Tập đoàn Mitsubishi Chemical Holdings Group và Asahi Kasei nằm trong số các công ty Nhật Bản đang tăng cường sản xuất các nguyên liệu cần thiết giúp xe điện có thể di chuyển với quãng đường xa hơn. Các dự án này nhằm đáp ứng nhu cầu tăng cao của thị trường xe điện - vốn đang phát triển mạnh mẽ.
Theo Nikkei Asia, Mitsubishi Chemical sẽ tăng cường sản xuất lớp nền (substrate) chất bán dẫn thế hệ tiếp theo - được làm từ gallium nitride (GaN), để sử dụng trong động cơ xe điện.
Tinh thể Gallium nitride của Mitsubishi Chemical
Được biết, trong nhiều thập kỷ qua, silicon là nguyên liệu quan trọng hàng đầu trong ngành công nghiệp bán dẫn. Tuy nhiên, khi nhu cầu tăng cao khiến nguồn cung thu hẹp, một vật liệu mới đã trở thành tâm điểm “tiềm năng”, đó là gallium nitride (GaN). Nó được cho là dễ sản xuất hơn và có phần nhanh hơn so với silicon.
Nikkei Asia đưa tin, Mitsubishi Chemical đang tìm cách cắt giảm chi phí và mong muốn hiện thực hóa sản xuất lớp nền hàng loạt từ phương pháp chế biến tinh thể GaN.
Đồng thời, công ty sẽ cung cấp nguyên liệu thô và giao việc chế biến lớp nền cho nhà máy Japan Steel Works ở Hokkaido, nhằm tăng gấp năm lần công suất vào năm 2025 so với năm 2022.
GaN được chứng minh có khả năng cung cấp hiệu suất tương đối tốt trên nhiều ứng dụng. Nhiều chuyên gia cũng cho rằng khi nâng cấp các trung tâm dữ liệu trên toàn thế giới từ chip Silicon sang GaN, nó sẽ giúp giảm thất thoát năng lượng khoảng 30 đến 40%, tương đương tiết kiệm hơn 100 terawatt giờ điện và 125 triệu tấn khí thải CO2 vào năm 2030. Chưa hết, GaN được cho là hạn chế làm tiêu hao điện năng khoảng 10% so với silicon - từ đó tăng phạm vi di chuyển cho xe điện.
Được biết, dự kiến vào năm 2026, Sumitomo Chemical, nhà sản xuất lớp nền GaN lớn nhất thế giới, sẽ tung ra sản phẩm có diện tích bề mặt tăng gấp đôi so với mức tối đa hiện tại. Diện tích bề mặt càng lớn thì số lượng chip có thể cắt được cùng lúc càng nhiều, giúp tăng hiệu quả cho các nhà sản xuất thiết bị điện tử.
Shin-Etsu Chemical cũng đã cùng phát triển công nghệ với Oki Electric Industry để sản xuất vật liệu bán dẫn sử dụng GaN với chi phí rẻ hơn. Các công ty được cho là đặt mục tiêu tăng kích thước của lớp nền vào cuối năm tài chính 2025.
Khi nguồn cung của gallium bị hạn chế, đại diện của Mitsubishi Chemical cho biết: “Chúng tôi vẫn có hàng tồn kho trong nước nên hiện tại không có vấn đề gì về nguồn cung”.
Bên cạnh đó, công ty Asahi Kasei đang tăng cường sản xuất vật liệu nhựa dùng để "bọc" pin EV. Thời tiết lạnh có thể hạn chế hiệu suất của pin lithium-ion được sử dụng trong xe điện khiến phạm vi di chuyển bị rút ngắn. Tuy nhiên, “phủ” pin bằng vật liệu nhựa có thể nâng cao khả năng cách nhiệt. Công ty cho biết phạm vi di chuyển có thể được mở rộng thêm vài phần trăm ngay cả ở những nơi có nhiệt độ thấp tới âm 20 độ C.
Asahi Kasei đang phát triển một loại vật liệu nhựa dùng để "bọc" pin EV
Năng lực sản xuất tại một nhà máy ở tỉnh Mie gần đây đã tăng hơn gấp ba lần lên khoảng 2.000 tấn mỗi năm, đủ cho khoảng 2 triệu xe điện. Để tăng phạm vi hoạt động, việc cải thiện hiệu suất của động cơ cũng là điều cần thiết.
JFE Steel đang xem xét đầu tư khoảng 95 tỷ yên (636 triệu USD) để mở rộng cơ sở sản xuất thép điện từ hiệu suất cao, có thể giảm tiêu hao năng lượng trong động cơ. Nippon Steel cũng có kế hoạch đầu tư khoảng 90 tỷ yên để tăng cường năng lực sản xuất các loại vật liệu tương tự.