一年只能賣幾百噸的鎵、鍺,憑啥值得我們限制出口?

導讀 原標題:一年只能賣幾百噸的鎵、鍺,憑啥值得我們限制出口?昨晚,商務部、海關總署發布了《 關于對鎵、鍺相關物項實施出口管制的公告》 ...

原標題:一年只能賣幾百噸的鎵、鍺,憑啥值得我們限制出口?

昨晚,商務部、海關總署發布了《關于對鎵、鍺相關物項實施出口管制的公告》 ( 以下簡稱《 公告 》)。

說是從 8 月 1 日起,一大批諸如金屬鎵 ( Ga )、氮化鎵( GaN )、金屬鍺( Ge )、鍺外延生長襯底等等產品,想要賣到海外,就必須要向中國商務部申請許可證。

申請的時候還得主動報告買家是誰,干什么的,買了回去要干嘛。

這一下,海內外一堆媒體都炸開了鍋。

鎵和鍺對于很多人來說還是比較陌生的,但和硅( Si )一樣,它們都是半導體材料。

不同的是,鍺是半導體材料的初代王者,在人類利用硅之前,它基本就是半導體的代名詞。

理論上不計成本的話,完全可以用鍺平替現在的硅做出各種芯片,甚至還能有更低功耗等優勢。

早期被叫做半導體的收音機用的就是鍺基晶體管

但由于成本、工藝、不耐高溫等問題,鍺在上世紀 60 年代后就被硅趕下了半導體王座。

而鎵生產出的半導體材料被叫做化合物半導體,例如這些年常見的氮化鎵、砷化鎵 ( GaAs )們,都是眼下當紅的后起之秀, 被不少人看作是未來的王者

它們的出現,彌補了硅基芯片的劣勢,在一些高壓、高頻、高輻射的工作環境,就得派“ 鎵人 ”上場了。

所以,相對硅來說,鎵和鍺都是偏小眾的用料。這個市場規模到底有多小呢?

給大家看幾組數據,2021 年全年我國鎵產量 只有 430 噸,而夸張的是,這已經占比全球產量 90% 以上,斷層第一的水平了。

另一邊的鍺也是類似,我國在 2021 年供應了全球 68.5% 的鍺,又是斷層第一,可這一年 全球鍺的產量總共也就 130 噸左右

而半導體界老大哥,硅在 2021 年,光我國就足足生產了 260 萬噸。。

所以,鎵和鍺現在市場需求根本就不大,我們這么大張旗鼓地限制出口有意義么?

