Sanksi senyap atas galium memberi China keunggulan GaN atas senjata AS

Parade di Beijing dan pergeseran semikonduktor yang senyap

Spektakel parade militer di Beijing dapat mengalihkan perhatian pada rudal, drone, dan kendaraan lapis baja baru. Tahun ini, perkembangan paling menentukan tidak terjadi di arena parade. Perkembangan itu tertuang dalam laporan Institut Fisika di Akademi Ilmu Pengetahuan China, yang menyatakan bahwa China telah mematangkan teknologi semikonduktor galium nitrida dan menerapkannya pada berbagai sistem militer dengan laju yang sulit ditandingi negara pesaing. Laporan tersebut menggambarkan kontrol ekspor China atas bahan baku penting bukan sebagai langkah yang mengundang perhatian besar, melainkan sebagai taktik tekanan bertahap yang membatasi para pesaing sementara program-program China terus berkembang di dalam negeri.

Galium nitrida, yang kerap disingkat GaN, merupakan material andalan di balik gelombang baru elektronika militer. China memproduksi hampir seluruh bahan baku galium primer yang digunakan untuk membuat perangkat GaN, dan telah memperketat aturan ekspor galium serta unsur terkait, germanium. Para analis menyebut dampaknya sebagai sanksi senyap, karena kebijakan ini tidak menyasar perusahaan pertahanan AS tertentu secara langsung, tetapi membatasi akses mereka terhadap bahan penting. Menurut para peneliti China, hasilnya adalah kesenjangan generasi yang mulai muncul pada radar phased array dan perangkat perang elektronik.

Dalam penilaian yang baru dirilis, Institut Fisika menyoroti pertautan antara kebijakan material dan kemajuan teknologi.

Institut tersebut menulis bahwa di balik kemajuan terkini terdapat benang merah tersembunyi berupa pengembangan semikonduktor, seraya menambahkan bahwa teknologi semikonduktor berbasis GaN China telah mencapai kematangan.

Kematangan itu penting karena dapat langsung menghasilkan radar berjangkauan lebih jauh, pengacak sinyal yang lebih tangguh, pencari sasaran pemandu yang lebih ringkas, serta pengelolaan daya yang lebih baik pada sistem tempur. Hal ini juga menjadi sumber pengaruh. Ketika pemasok utama suatu bahan baku memperketat pasokannya, program yang bergantung pada bahan tersebut akan melambat atau menjadi lebih mahal.

Mengapa galium nitrida mengubah radar dan rudal

GaN termasuk dalam kelompok yang dikenal sebagai semikonduktor celah pita lebar. Dibandingkan silikon konvensional, GaN dapat beroperasi pada tegangan dan suhu yang lebih tinggi, menangani daya jauh lebih besar per satuan luas, serta beralih lebih cepat. Sifat-sifat ini membuatnya ideal untuk penguat frekuensi radio dan elektronika daya. Pada radar, GaN membantu setiap modul pemancar dan penerima mengirimkan sinyal yang lebih kuat tanpa mengalami panas berlebih, lalu dengan cepat menangkap pantulan yang lemah. Pada pencari sasaran pemandu, material ini mempertahankan kinerja saat menghadapi pengacauan sinyal sekaligus muat di dalam kerucut hidung yang sempit.

Dari silikon ke galium nitrida

Selama beberapa dekade, banyak radar militer mengandalkan galium arsenida atau perangkat silikon kelas atas. Material tersebut terbukti bermanfaat, tetapi GaN memperluas batas kemampuannya. Insinyur dapat membuat susunan dengan lebih banyak elemen dalam ruang yang sama dan mengoperasikannya dengan daya lebih tinggi, sehingga jangkauan deteksi bertambah, ketahanan terhadap gangguan meningkat, dan beberapa mode dapat dijalankan sekaligus. Teknologi ini juga penting untuk konversi daya di kapal dan pesawat, karena efisiensi yang lebih tinggi mengurangi panas dan bobot, dua hal yang sangat berharga pada wahana tempur.

AS sudah mengoperasikan sistem utama berbasis GaN, termasuk AN/SPY 6 milik Angkatan Laut dan AN/TPS 80 G/ATOR Korps Marinir. Peneliti China dan media pemerintah menyatakan bahwa China telah memproduksi GaN dalam skala besar untuk pesawat peringatan dini udara, baterai pertahanan udara, dan radar tempur. Jika akurat, hal ini menunjukkan bukan hanya kemajuan dalam desain perangkat, tetapi juga akses yang terjamin terhadap pasokan galium di hulu yang memungkinkan pembuatan perangkat tersebut.

