Sanções silenciosas ao gálio dão à China vantagem em GaN sobre as armas dos EUA

Um desfile em Pequim e uma mudança silenciosa nos semicondutores

O espetáculo de um desfile militar em Pequim pode atrair olhares para novos mísseis, drones e veículos blindados. Neste ano, o acontecimento mais importante não ocorreu na avenida do desfile. Foi em um relatório do Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências, que afirmou que a China amadureceu sua tecnologia de semicondutores de nitreto de gálio e a está aplicando em sistemas militares num ritmo difícil de acompanhar pelos rivais. O relatório apresenta os controles de exportação chineses sobre insumos essenciais não como uma medida que chama a atenção dos noticiários, mas como uma tática de pressão gradual que limita os concorrentes enquanto os programas chineses avançam no país.

O nitreto de gálio, frequentemente chamado de GaN, é o material essencial por trás de uma nova geração de eletrônicos militares. A China produz quase todo o gálio primário usado na fabricação de dispositivos de GaN e endureceu as regras para exportações de gálio e do elemento relacionado, o germânio. Analistas descrevem o efeito como uma sanção silenciosa, já que ela não cita empresas específicas de defesa dos EUA, mas restringe seu acesso a materiais essenciais. O resultado, argumentam pesquisadores chineses, é uma diferença geracional emergente em radares de varredura eletrônica e equipamentos de guerra eletrônica.

Em sua avaliação recém-divulgada, o Instituto de Física destacou como as políticas para materiais e o avanço tecnológico se cruzam.

O Instituto escreveu que, por trás dos avanços recentes, há um fio oculto de desenvolvimento de semicondutores e acrescentou que a tecnologia chinesa de semicondutores à base de GaN atingiu a maturidade.

Essa maturidade é importante porque pode se traduzir diretamente em radares de maior alcance, sistemas de interferência mais resistentes, buscadores de guiagem mais compactos e melhor gerenciamento de energia em sistemas de combate. Também se torna uma fonte de pressão. Quando a principal fonte de um insumo fecha a torneira, os programas que dependem dele desaceleram ou ficam mais caros.

Por que o nitreto de gálio transforma radares e mísseis

O GaN pertence a uma classe conhecida como semicondutores de banda larga. Em comparação com o silício tradicional, o GaN pode operar em tensões e temperaturas mais altas, suportar muito mais potência por unidade de área e alternar mais rapidamente. Essas características o tornam ideal para amplificadores de radiofrequência e eletrônica de potência. Em um radar, o GaN ajuda cada módulo de transmissão e recepção a emitir sinais mais fortes sem superaquecer e, em seguida, detectar rapidamente ecos fracos. Em um buscador de guiagem, ele mantém o desempenho diante de interferências enquanto cabe em um cone de nariz estreito.

Do silício ao nitreto de gálio

Por décadas, muitos radares militares dependeram de arsenieto de gálio ou de dispositivos de silício de ponta. Esses materiais provaram seu valor, mas o GaN amplia ainda mais os limites. Engenheiros podem construir conjuntos com mais elementos no mesmo espaço e operá-los com maior intensidade, o que amplia o alcance de detecção, melhora a resistência a interferências e permite vários modos simultâneos. A tecnologia também é importante para a conversão de energia em navios e aeronaves, onde uma eficiência maior reduz o calor e o peso, ambos preciosos em plataformas de combate.

Os EUA já operam sistemas importantes à base de GaN, incluindo o AN/SPY 6 da Marinha e o AN/TPS 80 G/ATOR do Corpo de Fuzileiros Navais. Pesquisadores chineses e veículos de comunicação estatais afirmam que a China passou a produzir GaN em larga escala para aeronaves de alerta antecipado, baterias de defesa aérea e radares de caças. Se estiver correto, isso indica não apenas avanços no projeto dos dispositivos, mas também acesso seguro ao gálio a montante que possibilita sua fabricação.

