圖片來源：網(wǎng)絡(luò)為維護國家安全和利益，7月3日，中國商務(wù)部、海關(guān)總署宣布對鎵、鍺相關(guān)物項實施出品管制，此舉引發(fā)國內(nèi)外的熱議，那么，鎵、鍺作為稀散金屬，有什么特殊用途，其產(chǎn)業(yè)鏈如何？供應(yīng)鏈又有什么特殊之處呢？

        一、先進技術(shù)制造關(guān)鍵材料

          鎵與鍺都是稀散金屬，在半導(dǎo)體、光電子、通信等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用，是先進技術(shù)制造的關(guān)鍵材料，尤其在半導(dǎo)體工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，被稱為"半導(dǎo)體工業(yè)新糧食"、“電子工業(yè)的脊梁”。

　　從全球產(chǎn)量來看，中國的鎵、鍺金屬產(chǎn)量占比最高，分別高達(dá)90%、68%，無論是在儲量還是在出口上，中國鎵、鍺金屬均在全球占據(jù)領(lǐng)先地位。

        1、鎵

        鎵元素是一種很稀有的化學(xué)元素，符號為Ga，原子序數(shù)為31，在20℃的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下是一種柔軟的銀色金屬，熔點非常低，只有29.7646℃，而沸點卻很高，達(dá)到2400℃。鎵因為在制造原子彈時是必要的組成部分，早在第二次世界大戰(zhàn)期間就被認(rèn)為是一種戰(zhàn)略性關(guān)鍵金屬。鎵具有高熔點、高導(dǎo)電性和高光電效應(yīng)等特點，因此，近年成為電子工業(yè)的新寵，半導(dǎo)體行業(yè)是鎵消費的主要領(lǐng)域，特別是芯片上，被稱為芯片“維生素”，約占總消費量的80%。同時，金屬鎵還應(yīng)用在合金制造、生物醫(yī)學(xué)、太陽能電池等行業(yè)中。其實，以鎵為基體制備的一系列化合物，才是高新技術(shù)領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)材料，鎵以化合物方式應(yīng)用于半導(dǎo)體之中，如砷化鎵（GaAs），再如氮化鎵（GaN）。砷化鎵作為第二代半導(dǎo)體材料的代表，應(yīng)用最為成熟，在高頻、高速、高溫及抗輻照等微電子器件研制中占有主要地位；半絕緣砷化鎵材料主要用于雷達(dá)、衛(wèi)星電視廣播、微波及毫米波通信、無線通信及光纖通信等領(lǐng)域。

　　氮化鎵作為典型的第三代半導(dǎo)體材料，是目前世界上最先進的半導(dǎo)體材料，是新興半導(dǎo)體光電產(chǎn)業(yè)的核心材料和基礎(chǔ)器件，在5G通信、 電源、 新能源汽車、LED 以及雷達(dá)等方面具有遠(yuǎn)大的應(yīng)用前景。今年，歐洲芯片制造商英飛凌官宣以8.3億美元現(xiàn)金收購氮化鎵全球技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者GaN Systems，該公司預(yù)測，到2027年氮化鎵芯片市場將以每年56%的速度增長。

      2、鍺

      鍺屬于元素周期表IVA族稀有分散元素，具有高紅外折射率、色散率低等光學(xué)性質(zhì)和優(yōu)良的力學(xué)性能，因此，鍺是具有戰(zhàn)略性質(zhì)的光信息材料，在空間光伏領(lǐng)域的應(yīng)用具有不可替代性，可以用于衛(wèi)星上的太陽能鍺電池。鍺也是重要的半導(dǎo)體材料之一，在半導(dǎo)體、航空航天測控、核物理探測、光纖通訊、太陽能電池、化學(xué)催化劑和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。2019年全球鍺終端需求構(gòu)成分別是纖維光纖34%、紅外光學(xué)36%、聚合催化劑4%，電子和太陽能17%、其他領(lǐng)域9%。近年來，伴隨電子、半導(dǎo)體等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，市場對二氧化鍺的粒度、松裝密度、純度等有了更高的要求，我國政府出臺了一系列高純二氧化鍺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及政策，二氧化鍺產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐漸得到優(yōu)化。鍺無論是在軍工方面還是在民用方面都有著重要作用，鍺的消費量也從側(cè)面凸顯了一個國家軍事實力和經(jīng)濟的發(fā)展速度。目前，全球鍺的消費以中國、美國、日本三個國家為主，三國總的消費量約占全球的80%以上。

