中國的鎵，太多了！

NO.2517- 中國的鎵，鍺

文字：伯玥

(資料圖片)

校稿：朝乾 / 編輯：果栗乘

7 月 3 日，中國商務部和海關總署聯合發布了《關于對鎵、鍺相關物項實施出口管制的公告》，公告顯示，自 8 月 1 日起，對包含金屬鎵、金屬鍺等 14 項相關物項進行出口管制，未經許可，不得出口！

對鎵、鍺相關物項實施出口管制

目的是維護國家安全和利益

( 圖：商務部網站截圖 )

出口管制頒布后，短短 5 天內國際鎵價猛漲 27%，資本市場上稀有金屬、稀土等板塊也跟著大漲。

以前我們講過很多種中國短缺的資源，但中國有優勢的資源也有很多，而且在全世界都是 " 統治級 " 的，鎵和鍺就是其中兩種。今天就來講講，我們的鎵、鍺有多厲害，同時又有哪些短板。

中國不缺鎵和鍺

鎵和鍺都屬于地球上的 " 稀散金屬 "，顧名思義，就是不光稀有，而且極其分散，極少有獨立礦床。

判斷稀有與否的標準是 "豐度"，也就是元素在地殼中的平均含量，比如每噸地殼物質中，只有 15 克的鎵，也就是 0.0015％，鍺的豐度還要低十倍，每噸地殼物質里只有 1.5 克鍺，也就是 0.00015％，與之相比，鐵的豐度是 5.6%，鋁是 8.2%，完全不可比。

鋁是地殼中豐度最大的金屬元素

圖為鋁土礦石，看起來和普通的石頭沒什么區別

（圖：圖蟲創意）

這兩種金屬雖然少，但是用途很廣。

鎵的熔點只有 29.78 ℃，是少有的在室溫也能保持液態的金屬。衛星通訊、半導體、太陽能和人工智能等前緣科技的研發和生產都離不開鎵。80~85% 的金屬鎵都消耗在半導體行業，所以先進工業國對鎵格外重視。

金屬鎵無毒，放在手里就能融化，挺好玩的（圖：壹圖網）

美國早已將鎵列為 35 種關鍵礦產目錄，歐盟也將其列入 61 種關鍵原材料目錄。2011 年，我國也將鎵列入了戰略儲量金屬。

99.999% 鎵晶體（圖：wiki）

鍺的用途也很多，基于良好的半導體和光電特性，半導體、光纖通訊、紅外光學、太陽能電池、化學催化劑、生物醫學都需要鍺，特別是在紅外感光領域，有極高的不可替代性，這當然就涉及到軍事領域了。所以美、日、澳、加、歐盟都把鍺列入了關鍵礦產目錄，嚴格管控。

摻鍺光纖具備容量大、光損小、色散低、

傳輸距離長、不受環境干擾等優勢

作為光通訊網絡的主體

是目前唯一可以工程化應用的光纖

（圖：圖蟲創意）

要找到鎵和鍺的礦床并不容易，他們極少單獨成礦，而是以分散狀態藏在各種多金屬礦床的伴生組分里。

由于鎵可以代替與自身大小和電荷相似的元素，這樣就可以滲透進別的礦床里。例如代替鋁存在于鋁礬土中，形成 "鋁土礦型伴生鎵礦床"；代替鋅少量存在于閃鋅礦中，形成 "鉛鋅礦型伴生鎵礦床"。此外，鎵還可以伴生于煤層中，形成 "煤型伴生鎵礦床"。

這些礦床中，可找到伴生鎵

（圖：shutterstock）

基于相同的原理。鍺也主要分布在" 煤型 " 含鍺礦床和" 鉛鋅型 " 含鍺礦床。

所以工業用的鎵和鍺主要來自這些礦床的副產品。

就礦床種類而言，鋁土礦是鎵的主要來源，目前全球 90% 的鎵作為煉鋁工業的副產物而產出。不同地區、不同類型的鋁土礦中伴生鎵的含量不同，且差別較大。每噸原礦石中一般含鎵 50~250 克。像我國貴州鋁土礦，一般每噸含鎵 122~127 克。

紅紅的鋁土礦，產鋁還副產鎵

（圖：shutterstock）

此外，鎵也可以從閃鋅礦濕法煉鋅時的粗鋅蒸餾殘渣中提取。煤礦中的鎵含量普遍不高，一般每噸 10-30 克，但我國內蒙古準格爾煤田的鎵含量高達每噸 30-70 克，是近年新發現的超大型富鎵礦床。

位于伊克昭盟的準格爾煤田

擁有亞洲最大的露天煤礦

（圖：Google maps）

雖然這些比例看似都很低，但鋁土礦和煤礦的基礎量都非常大，能順便提煉出來的鎵自然也很多。

中國同時也是鍺資源大國，" 鉛鋅型 " 含鍺礦床主要分布在川滇黔低溫成礦域。" 煤型 " 含鍺礦床主要分布在內蒙古和云南，包括內蒙古伊敏五牧場、內蒙古勝利烏蘭圖嘎和云南臨滄等地。

" 鉛鋅型 " 屬于碳酸鹽巖容礦型鍺礦

產自煤層中的鍺是中國最主要的鍺資源類型

目前，全球可統計的鎵儲量大約 27 萬噸，中國就占了近七成，約 19 萬噸，居世界之首，其余的鎵主要分布在非洲、美國、南美洲和歐洲等地。

中國的鎵資源量獨占鰲頭

和鎵相比，鍺的全球儲量要少得多，大約 8600 噸，美國 3870 噸，占 45%，中國次之，3500 噸，占 41%; 俄羅斯 860 噸，占 10%，三家基本上約等于全球探明儲量了。

