7月3日，中國(guó)商務(wù)部、海關(guān)總署發(fā)布公告，為維護(hù)國(guó)家安全和利益，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，決定對(duì)鎵、鍺相關(guān)物項(xiàng)實(shí)施出口管制。其中包含金屬鎵、氮化鎵（包括但不限于芯片、粉末、碎料等形態(tài)）、砷化鎵（包括但不限于多晶、單晶、芯片、外延片、粉末、碎料等形態(tài)）及金屬鍺、區(qū)熔鍺錠、鍺外延生長(zhǎng)襯底等，出口商如果想開(kāi)始或繼續(xù)出口，將需要向中國(guó)商務(wù)部申請(qǐng)?jiān)S可證，并需要報(bào)告海外買家及其申請(qǐng)的詳細(xì)信息。該規(guī)定自2023年8月1日起正式實(shí)施。
據(jù)了解，鍺和鎵都是半導(dǎo)體行業(yè)的主要原料，其中鍺與硅一樣是第一代半導(dǎo)體的代表材料，砷化鎵、氮化鎵和氧化鎵則分別是第二代、第三代、第四代半導(dǎo)體的代表材料。本次出口管制將引發(fā)哪些產(chǎn)業(yè)變化，尚且不得而知，集微網(wǎng)通過(guò)梳理鍺、鎵產(chǎn)業(yè)鏈上下游的供應(yīng)情況，希望能從中窺見(jiàn)一斑。
鍺：美國(guó)不再開(kāi)采，中國(guó)產(chǎn)量全球占比超六成
資料顯示，鍺是一種稀散稀有金屬，其電子遷移率、空穴遷移率均優(yōu)于硅；紅外鍺單晶折射系數(shù)高，具有對(duì)紅外線透明、不透過(guò)可見(jiàn)光和紫外線的特性。因此鍺金屬在國(guó)防軍工、航空航天測(cè)控、核物理探測(cè)、光纖通訊、紅外光學(xué)、太陽(yáng)能電池、化學(xué)催化劑和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛而重要的應(yīng)用。
其中，由于以鍺作為襯底的砷化鎵多結(jié)太陽(yáng)能電池高轉(zhuǎn)化效率、耐輻照和高電壓等特性，廣泛的被應(yīng)用到空間供電電源中。目前全球有超過(guò)95%的空間供電均使用鍺襯底砷化鎵太陽(yáng)能電池。在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，鍺襯底砷化鎵空間太陽(yáng)能電池都會(huì)是空間供電的主流選擇。
資料來(lái)源：馳宏鋅鍺
目前全球鍺資源稀缺且集中度較高，鍺生產(chǎn)國(guó)主要以中國(guó)、美國(guó)、俄羅斯和加拿大為主，國(guó)內(nèi)主要分布在云南、內(nèi)蒙古、廣東、貴州、四川等地。其中，美國(guó)雖然是全球鍺資源儲(chǔ)量最大的國(guó)家，但自1984年就將鍺作為國(guó)防儲(chǔ)備資源進(jìn)行保護(hù)，尤其是近幾年已基本不再進(jìn)行鍺的開(kāi)采。從鍺產(chǎn)量來(lái)看，2013年以來(lái)，中國(guó)鍺產(chǎn)量全球占比基本保持在60%以上，成為全球重要鍺供應(yīng)國(guó)。
全球原生鍺主要來(lái)自鋅冶煉的副產(chǎn)品、獨(dú)立鍺礦床、含鍺褐煤提取。除原生鍺以外，再生鍺（從含鍺廢料中回收的鍺金屬）也是鍺行業(yè)的重要原料來(lái)源，但原料供應(yīng)和生產(chǎn)技術(shù)方面都存在不確定性，產(chǎn)量不穩(wěn)定。
由于鍺資源具有稀缺性特征，鍺產(chǎn)業(yè)存在較高的進(jìn)入壁壘。目前，國(guó)內(nèi)金屬鍺的上市生產(chǎn)廠商主要有云南鍺業(yè)、馳宏鋅鍺、中金嶺南等企業(yè)。其中，截止2022年底，中金嶺南保有金屬鍺資源量128萬(wàn)噸，均在國(guó)內(nèi)凡口礦區(qū)；馳宏鋅鍺擁有已探明鍺資源量超600噸（均為鉛鋅伴生），具備年產(chǎn)鍺金屬60噸的生產(chǎn)能力，是全國(guó)最大的原生鍺生產(chǎn)企業(yè)；云南鍺業(yè)礦山的鍺金屬保有儲(chǔ)量約633.29噸。
在鍺錠方面，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的主要供應(yīng)商為中鍺科技有限公司、通力鍺業(yè)、云南鍺業(yè)、中金嶺南、衡陽(yáng)恒榮高純半導(dǎo)體材料有限公司、南京哲麥金屬貿(mào)易有限公司等。
