China’s rare earth ban is widening the weapons gap with its enemies
ガリウムナイトライド（GaN）ベースの半導体が中国に優れたレーダー技術をもたらす
by Hua Bin
トランプの関税戦争への対応として中国がレアアース輸出規制を発表した4月に初めてこの件を書いた時、この話題は専門的であまり理解されなかった。（No. 2546 レアアースと 「再工業化」）ここ数ヶ月で主流メディアはこのテーマを飽きるほど報じたので、今では誰もがハイテク生産、特に兵器システムにおけるレアアースの重要性を認識している。
それでも、レアアース製品が兵器の開発・生産に技術的な細部レベルでどう影響するかを理解している人は少ない。
この記事では9月3日の北京軍事パレードでひっそりと存在感を示した地味なレアアース技術に焦点を当てる。それはガリウムナイトライド（GaN）を基盤とするアクティブ電子走査アレイ（AESA）レーダーである。
レーダー技術は現代戦における中核的基盤能力であり、人間の視覚に相当する。レーダーが何を、どれほど遠くまで捉えられるかは、ステルス機や高速ミサイルが空を支配する現代の戦場において極めて重要だ。
最近のインド・パキスタン戦争は、視界外（BVR）空戦がどのように行われるかの生きた実例だった。敵を先に発見し、理想的には敵の射程外から先制攻撃を仕掛けた側が戦争に勝つ。
GaN AESA（ガリウムナイトライド・アクティブ電子走査アレイ）のようなレーダー技術が決定的な役割を果たす。パキスタン軍を撃破したPL-15Eミサイルには小型化されたAESA目標追尾装置が搭載されていた。
GaN AESAレーダーはレーダー技術の最高峰である。フェーズドアレイレーダーは長年、高性能・高複雑性・高コストとされてきた。
今日に至るまで、ロシアの先進戦闘機Su-35の大半はまだ電子機器能力の制約から受動電子走査アレイ（PESA）レーダーを依然として使用している。
米国はAESA技術の先駆者であったが、その配備は遅く高価であった。例えばアーレイ・バーク級駆逐艦の大半はSPY-1 PESAレーダーを使い続けている。ようやく2024年、最新鋭の40億ドル級フライトIII型バーク級艦にSPY-6 GaN AESAシステムが搭載された。
これに対し、北京はレアアースで世界をリードし、第3世代半導体でも優位にあるため、GaN AESAレーダーは中国の多様な兵器に大規模に配備されている。
9月3日の軍事パレードでは、KJ-500早期警戒機から、360度対応の複数GaN AESAユニットを搭載した100式第四世代戦車に至るまで、GaN AESAレーダー技術が披露された。AESA技術は各種極超音速ミサイルやLY-1艦載レーザー防空兵器にも採用されている。
その核心には、中国がGaNベースの第3世代半導体で支配力を強めている事実がある。
第３世代半導体は、ガリウムナイトライド（GaN）、炭化ケイ素（SiC）、セレン化インジウム（InSe）などのワイドバンドギャップ材料で製造される。高電力、高周波、高電圧、高温用途向けに設計されており、第一世代のシリコンベース半導体と比較して優れた性能を提供する。
第3世代半導体は、電気自動車、5G基地局、太陽光・風力発電システム、高級家電製品、そして高級兵器に広く使用されている。
シリコンチップと比較すると、GaNチップやInSeチップなどの第3世代半導体は、高コスト、加工技術の未成熟、生産インフラの制限から、大規模な商業生産と応用はまだ初期段階にある。
しかし、極限環境下で動作する軍事兵器においては、その優れた性能が高く評価されている。例えば、極超音速飛行時にミサイルが経験する高温環境などが該当する。
北京は第3世代半導体技術、特にGaNチップとInSeチップに多額の投資を行っている。北京は3月、8インチGaNウエハーの量産化を達成したと発表した。北京大学は最近、セレン化インジウム（InSe）チップの設計・製造において重大な突破口を開いたと発表した。