　　以鎵、鍺為代表的稀散金屬，被稱為“工業(yè)味精”。伴隨著5G通信、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對高質(zhì)量半導(dǎo)體的需求更加迫切，鎵和鍺在這些領(lǐng)域中扮演的角色越來越重要。更為矚目的是，鎵和鍺在軍事領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用，用于制導(dǎo)系統(tǒng)、雷達(dá)技術(shù)等。高科技產(chǎn)業(yè)浪潮下依賴稀缺資源，以實現(xiàn)尖端技術(shù)實用化。總的來說，金屬鎵、鍺是一種相對小眾，但是卻必不可少的工業(yè)材料，特別是在半導(dǎo)體行業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，是一種重要的戰(zhàn)略資源。關(guān)鍵礦產(chǎn)既是當(dāng)今世界經(jīng)濟社會發(fā)展不可或缺的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，也是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、清潔能源、國防軍工技術(shù)發(fā)展不可替代的重要物質(zhì)保障。鎵和鍺，通俗地說，是我國主控的稀有金屬，也美西方最重要的半導(dǎo)體原材料，我國掌握了絕對話語權(quán)。

        二、無法復(fù)制的產(chǎn)業(yè)鏈

      其實，鎵與鍺一年交易只有幾百噸，量雖不大，但恰恰對許多重要尖端工業(yè)造成重大影響，鎵、鍺供應(yīng)的穩(wěn)定性對整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈至關(guān)重要，然而其產(chǎn)業(yè)鏈卻難以形成，甚至無法復(fù)制。  

       1、鎵

        地殼中的鎵元素含量其實不算太少，和鉛、鈷差不多，然而與這些元素不同的是，鎵元素不會形成自己的礦床，也就是說，在自然界中，鎵并不能以游離元素的形態(tài)存在，不會存在單獨的“鎵礦”，大部分賦存于其他元素的礦物中，例如以非常低的含量存在于鋅礦石和鋁礦石中。我國的鎵金屬儲量居世界第一，約占世界總儲量的80%-85%，而美國的鎵儲量還不到中國的1/40，只有0.45萬噸。

　　鎵不具備單獨開采價值，以當(dāng)做是鋅礦和鋁礦的副產(chǎn)品來提取，是開采鋁礦，鋅礦的衍生物，通過龐大的鋁礦進行提煉，再從氧化爐生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品中提取出來。根據(jù)統(tǒng)計，全世界鋁土礦和鋅礦中大約有100萬噸鎵元素，所以，產(chǎn)量巨大的鋁礦是金屬鎵的主要來源。冶煉鎵，首先需要冶煉鋁，而且冶煉大量的鋁，才能得到一點點鎵。鎵只能作為副產(chǎn)品從鋁土礦中被提煉出來，成就了我國鎵產(chǎn)業(yè)鏈的形成。我國是金屬冶煉大國，是世界最大的鋁提煉國家，對于氧化鋁，我國早已經(jīng)實現(xiàn)了極低成本，而且擁有龐大的規(guī)模，其他國家根本無法在這個領(lǐng)域與我國競爭，所以我國具有大規(guī)模生產(chǎn)金屬鎵的天然優(yōu)勢。在我國以外單獨建立鎵的生產(chǎn)線會非常昂貴，如上所述，鎵是從生產(chǎn)氧化鋁的下腳料里提煉出來的，而鋁產(chǎn)業(yè)是一個非常復(fù)雜的長鏈條產(chǎn)業(yè)，必須擁有供應(yīng)充足且廉價的能源，自身規(guī)模龐大的統(tǒng)一大市場，足夠的技術(shù)和技術(shù)工人。僅為了保障鎵的供應(yīng)而單獨修建大規(guī)模氧化鋁生產(chǎn)線是不現(xiàn)實的，因為氧化鋁的供需全球處于過剩階段，所有生產(chǎn)出來的氧化鋁只用于提煉鎵，那會造成鎵的生產(chǎn)成本非常高。我國生產(chǎn)的鎵之所以便宜的根本原因是鎵本身就是一個副產(chǎn)品，我國擁有全球最大的氧化鋁產(chǎn)能，全球最完善的鎵提取技術(shù)，而氧化鋁最后會用于生產(chǎn)電解鋁，當(dāng)然電解鋁的生產(chǎn)又需要充足而且廉價的電力供應(yīng)，這也是我國不少鋁廠自辦電廠的原因。

