Chinas drohende Gallium-Exportkontrollen stellen die Autohersteller vor ein Dilemma, ob sie sich weiterhin auf ein Metall verlassen können, das als Wegbereiter für Elektrofahrzeuge angesehen wurde.

Gallium wird derzeit in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, von LEDs bis hin zu kleineren Mobiltelefonadaptern. Den meisten Menschen ist kaum bekannt, dass Gallium in reiner Form in Ihrer Hand schmelzen kann - aber in einigen Verbindungen ist es für Halbleiter sehr begehrt.

Die Automobilhersteller sind hungrig nach allem, was die Effizienz von Elektrofahrzeugen steigert und das Gewicht reduziert, um Kosten zu sparen. Galliumnitrid kann beides und ist viel billiger als andere Halbleitermaterialien wie Platin oder Palladium.

Gallium kommt in Spuren in Zinkerzen und in Bauxit vor, und Galliummetall wird bei der Verarbeitung von Bauxit zu Aluminium gewonnen. Nach Angaben des europäischen Industrieverbands Critical Raw Materials Alliance (CRMA) werden rund 80% in China hergestellt.

Für Elektroautos kann die Verbindung Galliumnitrid viel Strom verarbeiten, ohne Wärme zu erzeugen. Damit ist sie ideal für Ladegeräte und möglicherweise Wechselrichter, die den Stromfluss zum und vom Akkupack steuern.

"Galliumnitrid ist ein enormer Multiplikator", sagte Umesh Mishra, Mitbegründer des Unternehmens Transphorm in Goleta, Kalifornien, das Chips aus dieser Verbindung entwickelt.

Transphorm verwendet für seine Halbleiter ultradünne Schichten aus Galliumnitrid, die ein Mikrometer oder ein Tausendstel eines Millimeters dick sind.

"Sie können entweder bei gleichem Platzbedarf schneller laden oder, wenn Sie mit der gleichen Rate laden wollen, können Sie dies in einem viel kleineren Punkt tun", sagte Mishra.

Transphorm arbeitet mit Autoherstellern in der Designphase für On-Board-Ladegeräte für eine breite Palette von Elektroauto-Modellen - die um 2026 auf den Markt kommen sollen - und ist mit anderen Unternehmen im Gespräch, um sie in Wechselrichtern einzusetzen, sagte Mishra.

Einige Mineralienexperten sagen jedoch, dass Chinas Entscheidung von letzter Woche, ab nächsten Monat Exportkontrollen für Gallium und ein weiteres Halbleitermaterial, Germanium, einzuführen, die Autohersteller zum Umdenken zwingen könnte.

Die Autoindustrie erholt sich erst jetzt von einer pandemiebedingten weltweiten Halbleiterknappheit, die die Autohersteller gezwungen hat, die Produktion einiger Modelle zu stoppen und in einigen Fällen unfertige Fahrzeuge stehen zu lassen, die auf einen einzigen Chip warten.

Alastair Neill, ein Direktor des Critical Minerals Institute, sagte, dass Autohersteller, die sich in einem frühen Stadium der Entwicklung ihrer nächsten Generation von Elektroautos befinden, sich eher für Siliziumkarbid entscheiden könnten, obwohl Galliumnitrid etwa 30 % besser funktioniert, als neue Probleme in der Lieferkette zu riskieren.

"Wenn Sie bereits auf Galliumnitrid setzen und es in Ihre Plattform einbauen, sind Sie in Schwierigkeiten", sagte er.

Die Automobilhersteller haben vorsichtig auf die Ankündigung Chinas reagiert. Viele sagten, sie würden die Situation beobachten.

Eine Quelle bei einem japanischen Automobilzulieferer sagte gegenüber Reuters, dass das Unternehmen abwäge, ob es Galliumnitrid oder Siliziumkarbid für zukünftige Leistungshalbleiter verwenden wolle.

"Natürlich wäre dieser Faktor (Chinas Exportkontrollen) ein Problem, wenn wir in Zukunft eine große Menge dieser Bauteile verwenden würden", sagte die Quelle, die nicht autorisiert war, inoffiziell zu sprechen.

Einige Chip-Hersteller haben sich ebenfalls zurückgehalten.

Das deutsche Unternehmen Infineon kündigte im März die Übernahme des kanadischen Unternehmens GaN Systems für 830 Millionen Dollar an und begründete dies mit dem erwarteten schnellen Wachstum bei Galliumnitrid-Chips.

Das Unternehmen sagte, dass es sich nicht zu bestimmten Materialien äußert.

Mishra von Transphorm sagte, dass Galliummetall bei der Verarbeitung von Bauxit zu Aluminium anfällt und er zuversichtlich ist, dass andere Länder einspringen werden, um das chinesische Angebot zu ersetzen.

"Wenn China die Produktion komplett einstellt, wird es zu einem Preisanstieg kommen und die Leute werden ihre Anlagen in anderen Ländern anwerfen", sagte Mishra.

Andere sind weniger zuversichtlich.

Die Menschen müssen sich nach anderen Optionen umsehen, aber Galliumnitrid ist schwer zu ersetzen", sagte Neill vom CMI. "Die Entwicklung einer Alternative würde viel Zeit in Anspruch nehmen.