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中国出口管制!为什么是镓和锗?

2023年07月11日 09:33 来源:化学科讯

最近,商务部、海关总署发布了《关于对镓、锗相关物项实施出口管制的公告》(以下简称《公告》)。

中国出口管制!为什么是镓和锗?

从8月1日起,一大批诸如金属镓(Ga)、氮化镓(GaN)、金属锗(Ge)、锗外延生长衬底等等产品,想要卖到海外,就必须要向中国商务部申请许可证。

申请的时候还得主动报告买家是谁,干什么的,买了回去要干嘛。

这一下,海内外一堆媒体都炸开了锅。

中国出口管制!为什么是镓和锗?

PART 01

镓和锗是什么?

镓和锗对于很多人来说还是比较陌生的,但和硅(Si)一样,它们都是半导体材料。不同的是,锗是半导体材料的初代王者,在人类利用硅之前,它基本就是半导体的代名词。理论上不计成本的话,完全可以用锗平替现在的硅做出各种芯片,甚至还能有更低功耗等优势。

中国出口管制!为什么是镓和锗?

镓(Gallium)是战略性矿产家族成员之一。它是灰蓝色或银白色的金属,原子序数为31,元素符号Ga,原子量69.72。镓的熔点很低,但沸点很高。纯液态镓有显著的过冷的趋势,在空气中易氧化,形成氧化膜。镓的原子结构包括31个质子和电子,以及相应数量的中子。在化学反应中,镓原子通常以三价态存在,即失去了三个电子形成Ga3+离子。

中国出口管制!为什么是镓和锗?

图来源:IntSynth

锗(Germanium)是一种化学元素,元素符号Ge,原子序数32,原子量74.65,在化学元素周期表中位于第4周期、第IVA族。锗单质是一种灰白色准金属,有光泽,质硬,属于碳族,化学性质与同族的锡与硅相近,不溶于水、盐酸、稀苛性碱溶液,溶于王水、浓硝酸或硫酸,具有两性,故溶于熔融的碱、过氧化碱、碱金属硝酸盐或碳酸盐,在空气中较稳定。锗的原子结构包括32个质子和电子,以及相应数量的中子。在化学反应中,锗原子通常以四价态存在,即共享或失去了四个电子形成Ge4+离子。

中国出口管制!为什么是镓和锗?

图来源:IntSynth

锗则是地壳中最分散的元素之一,被多国列入战略储备物资的重要战略资源,具有亲石、亲铁、亲硫、亲有机质等性质,同时具有高红外折射率、色散率低等光学性质和优良的力学性能。

其原材料来源主要途径有:褐煤锗矿、铅锌冶炼副产品、锗锭和锗单晶废料。目前已发现的含锗矿物有26种,以灰锗矿和锗石最为常见,其次为硫锗铁铜矿和硫银锗矿。

PART 02

镓和锗用途是什么?

镓、锗作为重要的稀有金属,在半导体材料、新能源等领域应用广泛。其中,镓被称为“半导体工业新粮食”,锗也是重要的半导体材料之一。

金属镓的消费领域包括半导体和光电材料、太阳能电池、合金、医疗器械、磁性材料等,其中半导体行业已成为镓最大的消费领域,约占总消费量的80%。随着镓下游应用行业的快速发展,尤其是半导体行业和太阳能电池行业,未来金属镓需求也将稳步增长。

其中,镓的化合物是优质的半导体材料,被广泛应用到光电子工业和微波通信工业,用于制造微波通讯与微波集成、红外光学与红外探测器件、集成电路、发光二极管等。

镓相关产品中,氮化镓(GaN)是最具代表性的第三代半导体材料之一,是目前世界上最先进的半导体材料。氮化镓具备更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更优的抗辐照能力,在手机快充、5G通信、电源、新能源汽车、LED以及雷达等方面具有远大的应用前景。

其中被列入出口管制中的砷化镓(GaAs)是第二代半导体材料的代表,在高频、高速、高温及抗辐照等微电子器件研制中占有主要地位。

金属镓不仅被中国作为战略性储备矿产之一,也先后被欧盟、美国、日本等发达地区列入战略性或关键矿产目录。

值得一提的是,镓早在第二次世界大战期间就被认为是一种战略性和关键金属,但它们在战略行业的使用意味着限制措施仍可能产生深远的影响。

锗也是重要的半导体材料,在半导体、航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。

锗已被列入国家战略性矿产名录中,是新一代信息技术产业、人工智能和机器人产业等重要产业所依赖的关键矿产。

中国出口管制!为什么是镓和锗?

PART 03

为什么加强出口管制

在7月4日的外交部例行记者会上,有一位日本记者就中国对美日荷半导体设备出口管制被问及。对此,外交部发言人回应称,中国政府依法对相关物品实施出口管制,这是国际通行做法,并且并不针对任何特定国家。

关于镓和锗两种金属的数据,尽管不同单位口径可能存在差异,但有一点是可以确定的:长期以来,中国所供应的产品份额高于其自身储量在全球范围内的占比。

例如,根据美国地质调查局(USGS)的数据,中国的镓储量占全球约68%左右,而中国的镓产量占全球镓产量的比重超过90%。同样,在锗方面,全球已探明的锗储量仅为8600吨,其中美国和中国分别拥有45%和41%的份额,然而,近10年来,中国累计供应了全球68.5%的锗。

值得注意的是,加强对关键矿产资源出口管制是许多国家普遍采取的做法。根据《华尔街日报》的统计数据,按总价值计算,全球约有10%的关键矿产资源受到至少一项出口限制;从2009年初至2020年末,全球工业原材料的出口管制数量从3337项增加至18263项。近两年来,美国、加拿大、欧盟、印尼和津巴布韦等国相继采取了限制关键矿产出口的措施。

中国此举是为了应对国际趋势。

中国出口管制!为什么是镓和锗?

法新社统计的半导体相关稀有金属在中国和美国的出口量对比,画红线的分别是镓、锗。图源:法新社、钛媒体。

PART 04

管制有何影响

分析人士指出,中国或将严格控制镓、锗的产量及出口量,未来全球镓、锗市场贸易结构可能出现重大变化,中国镓、锗的出口配额或将降低,不排除相关产品价格上行的可能。

此外,金属行业分析机构CRU集团补充指出,寻求替代的做法可能会花费更多,且可能阻碍技术性能。

国金证券指出,作为全球金属镓、金属锗储量及产量最大的国家之一,中国此次对镓、锗相关物项实施出口管制可能带来的影响:国内GaAs衬底外延、原材料等或将降价,海外GaAs衬底、原材料出现涨价且供应紧缺,对海外衬底厂商的压力增大。

中国出口管制!为什么是镓和锗?

据百川盈孚的报告,5月末金属镓(4N)价格在1675元/千克,月均价在1718元/千克;高纯镓(6N)价格在1825元/千克,月均价在1868元/千克;高纯镓(7N)价格在1975元/千克,月均价在2018元/千克。

5月末金属锗价格在9550元/公斤,月均价在9460元/公斤,二氧化锗价格在6300元/公斤,月均价在6300元/公斤,较上月末价格持平。

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