Do licenciamento à proibição direcionada

A primeira medida de Pequim veio em julho de 2023, quando o Ministério do Comércio impôs a exigência de licenças para exportações de gálio e germânio. Oficialmente, a medida foi adotada por razões de segurança nacional. Ela também veio após uma série de controles dos EUA sobre chips avançados e equipamentos de fabricação de chips destinados à China. Em dezembro de 2024, a China intensificou as medidas ao proibir exportações de gálio, germânio e antimônio para o mercado dos EUA e reforçar a análise de itens relacionados. Esses minerais são essenciais para semicondutores, sensores infravermelhos, fibras ópticas, células solares, baterias e munições.

Dados comerciais e de preços mostram os efeitos. Os embarques chineses de gálio caíram após as regras de 2023. Os preços na Europa quase dobraram em um ano, enquanto compradores corriam para garantir o fornecimento. A oferta de germânio também ficou mais restrita. Os preços do antimônio dispararam. Ao mesmo tempo, a China continuou sendo a principal fonte de gálio primário, e compradores dos EUA e de países aliados permaneceram fortemente dependentes da matéria-prima chinesa, mesmo quando a adquiriam por meio de terceiros países.

Na prática, o fluxo não parou de uma hora para outra. Uma análise dos dados comerciais de 2024 mostra que as importações dos EUA de germânio e gálio ainda incluíam material de origem chinesa que provavelmente passou por terceiros países. Analistas apontam a Bélgica como um importante centro de reexportação de germânio. A produção secundária de gálio aumentou em lugares como Canadá e Alemanha, e o Japão recorreu ao refino e à reciclagem para amortecer o impacto. O quadro é de um aperto gradual, não de um corte total, com custos mais altos e prazos de entrega mais longos se espalhando por toda a cadeia.

Uma diferença crescente em eletrônicos militares

O relatório da Academia Chinesa de Ciências, repercutido pela imprensa chinesa, argumenta que essa vantagem sobre os materiais se traduziu em uma adoção mais rápida de radares, buscadores e sistemas de interferência à base de GaN pelo Exército de Libertação Popular. Reportagens destacam radares de varredura eletrônica em plataformas aéreas de alerta antecipado, como o KJ 500A, e sistemas avançados associados ao programa J 20. Algumas fontes também apontam buscadores de GaN em mísseis ar-ar de longo alcance e o uso ampliado em sistemas de defesa aérea. A confirmação independente de cada plataforma é limitada, mas a tendência de adoção mais ampla do GaN parece plausível diante da presença industrial da China no setor.

Os Estados Unidos não são novatos no uso de GaN. A família AN/SPY 6 é a peça central de uma nova arquitetura de radares para contratorpedeiros. O G/ATOR dos fuzileiros navais leva o desempenho do GaN a unidades expedicionárias. Programas da Força Aérea e do Exército estão impulsionando o uso de GaN em guerra eletrônica e defesa antimísseis. A diferença, segundo fontes chinesas, está no ritmo de implantação em todas as Forças e na pressão sobre os custos provocada pela escassez de gálio.

Um estudo do Centro de Estudos Estratégicos e Internacionais destacou a importância do gálio para os eletrônicos de defesa dos EUA.

A análise observou que os compostos de gálio são insumos essenciais para sistemas avançados de defesa dos EUA, citando o radar AN/SPY 6 da Marinha e o radar AN/TPS 80 G/ATOR do Corpo de Fuzileiros Navais, e acrescentou que esses materiais são cada vez mais usados em microeletrônica avançada.

Essa dependência não é exclusiva dos EUA. Muitos sistemas de países aliados têm necessidades semelhantes. Se a China conseguir garantir gálio suficiente para seus programas domésticos de GaN enquanto aumenta os custos e a incerteza para compradores estrangeiros, o equilíbrio no ritmo de implantação poderá pender a seu favor. Esse é o cerne da alegação de uma diferença geracional. A questão não é tanto um dispositivo espetacular, mas quantos conjuntos de antenas, buscadores e módulos de potência chegam às unidades a cada ano.