Dari perizinan ke larangan yang menyasar pasar tertentu

Langkah pertama Beijing terjadi pada Juli 2023, ketika Kementerian Perdagangan memberlakukan kewajiban lisensi untuk ekspor galium dan germanium. Secara resmi, kebijakan itu diberlakukan demi keamanan nasional. Kebijakan tersebut juga menyusul serangkaian kontrol AS terhadap chip canggih dan peralatan pembuatan chip yang ditujukan ke China. Pada Desember 2024, China meningkatkan tekanannya dengan melarang ekspor galium, germanium, dan antimon ke pasar AS sekaligus memperketat peninjauan atas barang terkait. Mineral-mineral tersebut merupakan komponen penting semikonduktor, sensor inframerah, serat optik, sel surya, baterai, dan amunisi.

Data perdagangan dan harga menunjukkan dampaknya. Pengiriman galium dari China turun setelah aturan 2023 diberlakukan. Harga di Eropa hampir berlipat ganda dalam setahun karena pembeli berebut pasokan. Pasokan germanium juga mengetat. Harga antimon melonjak. Pada saat yang sama, China tetap menjadi sumber utama galium primer, sementara pembeli AS dan negara-negara sekutunya sangat bergantung pada bahan baku China, termasuk saat membelinya melalui negara ketiga.

Dalam praktiknya, aliran pasokan tidak langsung terhenti. Tinjauan atas data perdagangan 2024 menunjukkan impor germanium dan galium AS masih mencakup material asal China yang kemungkinan masuk melalui negara ketiga. Para analis menyebut Belgia sebagai pusat utama ekspor ulang germanium. Produksi galium sekunder meningkat di negara-negara seperti Kanada dan Jerman, sementara Jepang mengandalkan pemurnian dan daur ulang untuk meredam dampaknya. Gambaran yang terlihat adalah pengetatan bertahap, bukan penghentian total, disertai kenaikan biaya dan waktu tunggu yang lebih lama di sepanjang rantai pasok.

Kesenjangan elektronika militer yang kian melebar

Laporan Akademi Ilmu Pengetahuan China, yang digaungkan media China, menyatakan bahwa pengaruh atas pasokan material ini telah mempercepat pengerahan radar, pencari sasaran, dan pengacak sinyal berbasis GaN di seluruh Tentara Pembebasan Rakyat (PLA). Berbagai laporan menyoroti radar phased array pada platform peringatan dini udara seperti KJ 500A dan perangkat canggih yang dikaitkan dengan program J 20. Sejumlah laporan juga menyebut pencari sasaran GaN pada rudal udara-ke-udara jarak jauh serta pemanfaatan yang lebih luas dalam sistem pertahanan udara. Konfirmasi independen atas setiap platform masih terbatas, tetapi tren penerapan GaN yang lebih luas tampak masuk akal mengingat kapasitas industri China.

AS bukan pemain baru dalam teknologi GaN. Keluarga AN/SPY 6 menjadi pusat arsitektur radar baru bagi kapal perusak. G/ATOR Korps Marinir menghadirkan kemampuan GaN bagi unit ekspedisi. Program Angkatan Udara dan Angkatan Darat juga mendorong penggunaan GaN untuk perang elektronik dan pertahanan rudal. Menurut sumber-sumber China, perbedaannya terletak pada laju pengerahan di semua matra dan tekanan biaya akibat kelangkaan galium.

Sebuah studi dari Pusat Kajian Strategis dan Internasional (CSIS) menyoroti betapa pentingnya galium bagi elektronika pertahanan AS.

Analisis tersebut mencatat bahwa senyawa galium merupakan bahan baku utama bagi sistem pertahanan canggih AS, dengan menyebut radar AN/SPY 6 milik Angkatan Laut dan radar AN/TPS 80 G/ATOR Korps Marinir, serta menambahkan bahwa material ini semakin banyak digunakan dalam mikroelektronika canggih.

Ketergantungan itu bukan hanya dialami AS. Banyak sistem negara sekutu memiliki kebutuhan serupa. Jika China dapat menjamin pasokan galium yang memadai bagi program GaN dalam negeri sekaligus meningkatkan biaya dan ketidakpastian bagi pembeli asing, keseimbangan dalam kecepatan pengerahan dapat bergeser. Inilah inti klaim kesenjangan generasi tersebut. Persoalannya bukan satu perangkat spektakuler, melainkan berapa banyak susunan radar, pencari sasaran, dan modul daya yang diterima unit setiap tahun.

