7月3日晚間,商務部、海關總署聯合發佈公告,對鎵和鍺兩種金屬相關物項實施出口管制。
鎵和鍺這兩種戰略資源為什麼重要?
中國出口管制,是一種對等反制嗎?
01 金屬終結者鎵和鍺都是新興的戰略關鍵礦產,今天,我們主要介紹鎵。
1875年,法國科學家布瓦博得朗在閃鋅礦礦石中首次發現了鎵。
我們都學過元素週期表,鎵,位於元素週期表中第Ⅳ週期第Ⅲ主族,元素符號為Ga。
鎵的熔點很低,僅為29.78℃,在室溫下呈液態,沸點卻高達2403℃,是自然界液相條件下溫差最大的金屬元素。
液態的金屬鎵
更神奇的是,鎵對其他金屬具有極強的“腐蝕性”,被戲稱為“金屬終結者”。
這裡的腐蝕,是物理而非化學變化。
鎵能夠溶解於砷、氮、硒、碲、磷、銻等元素,形成合金。
這些合金,用處就太大了。
比如,砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、氧化鎵(Ga2O3)就是重要的半導體材料。
其中,砷化鎵的應用最為廣泛,且技術最為成熟,在LED、垂直外腔面發射激光器、射頻器件中大量使用。
就拿砷化鎵功率放大器來說,其能將通訊傳輸速度提升至4G網絡的100倍,把無線通訊送入了5G時代。
氮化鎵,則在軍事上大顯身手。
在《軍用相控陣雷達,中國做成了白菜價?》一文中,正解局曾解釋過,中國的相控陣雷達不但技術領先,而且成本還很低——這與氮化鎵的產業化發展有很大的關係。
氮化鎵器件具備功率大、高頻性能好、效率高的優點,成本還低30%,是新一代有源相控陣雷達的首選。
鎵引領著半導體材料的發展方向,因此被稱為“半導體工業的新糧食”。
在新能源領域,鎵也佔有一席之地。
氫能源是當前最主要的清潔能源之一。
氫元素在地球上分佈很廣,但要大規模、低成本製造氫氣,卻不是一件易事。
科學家發現,利用鋁鎵合金加水製造氫氣,既經濟環保,還安全。
鋁鎵合金制氫流程
此外,鎵在醫療領域也大顯身手。
可殺菌,可製作溫度計,可用做牙科的填充材料,還可以憑藉其反射特性,對惡性腫瘤進行顯像和抑制。
可以說,半導體、新能源、醫療這些關乎國計民生的重要行業,都離不開鎵。
鎵如此重要,卻又如此稀少。
鎵是典型的稀有分散元素,在地殼中的含量僅為0.0015%。
相關數據顯示,鎵的世界總儲量約23萬噸,中國的鎵金屬儲量居世界第一,約佔世界總儲量的80-85%。
此外,中國還是全球最大的金屬鎵生產、消費和出口國,幾乎供應了全球所有的金屬鎵。
02 對等反制商務部、海關總署聯合發布的公告顯示,鎵相關物項中,金屬鎵(單質)、氮化鎵、氧化鎵、磷化鎵等,以及鍺相關物項中的金屬鍺、區熔鍺錠、磷鍺鋅、二氧化鍺等未經許可,不得出口。
對鎵和鍺兩種金屬相關物項的出口管制將於8月1日起正式實施。
為什麼要出口管制?
其一,保護戰略資源是國際慣例。
鎵和鍺這兩種金屬,應用廣泛且儲量稀少,已先後被歐盟、美國、日本等發達地區列入戰略性或關鍵礦產目錄。
美國做得更絕,因為自己的鍺資源儲量全球第一,為了保護鍺資源,最近幾年已經基本不再開採。
全球鍺資源分佈
中國對鎵和鍺採取出口管制措施,也是保護措施的一種。
其二,資源現狀倒逼集約利用。
中國的鎵金屬儲量雖然世界第一,但也是有限的。
特別是經過多年的開採,中國的鎵資源,特別是高品質鎵資源的供應,正在面臨瓶頸。
這倒逼中國必須省著點開採。
其三,一種對等反制。
中國對鎵和鍺出口管制,很多人認為,這是一種對等反制。
這種說法,並非空穴來風。
從全球範圍看,最近幾年,美國四處拉攏盟友,打壓中國高科技產業。
最臭名昭著的,就是拉攏日本、韓國、中國台灣省組建“芯片四方聯盟”,意圖扼殺中國的半導體產業。
在美國的施壓下,日本已對23種半導體設備和材料進行出口限制。
荷蘭也收緊了光刻機出口政策,9月1日起將限制向中國出口高端DUV光刻機。
阿斯麥公告荷蘭政府新規定出口需許可
地緣政治如此復雜,中國不得不對等反制。
鎵被稱為“半導體工業的新糧食”,以此為矛進行反制,是合適不過了。
出口管制法的核心要義就是維護國家安全,中國對鎵和鍺相關物項實施出口管制,有理有法。