Como Washington e seus aliados tentam se adaptar

Autoridades e líderes do setor nos EUA estão seguindo caminhos paralelos. Um deles é garantir mais fontes de gálio e germânio fora da China por meio de mineração, refino e reciclagem. O outro é reduzir a dependência investindo em materiais de nova geração que possam igualar ou superar o GaN em determinadas aplicações.

Na área de materiais, o Pentágono contratou a Raytheon, por meio de uma iniciativa da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA), para desenvolver dispositivos de diamante sintético e nitreto de alumínio destinados a eletrônicos de alta potência e alta frequência. Esses materiais têm bandas proibidas mais largas que o GaN e poderiam oferecer desempenho ainda maior se os cientistas conseguirem superar os desafios de produção e fabricá-los em lâminas maiores.

Colin Whelan, responsável por Tecnologia Avançada na Raytheon, afirmou que o trabalho representa um avanço significativo na tecnologia de semicondutores e acrescentou que a equipe está aproveitando a experiência com materiais semelhantes em sistemas de defesa para levar o diamante e o nitreto de alumínio a futuros sensores e sistemas de comunicação.

Os aliados também estão avançando. Austrália, Japão, Índia, Coreia do Sul e EUA estão coordenando ações sobre minerais críticos em grupos como o Quad e o Marco Econômico Indo-Pacífico. O Banco de Exportação e Importação dos EUA lançou instrumentos de financiamento para ajudar a construir polos de mineração e processamento no exterior, protegidos do controle chinês. O Japão dispõe de vários caminhos para obter gálio por meio de refino, reciclagem e produção primária vinculada ao processamento de zinco, o que o torna relativamente resiliente. A Alemanha estuda retomar a produção primária de gálio, enquanto o Canadá e outros países aumentaram a produção secundária.

Mesmo assim, o ponto de partida é desafiador. Uma avaliação recente do CSIS estimou que a China controla a esmagadora maioria da oferta de gálio primário. A China também restringiu exportações de certas tecnologias de extração necessárias aos produtores concorrentes. Isso significa que os preços de mercado, por si só, talvez não viabilizem rapidamente nova capacidade. Autoridades em Washington e nas capitais parceiras avaliam a formação de estoques, compras conjuntas e investimentos direcionados para reduzir a diferença enquanto empresas privadas ampliam a reciclagem e a recuperação em fundições.

O Serviço Geológico dos EUA (USGS) destacou o impacto econômico. Suas estimativas indicam que um corte total poderia elevar acentuadamente os preços do gálio e reduzir o produto interno bruto dos EUA em mais de 3 bilhões de dólares, se combinado com uma proibição do germânio. O governo dos EUA não mantém um estoque estratégico de gálio. Se a China passar de uma proibição direcionada para medidas contra reexportações por terceiros países, as interrupções poderão se agravar até que fontes alternativas ampliem sua capacidade.

O que os dados da cadeia de suprimentos realmente mostram

Os dados comerciais até 2024 mostram um quadro complexo. As estatísticas oficiais chinesas indicam uma forte queda nas exportações de gálio e germânio para os EUA após o início do licenciamento e, em seguida, nenhum embarque direto após a proibição direcionada. Os dados dos EUA ainda registraram importações de origem chinesa, uma discrepância que se explica melhor pelas reexportações por países como a Bélgica no caso do germânio e pela produção secundária e pelo reprocessamento de matéria-prima chinesa em lugares como Alemanha e Canadá no caso do gálio. A Alemanha não produzia gálio primário havia anos, mas respondeu por uma parcela expressiva das importações dos EUA, outro indício da dinâmica das reexportações.