Upaya Washington dan sekutu untuk beradaptasi

Pejabat dan pemimpin industri AS menjalankan beberapa jalur upaya secara paralel. Salah satunya adalah mengamankan lebih banyak sumber galium dan germanium di luar China melalui pertambangan, pemurnian, dan daur ulang. Jalur lainnya adalah mengurangi ketergantungan dengan berinvestasi pada material generasi berikutnya yang dapat menyamai atau melampaui GaN untuk fungsi tertentu.

Di bidang material, Pentagon menggandeng Raytheon melalui upaya Badan Proyek Riset Lanjutan Pertahanan (DARPA) untuk mengembangkan perangkat berlian sintetis dan aluminium nitrida bagi elektronika berdaya tinggi dan frekuensi tinggi. Material tersebut memiliki celah pita yang lebih lebar daripada GaN dan berpotensi memberikan kinerja lebih tinggi jika para ilmuwan mampu mengatasi tantangan produksinya dan meningkatkannya ke wafer yang lebih besar.

Colin Whelan, yang memimpin bidang Teknologi Lanjutan di Raytheon, mengatakan bahwa pekerjaan ini merupakan langkah penting dalam teknologi semikonduktor. Ia menambahkan bahwa tim tersebut memanfaatkan pengalaman dengan material serupa pada sistem pertahanan untuk mendorong penerapan berlian dan aluminium nitrida pada sensor dan komunikasi masa depan.

Negara-negara sekutu juga bergerak. Australia, Jepang, India, Korea Selatan, dan AS berkoordinasi soal mineral penting dalam kelompok seperti Quad dan Kerangka Ekonomi Indo-Pasifik. Bank Ekspor-Impor AS meluncurkan perangkat pembiayaan untuk membantu membangun simpul pertambangan dan pengolahan di luar negeri yang tidak berada di bawah kendali China. Jepang memiliki beberapa jalur pasokan galium melalui pemurnian, daur ulang, dan produksi primer yang terkait dengan pengolahan seng, sehingga ketahanannya relatif tinggi. Jerman telah menjajaki dimulainya kembali produksi galium primer, sementara Kanada dan negara lain meningkatkan produksi sekunder.

Meski demikian, kondisi awalnya cukup menantang. Penilaian CSIS baru-baru ini memperkirakan bahwa China menguasai sebagian besar pasokan galium primer. China juga telah membatasi ekspor teknologi ekstraksi tertentu yang dibutuhkan produsen pesaing. Artinya, harga pasar saja mungkin tidak cukup untuk segera membuka kapasitas baru. Para pembuat kebijakan di Washington dan ibu kota negara mitra tengah mempertimbangkan penimbunan cadangan, pengadaan bersama, dan investasi terarah untuk menjembatani kesenjangan sementara perusahaan swasta memperluas daur ulang dan pemulihan material di fasilitas peleburan.

Badan Survei Geologi AS (USGS) telah menyoroti dampak ekonominya. Perkiraan badan tersebut menunjukkan bahwa penghentian total pasokan dapat mendorong harga galium naik tajam dan memangkas produk domestik bruto AS lebih dari tiga miliar dolar jika disertai larangan germanium. AS tidak memiliki cadangan galium milik pemerintah. Jika China beralih dari larangan yang menyasar pasar tertentu ke penegakan aturan terhadap ekspor ulang melalui negara ketiga, gangguan dapat menjadi lebih parah sampai sumber alternatif mampu meningkatkan kapasitas.

Makna sebenarnya dari data rantai pasok

Data perdagangan hingga 2024 menunjukkan gambaran yang beragam. Statistik resmi China menunjukkan penurunan tajam ekspor galium dan germanium ke AS setelah kewajiban lisensi diberlakukan, lalu tidak ada pengiriman langsung setelah larangan yang menyasar pasar tertentu. Data AS masih mencatat impor asal China; kesenjangan ini paling mungkin dijelaskan oleh ekspor ulang melalui negara-negara seperti Belgia untuk germanium, serta produksi sekunder dan pemrosesan ulang bahan baku China di tempat seperti Jerman dan Kanada untuk galium. Jerman sudah bertahun-tahun tidak memproduksi galium primer, tetapi tetap menyumbang bagian yang cukup besar dari impor AS, petunjuk lain adanya dinamika ekspor ulang.