　　另外，氧化鋁生產(chǎn)工藝?yán)镄枰獰龎A，學(xué)名氫氧化鈉，不少電解鋁廠，進入氯堿行業(yè)，燒堿用于自用，副產(chǎn)品氯氣用來生產(chǎn) PVC，因此，這是一個衍生的產(chǎn)業(yè)鏈。為什么我國是鎵生產(chǎn)國，且價格低廉，是因為我國企業(yè)利用中國巨大的市場優(yōu)勢、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，把供應(yīng)鏈做到了極致，鎵主要從鋁土礦加工的副產(chǎn)品和鋅加工的殘渣中回收，這對本身是全球鋁業(yè)大國的中國而言是“水到渠成”之事。我國是全球鎵產(chǎn)量最高的國家，占比超過90%，可以說處于壟斷地位。

      2、鍺

      鍺元素在自然界常以化合物的形式存在，活性強且較分散，難以富集成獨立礦床，全球鍺的生產(chǎn)嚴(yán)重依賴鉛鋅礦和煤礦的開采。不錯，就鍺來說，美國擁有最大儲量，全球已探明的鍺保有儲量為8600金屬噸，其中美國占全球的45%，其次是我國，占全球鍺儲量的41%，但這些稀散金都屬于伴生礦產(chǎn)，很難單獨開采和冶煉，其開采方式，人們稱之為大浪淘沙。

　　我國鍺的產(chǎn)出主要來源于褐煤礦，開采便利，因此，我國是全球最大的鍺生產(chǎn)國，占比達(dá)68%，近十年來累計供應(yīng)全球 68.5%的鍺。美國雖然是全球最大的鍺資源儲量國，但自 1984 年以來，就將鍺作為國防儲備資源進行保護，尤其是近幾年已基本不再進行鍺的開采。美國鍺礦主要伴生在鉛鋅礦，開采需要規(guī)模優(yōu)勢，技術(shù)優(yōu)勢。想要提煉鍺，先要回收鍺的富集物，比如說國內(nèi)的鍺實際上是煤礦里面的，挖出來的煤炭先去發(fā)電，然后回收布袋塵，旋風(fēng)塵，再進行富集，得到高品位的鍺，通過蒸餾，精餾進行進一步的提純，得到二氧化鍺，而純二氧化鍺還需經(jīng)還原爐烘干煅燒，得到鍺錠。我國具有世界上唯一齊全的產(chǎn)業(yè)門類，經(jīng)過多年發(fā)展，我國鍺產(chǎn)業(yè)鏈布局逐漸完善，鍺加工企業(yè)主要集中在二氧化鍺、四氯化鍺、區(qū)熔鍺錠等深加工環(huán)節(jié)。上市公司馳宏鋅鍺是我國最早從氧化鉛鋅礦中提取鍺的公司，主要用于國防尖端工業(yè)建設(shè)。有人預(yù)估，從鍺精礦、四氧化鍺、二氧化鍺、高純鍺、鍺單晶一路建立產(chǎn)業(yè)鏈，最少也得10年計。鎵、鍺產(chǎn)業(yè)鏈非常特殊，背后需要一個龐大的工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈來支撐。缺乏完善的產(chǎn)業(yè)鏈，提煉只是一句空話，沒有國家只單獨提煉鎵、鍺，畢竟背后的成本高的離譜，因此，其產(chǎn)業(yè)鏈可以稱為“無法復(fù)制”。綜合上述，其他國家或公司尋找替代供應(yīng)來源，不是容易的事情，要建鎵、鍺產(chǎn)業(yè)鏈，就要建立相當(dāng)于中國金屬工業(yè)這么龐大的工業(yè)體系，才能提供足夠的鎵、鍺。每一個環(huán)節(jié)都是巨大的投入，形成完整生產(chǎn)鏈可能需要一代人甚至幾代人的時間。因此，西方國家鎵、鍺產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈在短期甚至中期形成替代的想法都是一種幻想。總之，地球上存量稀少，因技術(shù)和經(jīng)濟因素提取困難的，現(xiàn)代工業(yè)以及未來伴隨著技術(shù)革命所形成的新型工業(yè)所必需的金屬，在我國冶煉生產(chǎn)中具有獨特的優(yōu)勢。我國是鎵、鍺等20種重要稀有商品的生產(chǎn)大國，不僅在原材料領(lǐng)域有著絕對的壟斷地位，還有著全世界最全的提煉產(chǎn)業(yè)鏈，但在高精制造領(lǐng)域的研發(fā)水平確實還有很長一段路要走，這是我國的軟肋。