在鍺襯底方面，鍺襯底目前主要應(yīng)用于空間衛(wèi)星太陽(yáng)能領(lǐng)域，2014年之前，全球具備鍺襯底量產(chǎn)能力的企業(yè)主要為AXT（通美晶體母公司）、Umicore。隨著AXT將鍺襯底生產(chǎn)基地完全搬遷至中國(guó)，該企業(yè)的鍺襯底產(chǎn)品逐漸退出了美國(guó)航空航天市場(chǎng)。2014年開(kāi)始，云南鍺業(yè)等國(guó)內(nèi)鍺材料上游廠商陸續(xù)進(jìn)軍下游鍺襯底市場(chǎng)。因此，目前全球主要的鍺襯底企業(yè)為Umicore、通美晶體、云南鍺業(yè)、有研新材、廣東先導(dǎo)等。
在鍺晶體方面，鍺晶體是紅外熱成像的主要材料，目前全球主要的紅外鍺晶體企業(yè)包括美國(guó) II-VI Inc.、德國(guó)Photonic Sense、廣東先導(dǎo)、云南鍺業(yè)和俄羅斯JSC Germanium等公司。其中，有研新材專注于紅外鍺晶體生產(chǎn)超40年，全球市場(chǎng)占有率約25%，是全球紅外鍺的主要供應(yīng)商之一。
值得注意的是，由于鍺在現(xiàn)代高新技術(shù)領(lǐng)域和國(guó)防建設(shè)中的重要性，西方發(fā)達(dá)國(guó)家均從維護(hù)國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)安全的高度出發(fā)，建立了比較完善的出口和戰(zhàn)略儲(chǔ)備管理體系。但作為關(guān)鍵的戰(zhàn)略金屬資源，此前中國(guó)并未出臺(tái)相關(guān)保護(hù)政策。
因此，國(guó)內(nèi)鍺相關(guān)產(chǎn)品廣泛出口至境外客戶。其中，云南鍺業(yè)2022年境外營(yíng)業(yè)收入占比為22.55%；北京通美2019年至2021年的境外營(yíng)業(yè)收入占比分別為60.66%、57.63%及48.83%；有研新材的鍺襯底產(chǎn)品也廣泛供給Osram、AZUR SPACE SOLAR POWER GMBH、VISHAY SEMIConDUCTOR GmbH、南昌凱迅、中山德華芯片技術(shù)有限公司等境內(nèi)外知名客戶。
對(duì)于本次出口管制，AXT指出，其中國(guó)子公司通美晶體將立即著手申請(qǐng)?jiān)S可證。AXT首席執(zhí)行官M(fèi)orris Young表示：“我們正在積極尋求必要的許可，并努力將對(duì)客戶的任何潛在干擾降至最低。”
稼：中國(guó)原生產(chǎn)量全球占比超九成，美國(guó)氧化鎵禁止對(duì)華出口管制
資料顯示，鎵是灰藍(lán)色或銀白色的金屬，自然界中鎵分布分散，常以微量元素與鋁、鋅、鍺的礦物共伴生，主要存在鋁土礦中，少量存在于鉛鋅礦煤礦、錫礦和鎢礦中。根據(jù)美國(guó)地質(zhì)勘探局USGS公開(kāi)資料，全球鋁土礦資源中鎵含量超過(guò)100萬(wàn)噸，亦有相當(dāng)體量的鎵存在與鋅相關(guān)礦產(chǎn)資源中，但現(xiàn)階段前述鎵金屬資源僅有不足10%具有潛在的可開(kāi)采性。
在生產(chǎn)方面，中國(guó)是世界第一大金屬鎵生產(chǎn)國(guó)，原生鎵的產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的90%以上，2021年達(dá)到497噸，國(guó)外僅俄羅斯保留部分產(chǎn)量。90%以上的原生鎵來(lái)源于鋁土礦，主要集中在重慶、云南、貴州、河南、廣西、山西這6個(gè)區(qū)域。
根據(jù)阿拉丁數(shù)據(jù)顯示，2016年至2020年，國(guó)內(nèi)金屬鎵出口量持續(xù)增長(zhǎng)，并在2020 年達(dá)到 170 噸新高，而進(jìn)口量基本維持在5噸左右。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)部分優(yōu)勢(shì)氧化鋁廠商在提取鎵方面掌握了成熟的生產(chǎn)工藝，部分不具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)則逐漸退出金屬鎵業(yè)務(wù)。目前國(guó)內(nèi)氧化鋁廠有金屬鎵生產(chǎn)業(yè)務(wù)的企業(yè)較少，主要包括三門峽鋁業(yè)、中國(guó)鋁業(yè)股份有限公司及東方希望集團(tuán)有限公司等。根據(jù)阿拉丁統(tǒng)計(jì)，2021年國(guó)內(nèi)主要廠商的鎵生產(chǎn)能力如下：
目前，金屬鎵的消費(fèi)領(lǐng)域包括半導(dǎo)體和光電材料、太陽(yáng)能電池、合金、醫(yī)療器械、磁性材料、原子能工業(yè)等，其中半導(dǎo)體行業(yè)已成為鎵最大的消費(fèi)領(lǐng)域，約占總消費(fèi)量的80%。