Pergerakan harga mengonfirmasi pengetatan pasokan. Pembeli Eropa melaporkan harga galium hampir berlipat ganda dalam setahun sejak kontrol awal diberlakukan. Pasokan germanium menjadi tidak menentu, dan beberapa pengguna industri memperingatkan risiko kehabisan stok. Harga antimon naik cepat setelah kebijakan Desember 2024. Perubahan ini meningkatkan biaya modul radar, sensor inframerah, dan manufaktur presisi, serta dapat memaksa penundaan proyek ketika tim pengadaan berupaya mencari material.

Prospeknya bergantung pada dua variabel. Pertama, seberapa ketat China menegakkan aturan terhadap ekspor ulang dan barang pendukung seperti resin ekstraksi dan perangkat pengolahan. Kedua, seberapa cepat produsen negara-negara sekutu dapat memodifikasi kilang, membangun lini pemulihan baru di fasilitas peleburan, dan memperluas daur ulang. Sejumlah proyek masih dalam tahap rencana dan beberapa sudah dimulai, tetapi waktu pengerjaannya mencakup beberapa siklus anggaran. Sampai fasilitas-fasilitas itu beroperasi, perubahan kecil dalam perizinan China pun dapat menggeser harga dan jadwal.

Sinyal dari Beijing dan Washington

Beijing secara bertahap menjadikan aturan perdagangan dan kontrol ekspor sebagai instrumen kebijakan negara. China telah memperkenalkan kerangka sanksi formal, menegaskan kepemilikan negara atas sektor mineral strategis, dan membatasi ekspor teknologi pengolahan logam tanah jarang tertentu. Langkah-langkah ini mengikuti taktik informal sebelumnya dan menunjukkan kesediaan China memanfaatkan instrumen domestik untuk membentuk pasokan global di bidang yang menjadi keunggulannya.

Washington merespons dengan memperketat kontrol atas akses China terhadap chip dan peralatan canggih, menambahkan lebih banyak entitas ke daftar pembatasan, serta mendorong diversifikasi rantai pasok. Negara-negara sekutu telah membentuk jaringan peringatan dini untuk gangguan pasokan mineral dan menyelaraskan rencana logistik agar pasokan penting tetap mengalir saat terjadi guncangan.

Para teknolog pertahanan menegaskan alasan semua ini penting di medan perang. GaN dan material terkait menjadi inti radar, komunikasi, dan elektronika daya yang menentukan kemampuan tempur modern.

Dr. Fabian Villalobos, insinyur senior di Rand, mengatakannya secara sederhana: Material itu sangat penting.

Pernyataan tegas itu membantu menjelaskan urgensi di kedua pihak. China berlomba mengubah dominasi material menjadi sistem yang siap digunakan. AS dan mitranya berlomba memperluas pasokan serta meningkatkan kemampuan platform dengan perangkat yang hemat daya, tahan panas, dan mampu mengarahkan gelombang radio secara presisi. Persaingan ini lebih ditentukan oleh jadwal pengiriman, jumlah unit, dan seberapa sering awak pemeliharaan mengganti modul lama dengan komponen GaN, bukan oleh satu pengumuman besar.

Poin Utama

• Laporan Akademi Ilmu Pengetahuan China menyatakan teknologi GaN China telah matang dan diterapkan pada berbagai platform militer.
• Beijing beralih dari kontrol perizinan pada 2023 ke larangan ekspor galium, germanium, dan antimon yang ditujukan ke AS pada 2024.
• China mendominasi pasokan galium primer, sementara produksi germanium juga terkonsentrasi, sehingga harga melonjak dan waktu tunggu pembeli memanjang.
• Sistem pertahanan AS seperti AN/SPY 6 dan G/ATOR sudah menggunakan GaN, tetapi sumber-sumber China mengklaim penerapannya di seluruh PLA berlangsung lebih cepat dan luas.
• Data perdagangan mengindikasikan ekspor ulang melalui negara ketiga masih berlangsung, sehingga dampak langsungnya berkurang, tetapi biaya dan ketidakpastian meningkat.
• DARPA menugaskan Raytheon mengembangkan perangkat berlian dan aluminium nitrida untuk mengurangi ketergantungan pada galium, sementara negara-negara sekutu berinvestasi pada pasokan di luar China.
• USGS memperkirakan penghentian total pasokan dapat mengurangi PDB AS sekitar 3,4 miliar dolar, sementara AS tidak memiliki cadangan galium.
• Fase berikutnya bergantung pada penegakan aturan China terhadap ekspor ulang dan kecepatan proyek negara-negara sekutu dalam memperluas pemurnian, pemulihan, dan daur ulang.