A evolução dos preços confirma o aperto. Compradores europeus relataram que os preços do gálio quase dobraram no ano seguinte aos controles iniciais. O fornecimento de germânio tornou-se irregular, e alguns usuários industriais alertaram para o risco de esgotamento dos estoques. Os preços do antimônio subiram rapidamente após a medida de dezembro de 2024. Essas mudanças elevam os custos de módulos de radar, sensores infravermelhos e fabricação de precisão, além de poderem atrasar projetos enquanto as equipes de compras buscam materiais.

As perspectivas dependem de duas variáveis. A primeira é o rigor com que a China fiscalizará as reexportações e os itens auxiliares, como resinas de extração e kits de processamento. A segunda é a rapidez com que os produtores aliados conseguirão adaptar refinarias, instalar novas linhas de recuperação em fundições e ampliar a reciclagem. Há projetos no papel e alguns já começaram, mas os prazos se estendem por vários ciclos orçamentários. Até que esses polos entrem em operação, mesmo mudanças modestas nas licenças chinesas podem alterar preços e cronogramas.

Sinais de Pequim e Washington

Pequim vem normalizando gradualmente o uso de regras comerciais e controles de exportação como instrumentos de Estado. Introduziu marcos formais de sanções, reivindicou a propriedade estatal em setores de minerais estratégicos e restringiu a exportação de certas tecnologias de processamento de terras raras. Essas medidas sucedem táticas informais anteriores e sinalizam a disposição de usar instrumentos domésticos para moldar a oferta global em áreas nas quais a China tem vantagem.

Washington respondeu com controles mais rigorosos sobre o acesso chinês a chips e equipamentos avançados, mais entidades em listas de restrição e um esforço para diversificar as cadeias de suprimentos. Países aliados criaram redes de alerta antecipado para interrupções no fornecimento de minerais e vincularam planos logísticos para manter o fluxo de insumos críticos durante crises.

Especialistas em tecnologia de defesa ressaltam por que tudo isso importa no campo de batalha. O GaN e materiais relacionados estão no centro dos radares, das comunicações e da eletrônica de potência que definem o combate moderno.

O Dr. Fabian Villalobos, engenheiro sênior da Rand, resumiu: Eles são vitais.

Essa clareza ajuda a explicar a urgência dos dois lados. A China corre para transformar seu domínio sobre materiais em sistemas operacionais. Os EUA e seus parceiros correm para ampliar a oferta e modernizar plataformas com dispositivos que consomem pouca energia, suportam calor intenso e direcionam ondas de rádio com precisão. A disputa é medida menos por um anúncio isolado do que pelos cronogramas de entrega, pela quantidade de unidades e pela frequência com que equipes de manutenção substituem módulos antigos por peças de GaN.

Pontos principais

• Um relatório da Academia Chinesa de Ciências afirma que a tecnologia de GaN da China atingiu a maturidade e está sendo aplicada em plataformas militares.
• Pequim passou de controles de licenciamento em 2023 para uma proibição, em 2024, de exportações de gálio, germânio e antimônio destinadas aos EUA.
• A China domina a oferta de gálio primário, enquanto a produção de germânio também é concentrada, elevando os preços e alongando os prazos de entrega para os compradores.
• Sistemas de defesa dos EUA, como o AN/SPY 6 e o G/ATOR, já usam GaN, mas fontes chinesas alegam que sua adoção é mais rápida e ampla em todo o Exército de Libertação Popular.
• Os dados comerciais sugerem que as reexportações por terceiros países continuam, reduzindo o impacto imediato, mas acrescentando custos e incerteza.
• A DARPA encarregou a Raytheon de desenvolver dispositivos de diamante e nitreto de alumínio para reduzir a dependência do gálio, enquanto países aliados investem em fontes de oferta fora da China.
• Estimativas do USGS indicam que um corte total poderia reduzir o PIB dos EUA em cerca de 3,4 bilhões de dólares, e o país não mantém um estoque estratégico de gálio.
• A próxima fase dependerá da fiscalização chinesa das reexportações e da rapidez dos projetos dos aliados para ampliar o refino, a recuperação e a reciclagem.