圖片來源：網絡為維護國家安全和利益，7月3日，中國商務部、海關總署宣布對鎵、鍺相關物項實施出品管制，此舉引發國內外的熱議，那么，鎵、鍺作為稀散金屬，有什么特殊用途，其產業鏈如何？供應鏈又有什么特殊之處呢？

        一、先進技術制造關鍵材料

          鎵與鍺都是稀散金屬，在半導體、光電子、通信等領域具有重要應用，是先進技術制造的關鍵材料，尤其在半導體工業中得到廣泛應用，被稱為"半導體工業新糧食"、“電子工業的脊梁”。

　　從全球產量來看，中國的鎵、鍺金屬產量占比最高，分別高達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領先地位。

        1、鎵

        鎵元素是一種很稀有的化學元素，符號為Ga，原子序數為31，在20℃的標準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期間就被認為是一種戰略性關鍵金屬。鎵具有高熔點、高導電性和高光電效應等特點，因此，近年成為電子工業的新寵，半導體行業是鎵消費的主要領域，特別是芯片上，被稱為芯片“維生素”，約占總消費量的80%。同時，金屬鎵還應用在合金制造、生物醫學、太陽能電池等行業中。其實，以鎵為基體制備的一系列化合物，才是高新技術領域重要的基礎材料，鎵以化合物方式應用于半導體之中，如砷化鎵（GaAs），再如氮化鎵（GaN）。砷化鎵作為第二代半導體材料的代表，應用最為成熟，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、衛星電視廣播、微波及毫米波通信、無線通信及光纖通信等領域。

　　氮化鎵作為典型的第三代半導體材料，是目前世界上最先進的半導體材料，是新興半導體光電產業的核心材料和基礎器件，在5G通信、 電源、 新能源汽車、LED 以及雷達等方面具有遠大的應用前景。今年，歐洲芯片制造商英飛凌官宣以8.3億美元現金收購氮化鎵全球技術領導者GaN Systems，該公司預測，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、色散率低等光學性質和優良的力學性能，因此，鍺是具有戰略性質的光信息材料，在空間光伏領域的應用具有不可替代性，可以用于衛星上的太陽能鍺電池。鍺也是重要的半導體材料之一，在半導體、航空航天測控、核物理探測、光纖通訊、太陽能電池、化學催化劑和生物醫學等領域都有廣泛應用。2019年全球鍺終端需求構成分別是纖維光纖34%、紅外光學36%、聚合催化劑4%，電子和太陽能17%、其他領域9%。近年來，伴隨電子、半導體等產業的快速發展，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標準及政策，二氧化鍺產業結構逐漸得到優化。鍺無論是在軍工方面還是在民用方面都有著重要作用，鍺的消費量也從側面凸顯了一個國家軍事實力和經濟的發展速度。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“工業味精”。伴隨著5G通信、物聯網、人工智能等領域的快速發展，對高質量半導體的需求更加迫切，鎵和鍺在這些領域中扮演的角色越來越重要。更為矚目的是，鎵和鍺在軍事領域中發揮重要作用，用于制導系統、雷達技術等。高科技產業浪潮下依賴稀缺資源，以實現尖端技術實用化。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材料，特別是在半導體行業中的應用非常廣泛，是一種重要的戰略資源。關鍵礦產既是當今世界經濟社會發展不可或缺的重要物質基礎，也是戰略性新興產業、清潔能源、國防軍工技術發展不可替代的重要物質保障。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體原材料，我國掌握了絕對話語權。

        二、無法復制的產業鏈

      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造成重大影響，鎵、鍺供應的穩定性對整個半導體產業鏈至關重要，然而其產業鏈卻難以形成，甚至無法復制。  