當然有意義,因為從產量和市場,并不一定能反饋材料的重要性。

相反,在一些特定領域,它們倆甚至有點不可或缺

拿鍺來說,雖然在芯片領域完敗給了硅,但它卻在光纖通信、夜視技術和光伏領域煥發了第二春。

光纖通信一直被宣傳成信息時代的“ 高速公路 ”,而鍺就是高速路的“ 鋪路石 ”,因為以鍺合成的四氯化鍺( GeCl? )是制作光纖的必備原料。

而憑借著良好的抗空間輻射和耐高溫性能,更高的光電轉化效率和更低的發電成本,大部分天上飛的衛星也都得用鍺基的太陽能電池。

更不要說在紅外光學成像系統里,鏡片啥的都得靠鍺。

哪里最需要紅外光學成像,不用我多說了吧。

所以,美國從 1984 年就將鍺作為國防儲備資源進行保護,近幾年更是基本不再采鍺,全在薅大家伙的資源。

美國政府發布的《2022年對美國國家安全至關重要的礦物清單》

鎵和鍺都名列其中

相較于鍺,鎵的應用范圍還要更廣點。

像是用了氮化鎵材料的充電器,能讓你出差少背個幾斤;砷化鎵做出的功率放大器,更是4G 、5G 的剛需。

而且,幾十年來,“ 鎵人 ”一直是軍用設備的心頭好。

20 年前砷化鎵做成的芯片,替代掉了用來放大微波功率的行波管,直接讓戰斗機都能戴上小巧的有源相控陣雷達,直接把戰斗機攻防技術提升到了一個新領域。

而如今,各國又都在陸續將砷化鎵替換成氮化鎵,進一步提升雷達效率。

甚至,美國都在公開文獻里承認“ 鎵人 ”的特殊性:“ 砷化鎵做的國防部署, 目前還沒有其它替代品。

用一個不是非常恰當的比喻,鎵和鍺算是一種半導體味精

沒了這倆談不上活不下去,但你想吃得香吃得鮮,那就得高湯慢熬。

而在一些特定領域,它們可以說是“ 行業脊梁 ”

這不,《 公告 》才剛出,就已經有美國公司坐不住了。

半導體公司 AXT 趕忙在官網上發通告說,馬上就讓中國子公司申請出口許可,大家不要擔心。

而為什么咱們能這么自信地限制鎵和鍺的出口呢?

最根本原因還是咱闊。

目前,鎵的世界總儲量約為 23 萬噸,中國儲量約占世界總儲量的 8 成以上。

類似的,而根據美國地質調查局( USGS )的數據,全球已探明的鍺資源儲量達 8600 噸,中國儲量占全球的 4 成以上。

更關鍵的是,在儲量之外,鎵和鍺的產量更依賴于“ 制作手法 ”。

以鎵為例,世界上基本就沒有專門產鎵的生產線,你想想,就這么點需求專門弄個生產線,活都活不下去,何必呢?

這是因為絕大多數的鎵,是生產氧化鋁( Al?O? )時的“ 贈品 ”,而世界上最大的氧化鋁產能國是哪兒呢?

沒錯,還是中國。

去年我們占到了全球氧化鋁產量 57%,再憑借著全球最完善的鎵提取技術,可不就 把全球的鎵需求給包圓了嗎?

鍺這邊情況也差不多,前面我們說了中國是世界上第二大鍺資源國,排第一的其實就是美國。

可美國的鍺礦質量不行,大都是鉛鋅伴生礦為主,你要產鍺就得靠鉛鋅的開采。

結果美國的鉛鋅行業規模又很小,所以鍺的開采量自然提不上去。

而我國的鍺主要來自褐煤礦,開采比較方便,同時褐煤本身的需求量又大,所以一不小心又成了鍺的產量第一。

面對這兩種材料,如果硬要在國外重新再建生產線、再靠自己造,一方面原材料儲量可能就不大夠,另一方面要花的錢又得不償失。

所以以前從中國買買買就完事的那些企業組織,最近免不了要難受了。

當然,有些網友把這次管制行為,看作是對西方封鎖咱們芯片的反制啥的。

差評君看來倒也不一定

我們再看回《 公告 》原文,其實都把這次管制原因講清楚了:“ 為維護國家安全和利益”“對國家安全有重大影響的本公告所列物項的出口”。

今天下午的外交部的例行發布會上,外交部發言人毛寧也再次重申:“不針對任何特定國家”。

其實就是,鎵和鍺的稀缺性和某些關鍵領域的重要性,決定了它們本就是重要的戰略資源。

早在 2020 年《 資源科學 》的一篇論文中,就評估了 15 種關鍵金屬的供應風險,其中給鎵和鍺的評價是:“生產集中度很高,進而導致較高的地緣政治風險,并且都具有伴生性,需求增加風險較高,故而整體供應風險水平較高。”

建議大家還是放平心態,到評論區來背背元素周期表,反正我今天已經背到“ 鈮 ”了。

撰文:八戒編輯:江江& 面線 封面:萱萱制圖:富貴

圖片、資料來源

USGC官網

Statista官網

AXT官網

東方財富證券:鍺:稀缺的半導體金屬,供給收緊需求向好

中科院地質地球所:我不是旁觀“鍺”

中國航空新聞網:氮化鎵技術在戰斗機雷達上的應用蓄勢待發

知乎:兩部門發布公告表示為維護國家安全和利益,決定對鎵、鍺相關物項實施出口管制,如何看待這一舉措?

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