte im vergangenen Jahr 390 Tonnen Rohgallium, was mehr als 95 Prozent der Weltproduktion entspricht, so der United States Geological Survey. Dennoch wird Silicium wohl noch eine ganze Weile in Smartphones und anderen Geräten zu finden sein. Die gesamte globale Produktionskette ist auf das Element eingestellt. Man kann auch nicht einfach Silicium durch GaN ersetzen, sondern müsste die Ganze es umgebebende Elektronik neu entwerfen. All das kostet Zeit und vor allem Geld.
China ist eine Supermacht in Bezug auf Seltene Erden und andere strategisch wichtige Elemente. Mit zunehmender Dominanz weltweit in einem sehr breiten Spektrum sowohl bei den Erzen als auch in der Verarbeitung von nahezu allen High Tech Metallen.
Laut Google Patents hat der chinesische Telekommunikationsriese Huawei mehr als 2.000 Patente im Zusammenhang mit Galliumnitrid angemeldet. Nokia, der Hauptkonkurrent von Huawei im 5G-Rennen, hatte mehr als 1.500 Patente, während Ericsson etwas mehr als 400 Anmeldungen hatte. Qualcomm, ein US-amerikanisches Unternehmen und Hauptlieferant von 5G-basierten Chipsätzen, hatte weniger als 1.000 Patentanmeldungen.
„Während sich die Halbleiterindustrie von Silizium auf Gallium verlagert, bereitet sich China darauf vor, die Führungsposition zu übernehmen“, sagte Professor Hao Xiaopeng, Forscher für funktionelle Materialien am State Key Laboratory für Kristallmaterialien an der Shandong-Universität in Jinan.
Alexandra Feytis, Associate Consultant bei Roskill Information Services, einem in London ansässigen Beratungsunternehmen für Industriemineralien, sagte, dass Chinas Dominanz bei Gallium zwar noch keine große Sorge für andere Länder darstelle, sich jedoch langfristig ändern dürfte . „Während China seine Primärproduktion von Gallium weiter erhöht hat, haben die meisten anderen produzierenden Länder diese Produktion reduziert“, sagte sie und stellte fest, dass Kasachstan die Produktion im Jahr 2013 aufgrund niedriger Preise eingestellt hatte, gefolgt von Deutschland im Jahr 2016.
„In den letzten Jahren wurden neue vielversprechende Anwendungen entwickelt, die Gallium erfordern, und wir sehen unter anderem die weitverbreitete Einführung von 5G-Netzen. „Daher wird Gallium in den nächsten Jahren mit Sicherheit von größerem Interesse sein und wird von Europa und den USA, die es beide als kritisches Mineral eingestuft haben, weiterhin genau überwacht“, sagte sie.
Nach einem Rückgang von fünf Jahren bis Ende 2016 aufgrund eines Überangebots begannen sich die Galliumpreise in China 2017 zu erholen. Im folgenden Jahr stiegen die Weltmarktpreise infolge der Wiederauffüllung durch die Verbraucher um 40 Prozent. In der Zwischenzeit hat der Militärsektor Galliumnitrid in Radaren, Hochleistungslasern und Spionagesatelliten eingesetzt. Gallium wird vor allem als Nebenprodukt bei der Aluminumherstellung gewonnen. Das ist ein besonders energieintensives Verfahren, weshalb Länder wie China mit niedrigen Stromkosten und sehr liberalen Umweltstandards hier einen unschlagbaren Vorteil geniessen. Knapp 95 Prozent der globalen Galliumversorgung kommen daher aus China.
Doch wie bei den Seltenen Erden dominiert hier China vor allem aufgrund seines Kostenvorteils. Würde die Versorgung aus China abgeschnitten, würde sich die Galliumgewinnung in anderen Ländern ganz schnell wieder rentieren.
Laut Hao entwickeln chinesische Telekommunikationsunternehmen wie Huawei innovative Technologien, um das Wundermaterial für zivile Massenanwendungen nutzbar zu machen.
5G ist nur der Anfang.
Institut für seltene Erden und Metalle Arndt Uhlendorff - Juli 2019