橫屏- 世界鎵、鍺資源分布

中國的鎵、鍺處于絕對領先地位

產業鏈困局

中國雖然鎵的儲量豐富，但儲量 ≠ 產量，中間需要一整套由粗到精的產業鏈，而且鎵的全產業鏈對資本和技術的要求很高，分三個環節：

首先是原材料和初級加工，需要有含鎵的閃鋅礦、氧化鋁土礦、廢渣煙塵和煤層作為原材料，再用拜耳法將這些原材料加工為粗鎵。

接著是深度加工，分兩個部分，一個是用電解精煉等工藝，將粗鎵制備成高純度鎵；另一個是用堿液中電解法、液態密封法、溶膠凝膠法等工藝，將粗鎵或高純度鎵制備成砷化鎵、氮化鎵、氧化鎵等化合物。

最后是應用產品，將含鎵化合物生產為銅銦鎵硒薄膜、激光二極管、射頻電子設備、催化劑等元件應用產品。

鎵產業鏈示意

這三個環節里，中國占絕對優勢的只有初級加工的粗鎵產品。2019 年全球粗鎵產量 324 噸。其中中國 310 噸，占 95.68%，處于絕對優勢地位。但是高端鎵產品的自主產能很低，高度依賴從美、日進口。

我國在粗鎵產量上占絕對領先地位

全球粗鎵生產廠家有 30 多家，主要是大型鋁廠和有色金屬冶煉廠，主要在中國、俄羅斯、烏克蘭、德國。但是高純度鎵和再生鎵生產國主要是日本和美國，并將其用于本國的集成電路、半導體等產業。

全球主要的鎵生產企業鎵消費結構分布圖

這就形成了一個特殊的結構，中國生產粗鎵，美日生產高純度鎵以及半導體產品，同時美日還用半導體卡中國的脖子。中國要發展自己的半導體產業，光有粗鎵還不夠，還要從美日進口高純度鎵。

2017-2022 中國鎵進出口量

而且從 2011 年開始中國的粗鎵產量大幅提升，導致粗鎵供大于求，價格也跟著暴跌。隨著中國供給側改革和全球鎵消費量的提升，2015 年之后，鎵的供需格局才持續收緊，賣了太久的白菜價，價格終于又升上來了。

中國 4N 鎵價格走勢

可以說，我們雖然控制著粗鎵的產能，但也被困在低端環節，不光利潤少，而且高端貨還是依賴進口。

2005-2019 年全球鎵產量與供求平衡

和鎵的情況類似，鍺的產業鏈也分為上游（原材料、初級產業）、中游（深加工、元部件產業）、下游（紅外和光纖等終端產品）三個部分。

鍺產業鏈示意

其中上游原材料和初級加工的技術難度最低，但環保壓力大，我國的優勢也主要在這方面。2019 年，中國的產量就占了全球的65.4%。

全球鍺產量及中國占比

由于鍺在軍工和民用方面都有重要作用，光纖、紅外光學、太陽能電池都離不開鍺，鍺的消費量也往往對應著國家軍事實力和經濟水平。目前，中、美、日三國就消費了全球 80% 以上的鍺。

2015 年以來全球鍺產業結構變化

紅外、光纖和太陽能電池占比穩定增長

雖然中國同時也是鍺的最大出口國，但是遇到的問題和鎵類似，我們主要還是向西方發達國家出口初級鍺產品。由于我國在紅外和光纖領域使用的高端鍺產品的制作技術還不成熟，高端鍺產品如 " 鍺單晶 " 和光纖用 " 四氯化鍺 " 基本都依賴進口。

出口初級鍺產品，進口高端鍺產品

如今隨著我國在紅外、光纖、太陽能等領域快速發展，鍺的需求量也不斷增加，對于高端鍺產品的技術攻關也勢在必行。

保護戰略資源，勢在必行

近年來，在關鍵金屬下游的半導體產業，西方國家對中國的打壓愈演愈烈。

今年 5 月底，日本宣布對 23 種半導體設備和材料進行出口限制，7 月 23 日起正式實行。6 月 30 日，全球最大的光刻機生產國荷蘭宣布進一步收緊光刻機出口政策，高端 DUV 光刻機從 9 月 1 日起將限制向中國出口。

光刻機是制造芯片的核心設備

（圖：shutterstock）

事實上，很多稀有的關鍵金屬都是由中國向外供應，而且幾乎沒有替代元素，憑什么中國要供應給西方國家，讓他們制成芯片反過來卡中國的脖子？

我國是鎵和鍺的資源大國、生產大國和出口大國。多年來已經為全球產業鏈做出了很大貢獻。在產業升級的背景下，加強戰略資源的開發與管制非常合情合理，西方國家自己也是這么干的。

去年年底 ChatGPT 橫空出世

美國提前幾個月限制向中國出口先進芯片

（圖：Reuters）

比如美國的鍺儲量全球第一，卻將其作為戰略資源保護起來，限制開采，需求都從中國等國家進口。雖然我國儲量第二，卻供應著全球 70% 的消費量，鍺資源已經過度開采。我們要發展自己的高端制造和戰略新興產業，未來鍺的消費量也將十分巨大。

因此，合理開采稀有金屬并限制出口，不僅能減少資源濫用，更能讓中國的產業獲得更充分、品質更高的戰略資源，進一步提升國際競爭力。