       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，以當做是鋅礦和鋁礦的副產品來提取，是開采鋁礦，鋅礦的衍生物，通過龐大的鋁礦進行提煉，再從氧化爐生產過程中的副產品中提取出來。根據統計，全世界鋁土礦和鋅礦中大約有100萬噸鎵元素，所以，產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。鎵只能作為副產品從鋁土礦中被提煉出來，成就了我國鎵產業鏈的形成。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，我國早已經實現了極低成本，而且擁有龐大的規模，其他國家根本無法在這個領域與我國競爭，所以我國具有大規模生產金屬鎵的天然優勢。在我國以外單獨建立鎵的生產線會非常昂貴，如上所述，鎵是從生產氧化鋁的下腳料里提煉出來的，而鋁產業是一個非常復雜的長鏈條產業，必須擁有供應充足且廉價的能源，自身規模龐大的統一大市場，足夠的技術和技術工人。僅為了保障鎵的供應而單獨修建大規模氧化鋁生產線是不現實的，因為氧化鋁的供需全球處于過剩階段，所有生產出來的氧化鋁只用于提煉鎵，那會造成鎵的生產成本非常高。我國生產的鎵之所以便宜的根本原因是鎵本身就是一個副產品，我國擁有全球最大的氧化鋁產能，全球最完善的鎵提取技術，而氧化鋁最后會用于生產電解鋁，當然電解鋁的生產又需要充足而且廉價的電力供應，這也是我國不少鋁廠自辦電廠的原因。

　　另外，氧化鋁生產工藝里需要燒堿，學名氫氧化鈉，不少電解鋁廠，進入氯堿行業，燒堿用于自用，副產品氯氣用來生產 PVC，因此，這是一個衍生的產業鏈。為什么我國是鎵生產國，且價格低廉，是因為我國企業利用中國巨大的市場優勢、產業優勢，把供應鏈做到了極致，鎵主要從鋁土礦加工的副產品和鋅加工的殘渣中回收，這對本身是全球鋁業大國的中國而言是“水到渠成”之事。我國是全球鎵產量最高的國家，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，全球鍺的生產嚴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，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國，占比達68%，近十年來累計供應全球 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，開采需要規模優勢，技術優勢。想要提煉鍺，先要回收鍺的富集物，比如說國內的鍺實際上是煤礦里面的，挖出來的煤炭先去發電，然后回收布袋塵，旋風塵，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還原爐烘干煅燒，得到鍺錠。我國具有世界上唯一齊全的產業門類，經過多年發展，我國鍺產業鏈布局逐漸完善，鍺加工企業主要集中在二氧化鍺、四氯化鍺、區熔鍺錠等深加工環節。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建設。有人預估，從鍺精礦、四氧化鍺、二氧化鍺、高純鍺、鍺單晶一路建立產業鏈，最少也得10年計。鎵、鍺產業鏈非常特殊，背后需要一個龐大的工業產業鏈來支撐。缺乏完善的產業鏈，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，其產業鏈可以稱為“無法復制”。綜合上述，其他國家或公司尋找替代供應來源，不是容易的事情，要建鎵、鍺產業鏈，就要建立相當于中國金屬工業這么龐大的工業體系，才能提供足夠的鎵、鍺。每一個環節都是巨大的投入，形成完整生產鏈可能需要一代人甚至幾代人的時間。因此，西方國家鎵、鍺產業鏈、供應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，因技術和經濟因素提取困難的，現代工業以及未來伴隨著技術革命所形成的新型工業所必需的金屬，在我國冶煉生產中具有獨特的優勢。我國是鎵、鍺等20種重要稀有商品的生產大國，不僅在原材料領域有著絕對的壟斷地位，還有著全世界最全的提煉產業鏈，但在高精制造領域的研發水平確實還有很長一段路要走，這是我國的軟肋。

　　從全球產量分布來看，中國供給了世界71%的鍺產品，是全球最大的鍺生產國和出口國，但由于中國高附加值深加工產品技術環節薄弱，導致內需相對有限，產品多以初加工產品出口為主。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品和制成品的重要進口國。和稀土等礦產資源類似，我國鎵、鍺產業一直處于出口初級產品，進口核心技術深加工產品的尷尬境地，我國包括稀土在內的材料產量和產能優勢并不代表技術優勢例如，日本在中國進行稀土中初級加工端投資，合資企業在當地大量買入稀土初加工產品，運到國外進行深加工或儲備。出口大量稀缺資源、回報卻處于產業鏈底部，我國亟待掌握并突破一批關鍵核心技術，尤其是終端產品的核心技術，如砷化鎵晶圓等高端新材料技術，高端稀土功能材料、高純稀有金屬材料等等。