03 稀缺性這兩種貴金屬的稀缺性簡略說一下,鎵不存在單獨的冶煉產線,都是氧化鋁產線的附屬產品,氧化鋁又是鋁的配套產線,要獲得鎵就得先有鋁鋅生產線,而且還只能是中國的鋁鋅礦才能提煉出鎵,別人家的鋁鋅礦不含鎵,所以80%的鎵儲量在中國。
2021年中國生產了420噸鎵,佔全球產量98% ,其它國家極少,就俄羅斯13噸、烏克蘭4噸,而且烏克蘭這產量,還集中在烏克蘭頓巴斯地區。
美國那邊也知道鎵對中國的依賴度太高,去年的時候,美國將對中國鎵的依存度降低到53% ,不過全世界就這幾家生產,後面不想靠中國的鎵過日子,是不可能的。
而鍺這方面中國也是強項,目前全球鍺的儲量為8600噸,美國有3870噸,佔45% ,中國有3500噸,佔41% 。
中國目前鍺的產量佔全球72% ,而美國祇有儲量,並沒有產量,因為美國的鍺是鉛鋅銅的伴生礦,前面說了美國人不搞鋁鋅礦了,所以不開採,當然歐盟也不開採,他們嫌棄這種產業有污染、不高級,而中國的原生鍺來源於褐煤,更容易開採,現在美國58%的鍺進口自中國。
相對鎵的情況好一些,美國是可以開採鍺的,大概兩三年就可以建立生產線,精煉再折騰一下,也能自己搞定,其實美國忍忍各種麻煩和痛苦,鍺的生產鍊是可以搞定的,也就四五年的事,價格高一點美國也能忍受,反正他們有錢,也可以當戰略儲備,這個沒有其他博主說的那麼難。
04 是否有效搞定鎵是真難,因為全世界就中國一家有儲量,不依賴也得依賴。
鎵和鍺的禁出口只是前哨站,由於中國地大物博、工業鏈複雜,這些年使中國成了銻、鎢、砷、鋇、鈹、鉍、鉭、稀土等 36種礦物的處理國,世界各國都高度需要中國的這些礦產。
美國剛剛發動貿易戰的時候,習近平就去江西看過稀土的情況,說明從一開始就知道這是張可以相互扼制的資源牌,但中國一直不用,是因為不到萬不得已,還是以和為貴,能好好溝通就好好溝通。
但美國要求ASML不對中國出口DUV光刻機,對我們也是真的難受,目前中國國產芯片只能滿足22%的需求,14nm以下無法染指,我們還需要大量進口先進光刻機,滿足中國國內市場需求。
鎵和鍺主要就是針對美國的半導體產業的,半導體專家說,像鍺這個東西,在通用電子裡,主要用在一類叫epitaxial外延機台上,以SiGe這種形式作為材料使用,從28納米開始,SiGe的epitaxial機台就是提高良率所必需的,以台積電現在99.5%的良率,以後可能會降到80%以下。
中國如果不出口鎵和鍺,那後面台積電、三星、intel都得掉良率,整個半導體市場價格就會上漲。
這還只是半導體領域的影響,軍工、激光器的另算。
現在的問題是,中國的對等反制是否有效?
關鍵還是要看,其他國家能否生產足夠的替代品。
其實,鎵金屬是一種“副產品”。
據美國地質調查局統計,世界上超過90%的鎵來源於鋁土礦床,約10%的鎵來源於鉛鋅硫化物礦床、煤和明礬石礦床等。
正因為鎵元素伴生於鋁土礦和鉛鋅礦中,所以,鎵金屬是在加工鋁和鋅之後的“副產品”。
從整個產業鏈也可以看出,全球生產粗鎵的龍頭企業,主要是一些鋁廠,如中國的中國鋁業股份有限公司,哈薩克斯坦的巴甫洛達鋁廠,烏克蘭尼古拉耶夫鋁廠等。
中國和國外鎵產品的主要生產企業
這麼看,其他國家要想生產鎵,必須先建設一條生產電解鋁的生產線。
電解鋁生產線,看起來沒什麼技術含量。
但投資體量不小,要想順利地運轉起來,需要充足的技術工人、能源和廣闊的市場。
再者,為了獲取鎵而新建一條電解鋁產線,這個成本就太高了。
據路透社報導,美國半導體晶圓製造商AXT公司表示,將積極向中國申請獲得鎵和鍺產品的許可。
美國半導體企業AXT公司7月3日發布的公告
一家中國鍺生產商透露,出口管制令出台後,收到了大量來自歐美買家的諮詢,產品報價也在一夜之間飆升。
可見,中國的對等反制起到了效果。
除了出口管制,中國鎵、鍺產業鏈未來要做的,是升級。
中國是全球金屬鎵的最大生產國,但生產、出口的大多是為鎵的初級產品,即粗鎵。
歐美國家從中國進口粗鎵後,深加工成精鎵再出口給中國。
中國陷入了低價出口粗鎵,高價進口精鎵的尷尬境地。
大力發展鎵、鍺深加工產業,減少海外依賴,才是最有力的對等反制。(正解局)