このInSeチップの突破口については、世界の半導体産業を揺るがす可能性があり、別途記事を書く予定だ。
北京はまた、第3世代半導体の動力源となるレアアース材料の生産・加工において圧倒的な優位性を享受しており、世界のハイテク軍拡競争において戦略的優位性を得ている。
世界最大のアルミニウム生産国としての地位を背景に、中国はガリウムの大規模抽出において先天的に優位性を持つ。ガリウムはボーキサイトや鉛亜鉛鉱と共にアルミニウム生産の副産物なのだ。2024年、中国のアルミニウム生産量は4300万トンで、世界供給量の60％を占めた。
2023年の米国地質調査所（USGS）によると、世界のガリウム金属確認埋蔵量27万9300トンの約68％を中国が占めている。
中国はまた精製・加工技術も高度に成熟しており、2023年の世界の精製ガリウム生産量の90％以上を占めた。
中国の巨大な産業基盤と商業需要が、スマートフォン、5G基地局、電気自動車用自動車レーダー、ドローン、衛星通信ネットワークに至るまで、GaNの採用を推進してきた。その特性は電子機器や通信分野で高く評価されている。中国は上記ハイテク産業の大半において生産で世界をリードしている。
ワシントンは中国が先進チップを入手することを公然と禁止する一方で、北京はガリウムなどのレアアースへの米国アクセスを制限する対抗措置は事実上、米国第3世代半導体産業、特に防衛能力に対する黙示的な制裁となっている。
北京によるガリウム、ゲルマニウム、アンチモン、ネオジムの輸出管理は、将来の軍事電子機器に不可欠な材料の生産における中国のほぼ独占状態を強化した。
この戦略的優位性により、中国は米軍やその同盟国が追随できない速度と規模で、全軍に最先端のフェーズドアレイレーダーシステムを配備できた。
中国はGaNベースのフェーズドアレイレーダーを大規模に配備する唯一の国である。国営放送CCTVによれば、国産レーダーはステルス機や弾道ミサイルなどの目標を検知可能な協調ネットワークをつくるために相互接続されているという。
軍事用途以外では、GaNチップはシリコンベースのチップよりもエネルギー効率が高く、AIデータセンターにおけるエネルギー革命の道を開いている。業界の試算によれば、GaNチップで完全にアップグレードされた施設では、エネルギー消費量を30％以上削減できるという。
GaNベースのフェーズドアレイ技術における中国のグローバルリーダーシップは「軍民融合戦略」の具体例である。これは現代的な軍隊を育成する北京の計画の中核をなす。
この戦略のもとで、軍事技術はまず民間市場に普及する。そこでの膨大な需要がサプライチェーンの急速な進化を促す。これにより生産能力が増大し、コストが低下し、信頼性が継続的に向上する。商業規模の拡大は、結果として軍事調達エコシステムに高いコスト競争力をもたらすのだ。
9月3日の軍事パレードでハイテク兵器が披露されるのを目撃しても、技術的優位性がどう達成され強化されているかを考える者は少ない。GaN AESAレーダーがその実例を鮮明に示すことを願う。
多くの人が、中国が極超音速ミサイル開発で世界をリードし、第6世代戦闘機開発で西側諸国を追い越していることに気づいている。しかしこうしたブレークスルーは北京の風洞技術への巨額投資なしには不可能だということを理解している者は少ない。例えば中国科学院機械研究所（北京）のJF-22極超音速風洞は世界最先端で、マッハ30までの速度をシミュレートできる。
中国の軍事的進歩は、技術インフラ、人的資本、国家意志への投資の結果である。技術的リーダーシップは長期計画とシステム思考によってのみ達成できる。
レアアースなど重要鉱物における支配力を基盤とした中国の軍事的優位性の拡大は、こうした計画が生んだ成果の一つなのだ。
https://huabinoliver.substack.com/p/chinas-rare-earth-ban-is-widening