       三、戰略礦產出口管制是大勢所趨

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

　　“三稀礦產”作為各國經濟發展、戰略性新興產業的基礎，國防軍工技術的重要保障，其安全性和供應鏈越來越重要，在新興產業的發展浪潮之下，高科技領域對“三稀礦產”的需求越來越依賴。當今世界正經歷百年未有之大變局，國際貿易爭端跌宕起伏，逐漸由經濟領域擴展到高科技領域，并蔓延至礦產資源領域。美國拜登政府拉攏盟友合伙打壓中國成為一貫政策，近期，在關鍵金屬下游的半導體產業上，對我國的打壓愈演愈烈。以美國為首的西方集團，通過簽訂“礦產安全伙伴關系”（MSP）等籌劃供應鏈小圈子，企圖建立具有排他性的區域化、集團化礦產資源生產鏈、供應鏈。美西方也在利用政治影響、輿論話語權等來破壞競爭對手的關鍵礦產供應鏈。因此，關鍵礦產資源不再是單純的經濟問題，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供鏈的安全穩定，我國政府依法對相關物項實施出口管制，是國際的通行做法，“三稀”礦產資源是支撐我國科技創新和邁向經濟制高點的關鍵資源。新一輪科技革命和產業變革向縱深挺進，關鍵礦產或戰略性礦產資源已成為全球主要大國戰略博弈的新領域。鎵早在第二次世界大戰期間就被認為是一種戰略性關鍵金屬，鎵和鍺都是新興的戰略關鍵礦產，均已被列入我國國家戰略性礦產名錄中。其實歐盟、美國、日本等地區也將其列入戰略性或關鍵礦產目錄，俄羅斯、韓國、等也都將主要“三稀礦產”劃定為戰略性資源，戰略性關鍵礦產關系到我國龐大產業鏈的安全和國計民生大計。

　　我國是金屬鎵的最大生產國，主要供應美國、歐盟、日本和韓國等發達經濟體。6日美國國防部發言人表示，美國擁有鍺戰略儲備，但目前缺乏鎵的戰略儲備。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，在中國生產砷化鎵、磷化銦和鍺單晶片等高性能半導體基板及其他關鍵原材料和零件，保證了美國航空航天、國防、高性能計算機、通信等領域的關鍵礦產品需求。我國嚴格控制鎵和鍺的產量和出口量，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業鏈安全角度出發的自然之舉。鎵、鍺出口管制，有助于新興戰略關鍵礦產深度開發。對于鎵、鍺的管制，西方有人認為是對西方國家的反制。其實，我國還有許多戰略性材料處于壟斷地位，從反制角度說，西方國家的領頭羊美國最擔心的還是銻材料，一旦被管制出口，那么美國軍工企業的彈藥生產線都將面臨停產的風險。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，是冶煉其他產品的副產品。類似于鎵、鍺的金屬礦物，我們處于壟斷地位的還有好多，當然最知名也最致命的是工業維生素“稀土”。我國是唯一能夠提供全部17種稀土金屬的國家，數據顯示，截至2022年，我國稀土冶煉約占全球90%，稀土產量約占全球70%，這是武器裝備、芯片制造產業鏈中不可或缺的關鍵材料。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，但由于當前緊張局勢，兩者要么停產，要么斷供。臺積電、英特爾、三星這些芯片廠之所以沒有停產，中國氖氣等惰性氣體在其中起到了至關重要的作用。難怪德國經濟部長哈貝克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”。

　　結語：當前國際貿易爭端由經濟領域、技術領域擴展到礦產資源領域，世界局勢變化對中國礦產資源安全保障提出了新的挑戰，也帶來了新的機遇。國內基于全產業鏈進行系統布局，掌握一批關鍵核心技術，真正用好關鍵礦產資源，發揮其應有的技術和經濟效能，彰顯其話語權。