　　從全球產(chǎn)量分布來看，中國供給了世界71%的鍺產(chǎn)品，是全球最大的鍺生產(chǎn)國和出口國，但由于中國高附加值深加工產(chǎn)品技術(shù)環(huán)節(jié)薄弱，導(dǎo)致內(nèi)需相對有限，產(chǎn)品多以初加工產(chǎn)品出口為主。同樣，我國是世界主要鎵原料出口國，同時又是世界鎵高端產(chǎn)品和制成品的重要進口國。和稀土等礦產(chǎn)資源類似，我國鎵、鍺產(chǎn)業(yè)一直處于出口初級產(chǎn)品，進口核心技術(shù)深加工產(chǎn)品的尷尬境地，我國包括稀土在內(nèi)的材料產(chǎn)量和產(chǎn)能優(yōu)勢并不代表技術(shù)優(yōu)勢例如，日本在中國進行稀土中初級加工端投資，合資企業(yè)在當(dāng)?shù)卮罅抠I入稀土初加工產(chǎn)品，運到國外進行深加工或儲備。出口大量稀缺資源、回報卻處于產(chǎn)業(yè)鏈底部，我國亟待掌握并突破一批關(guān)鍵核心技術(shù)，尤其是終端產(chǎn)品的核心技術(shù)，如砷化鎵晶圓等高端新材料技術(shù)，高端稀土功能材料、高純稀有金屬材料等等。

       三、戰(zhàn)略礦產(chǎn)出口管制是大勢所趨

       根據(jù)自然資源部披露，稀土金屬、稀有金屬和稀散元素統(tǒng)稱為“三稀”礦產(chǎn)，鎵、鍺均屬于稀散元素。“三稀”礦產(chǎn)所涉礦種產(chǎn)量不大，但其用途甚廣，涉及領(lǐng)域眾多。

　　“三稀礦產(chǎn)”作為各國經(jīng)濟發(fā)展、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，國防軍工技術(shù)的重要保障，其安全性和供應(yīng)鏈越來越重要，在新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展浪潮之下，高科技領(lǐng)域?qū)Α叭〉V產(chǎn)”的需求越來越依賴。當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，國際貿(mào)易爭端跌宕起伏，逐漸由經(jīng)濟領(lǐng)域擴展到高科技領(lǐng)域，并蔓延至礦產(chǎn)資源領(lǐng)域。美國拜登政府拉攏盟友合伙打壓中國成為一貫政策，近期，在關(guān)鍵金屬下游的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上，對我國的打壓愈演愈烈。以美國為首的西方集團，通過簽訂“礦產(chǎn)安全伙伴關(guān)系”（MSP）等籌劃供應(yīng)鏈小圈子，企圖建立具有排他性的區(qū)域化、集團化礦產(chǎn)資源生產(chǎn)鏈、供應(yīng)鏈。美西方也在利用政治影響、輿論話語權(quán)等來破壞競爭對手的關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)鏈。因此，關(guān)鍵礦產(chǎn)資源不再是單純的經(jīng)濟問題，而是融合了地緣安全、政治博弈等多種因素。我國始終致力于維護全球產(chǎn)供鏈的安全穩(wěn)定，我國政府依法對相關(guān)物項實施出口管制，是國際的通行做法，“三稀”礦產(chǎn)資源是支撐我國科技創(chuàng)新和邁向經(jīng)濟制高點的關(guān)鍵資源。新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革向縱深挺進，關(guān)鍵礦產(chǎn)或戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源已成為全球主要大國戰(zhàn)略博弈的新領(lǐng)域。鎵早在第二次世界大戰(zhàn)期間就被認(rèn)為是一種戰(zhàn)略性關(guān)鍵金屬，鎵和鍺都是新興的戰(zhàn)略關(guān)鍵礦產(chǎn)，均已被列入我國國家戰(zhàn)略性礦產(chǎn)名錄中。其實歐盟、美國、日本等地區(qū)也將其列入戰(zhàn)略性或關(guān)鍵礦產(chǎn)目錄，俄羅斯、韓國、等也都將主要“三稀礦產(chǎn)”劃定為戰(zhàn)略性資源，戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)關(guān)系到我國龐大產(chǎn)業(yè)鏈的安全和國計民生大計。