作為第二代半導(dǎo)體代表，砷化鎵晶體是目前金屬鎵最重要的應(yīng)用，約占鎵消費(fèi)量的70%。
同時(shí)，以氮化鎵等寬禁帶化合物半導(dǎo)體為代表的第三代半導(dǎo)體正在快速崛起，已經(jīng)成為5G通信基站射頻的主流技術(shù)，但目前基本依賴進(jìn)口。同時(shí)，氮化鎵射頻器件是雷達(dá)發(fā)射單元的核心，相比硅和砷化鎵具有高頻、大功率的特點(diǎn)，可大幅度提升軍事裝備戰(zhàn)技指標(biāo)。
目前，全球高純鎵主要的供應(yīng)商包括Indium Corp、Rasa、Dowa Electronics、5N Plus及國(guó)內(nèi)廣東先導(dǎo)、通美晶體、株洲科能、武漢拓材等。其中，株洲科能2020年至2022年主營(yíng)業(yè)務(wù)外銷收入分別為13,823.96萬(wàn)元、17,506.50萬(wàn)元和30,806.54萬(wàn)元，占同期主營(yíng)業(yè)務(wù)收入的比例分別為41.10%、30.78%和45.52%。
在襯底材料方面，砷化鎵襯底供應(yīng)商以Freiberger、住友電氣、AXT、同和控股集團(tuán)(Dowa Holdings)、Rasa為主，氮化鎵襯底供應(yīng)商以住友電氣為主。國(guó)內(nèi)方面，砷化鎵襯底供應(yīng)商包括廣東先導(dǎo)、三安光電、浙江康鵬、云南鍺業(yè)、大慶佳昌、江西德義等，氮化鎵襯底供應(yīng)商包括蘇州納維、東莞中鎵、鎵特半導(dǎo)體、無(wú)錫吳越等。
在砷化鎵外延片方面，IQE、全新光電、住友化學(xué)、英特磊為全球主要的供應(yīng)商。對(duì)于本次出口管制的影響，全新光電指出，基板供應(yīng)沒(méi)有來(lái)自中國(guó)，主要來(lái)自日本和德國(guó)進(jìn)口，供應(yīng)商有替代料因應(yīng)，目前廠商評(píng)估影響有限。
不過(guò)，集微網(wǎng)通過(guò)翻閱全新光電2022年年報(bào)得知，其基板供應(yīng)商包括Sumitomo（住友電氣）、AXT、Freiberger、JX Nippon Mining（日礦金屬）。其中AXT是通過(guò)其中國(guó)子公司通美晶體生產(chǎn)砷化鎵襯底材料及參股公司興安鎵業(yè)生產(chǎn)金屬鎵，而興安鎵業(yè)正是三門峽鋁業(yè)控股孫公司。
此外，F(xiàn)reiberger、住友電氣、Rasa等日本、德國(guó)廠商均有從中國(guó)供應(yīng)商處采供高純鎵產(chǎn)品，高純鎵系主要利用金屬鎵進(jìn)行提純所得，若金屬鎵從中國(guó)采購(gòu)遇阻，后續(xù)砷化鎵襯底供應(yīng)也自然會(huì)受影響。
氧化鎵是一種透明氧化物半導(dǎo)體材料，目前主要應(yīng)用于IGZO靶材、發(fā)光材料、晶體材料、催化劑及其他制品。但因?yàn)檠趸壱r底具有高禁帶寬度以及擊穿場(chǎng)強(qiáng)等特點(diǎn)，是第四代半導(dǎo)體的代表性材料之一。
2022年8月，美國(guó)商務(wù)部工業(yè)和安全局（BIS）發(fā)布公告稱，出于國(guó)家安全考慮，將能承受高溫高電壓的半導(dǎo)體材料氧化鎵列入禁止對(duì)華出口管制清單中。因此，高純度、高活性的氧化鎵材料關(guān)系到國(guó)家下一代半導(dǎo)體材料安全。
目前，國(guó)內(nèi)高純氧化鎵材料廠商包括廣東先導(dǎo)、凱盛科技（中建材光電材料）、武漢拓材、株洲科能等，氧化鎵襯底供應(yīng)商主要有杭州鎵仁等，氧化鎵晶體供應(yīng)商主要有福建福晶、長(zhǎng)汀金龍、科瑞思創(chuàng)等。
由上可知，無(wú)論是鍺，還是鎵都是關(guān)鍵的戰(zhàn)略金屬資源，以美國(guó)為代表的西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建立了完備的出口體系，更是禁止對(duì)華出口氧化鎵材料。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)尚處于出口鍺和鎵的初級(jí)加工產(chǎn)品，基于鍺、鎵材料制造的高端半導(dǎo)體元器件仍需依賴進(jìn)口，甚至被用于國(guó)防軍工、航天航空等領(lǐng)域，此時(shí)進(jìn)行出口管制應(yīng)當(dāng)屬于順勢(shì)而為。
來(lái)源：集微網(wǎng)