　　我國是金屬鎵的最大生產(chǎn)國，主要供應(yīng)美國、歐盟、日本和韓國等發(fā)達(dá)經(jīng)濟體。6日美國國防部發(fā)言人表示，美國擁有鍺戰(zhàn)略儲備，但目前缺乏鎵的戰(zhàn)略儲備。美國是全球鎵的最大消費國，早前，美AXT公司在中國共有10家子公司和合資企業(yè)，在中國生產(chǎn)砷化鎵、磷化銦和鍺單晶片等高性能半導(dǎo)體基板及其他關(guān)鍵原材料和零件，保證了美國航空航天、國防、高性能計算機、通信等領(lǐng)域的關(guān)鍵礦產(chǎn)品需求。我國嚴(yán)格控制鎵和鍺的產(chǎn)量和出口量，主要是為了維護國家的利益，不針對第三方，對于鎵和鍺實施出口管制也是從自身產(chǎn)業(yè)鏈安全角度出發(fā)的自然之舉。鎵、鍺出口管制，有助于新興戰(zhàn)略關(guān)鍵礦產(chǎn)深度開發(fā)。對于鎵、鍺的管制，西方有人認(rèn)為是對西方國家的反制。其實，我國還有許多戰(zhàn)略性材料處于壟斷地位，從反制角度說，西方國家的領(lǐng)頭羊美國最擔(dān)心的還是銻材料，一旦被管制出口，那么美國軍工企業(yè)的彈藥生產(chǎn)線都將面臨停產(chǎn)的風(fēng)險。銻錠作為合金的硬化劑使用，包括用于制造炸藥、子彈和彈片的硬化鉛、彈藥底漆、示蹤彈藥、穿甲彈、照明彈、核武器、夜視鏡等等。和鎵、鍺一樣，并非美國不想開采，而是因為銻在自然界中主要以伴生礦的形式存在，是冶煉其他產(chǎn)品的副產(chǎn)品。類似于鎵、鍺的金屬礦物，我們處于壟斷地位的還有好多，當(dāng)然最知名也最致命的是工業(yè)維生素“稀土”。我國是唯一能夠提供全部17種稀土金屬的國家，數(shù)據(jù)顯示，截至2022年，我國稀土冶煉約占全球90%，稀土產(chǎn)量約占全球70%，這是武器裝備、芯片制造產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的關(guān)鍵材料。惰性氣體—氖氣也是反制利器，本來氖氣出口大國是俄烏兩國，但由于當(dāng)前緊張局勢，兩者要么停產(chǎn)，要么斷供。臺積電、英特爾、三星這些芯片廠之所以沒有停產(chǎn)，中國氖氣等惰性氣體在其中起到了至關(guān)重要的作用。難怪德國經(jīng)濟部長哈貝克7月4日表示，如果中國進一步擴大對稀有金屬出口的限制，例如擴大到鋰，德國將遇到“大麻煩”。

　　結(jié)語：當(dāng)前國際貿(mào)易爭端由經(jīng)濟領(lǐng)域、技術(shù)領(lǐng)域擴展到礦產(chǎn)資源領(lǐng)域，世界局勢變化對中國礦產(chǎn)資源安全保障提出了新的挑戰(zhàn)，也帶來了新的機遇。國內(nèi)基于全產(chǎn)業(yè)鏈進行系統(tǒng)布局，掌握一批關(guān)鍵核心技術(shù)，真正用好關(guān)鍵礦產(chǎn)資源，發(fā)揮其應(yīng)有的技術(shù)和經(jīng)濟效能，彰顯其話語權(quán)。