中國管制鎵和鍺出口僅是警告，下一步可能就是大殺器稀土

7月3日晚，商務部、海關總署發佈公告稱，根據《中華人民共和國出口管制法》《中華人民共和國對外貿易法》《中華人民共和國海關法》有關規定，決定自今年8月1日起對鎵、鍺相關物項實施出口管制。

很多人以為中國開始管制稀土出口了，其實不是，稀土包括鑭，钷，釤，銪，钆，铽，鏑，钬，鈰，镨，釹，鉺，铥，鐿，镥，以及與鑭系的15個元素密切相關的兩個元素鈧和釔共17種元素，鎵和鍺顯然不在其中。

走向科學小編在此給大家科普一下鎵和鍺兩種金屬及其化合物材料的基本知識，這些知識顯然超越了高中，要到大學專業課程中才能學到。

這兩種金屬的外觀都是銀白色的，通常被歸類為“次要金屬”，它們在自然界中通常不存在。相反，它們是精煉廠生產的小濃度副產品，精煉廠專注於其他更主流的原材料，如鋅或氧化鋁。鍺是一種比黃金還稀有的金屬。

根據公告，不僅這兩種金屬單質不讓出口，這兩種金屬相關的物項也不行，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。

這兩種金屬及相關物項都有什麼作用？（看不懂可以略過）

金屬鎵：是一種性能優良的電子原材料，下游應用領域廣泛，主要應用於製作光學玻璃、真空管、半導體的重要原料。

氮化鎵是近年來比較熱門的第三代化合物半導體材料，在高功率電子器件（比如快充充電器）、高速光電子器件、高亮度發光二極管(LED)和高效能太陽能電池等領域有廣泛應用。此外，氮化鎵還被用於製造紫外線激光器、無線電通信設備、醫療器械等。

氧化鎵則是一種“超寬禁帶半導體”材料，也屬於“第四代半導體”，具有耐高壓、耐高溫、大功率、抗輻照等特性。並且，在同等規格下，寬禁帶材料可以製造die size更小、功率密度更高的器件，節省配套散熱和晶圓面積，進一步降低成本。

其實在2022年8月，美國商務部產業安全局（BIS）對第四代半導體材料氧化鎵和金剛石實施出口管制，認為氧化鎵的耐高壓特性在軍事領域的應用對美國國家安全至關重要。此後，氧化鎵在全球科研與產業界引起了更廣泛的重視。

磷化鎵是由元素鎵與元素磷合成的Ⅲ—Ⅴ族化合物半導體，是製作半導體可見發光器件的重要材料，主要用作製造整流器，晶體管、光導管、激光二極管和致冷元件等。

磷化鎵是具有電致發光性能的半導體，當引入能形成等電子陷阱的雜質後，其發光效率會大大提高，並且能根據引入雜質的不同而發出不同顏色的光來。例如在磷化鎵中摻入氮則發綠Chemicalbook光，摻入鋅-氧對則發紅光，因此磷化鎵是製作可見光發光二極管和數碼管等光電顯示器件的重要材料，此外還可用來製作光電倍增管、光電存儲器、高溫開關等器件。

砷化鎵是當前主流的第二代化合物半導體材料之一，可以用來製作LED(發光二極管)，主要是黃光、紅光和紅外光（氮化鎵禁帶更寬，主要用來發藍光、綠光和紫外光），具有效率高、器件結構精巧簡單、機械強度大、使用壽命長等特點。如果砷化鎵作為發光材料，加上泵浦源和諧振腔，即可選頻製成激光器。典型應用就是VCSEL（垂直腔表面發射激光器），廣泛應用在短距離數據中心光纖通信，結構光/TOF人臉識別等。

銦鎵砷是一種III-V族半導體，具有晶格匹配性好、帶隙可調節、大尺寸產品均勻性好等優點，是第四代半導體材料，也是新一代紅外發光材料，在光電芯片、紅外探測器、傳感器等領域擁有巨大應用價值，以其為敏感材料製造而成的紅外探測器，具有高靈敏度、高可靠性、低功耗、低成本等優點，可以廣泛應用在智能駕駛、安防監控、儀器儀表等領域。

在光電芯片領域，為製造體積更小、功能集成度更高的晶體管，傳統矽材料已無法滿足需求，砷化銦鎵可達到此要求。

在傳感器領域，由於砷化銦鎵靈敏度高，可製造InGaAs紅外掃描相機，是OCT（光學相關斷層掃描）的關鍵組成部分，可提高人體組織穿透性，並實現高速成像。OCT是新型醫學影像技術，在生物組織活體檢測與成像方面效果顯著，在臨床上可以廣泛應用在眼科、牙科、皮膚科、癌症早期診斷等方面，是醫療領域重要疾病診斷技術之一，此外也可以應用於工業測量領域。

硒化鎵是一種重要的二元半導體，在太陽能電池、光探測器及集成光電子器件等領域有很好的應用前景。

另外，由於硒化鎵晶體具有優異的抗干擾性能和低損耗性能，它可以用於高精度技術應用，如高精度電子儀器、電氣控制系統和光學系統。此外，硒化鎵晶體還具有優異的耐腐蝕性和低氧化性，可以用於各種酸性和鹼性腐蝕性環境中的應用，是一種優良的精密機械製造材料。

銻化鎵屬於III-V族化合物窄帶隙半導體，常用作襯底材料，可以廣泛應用在紅外探測器、激光器、發光二極管、光通信、太陽能電池等行業中。

在光通信中，波長越長的光在傳輸過程中損耗越低，工作波長2-4μm的非矽材料光傳輸損耗更低，銻化鎵可以工作在此波段範圍內，並且能夠與其他III-V族材料晶格常數相匹配，制得的GaSb/GaInAsSb等產品光譜範圍符合光通信的低損耗要求。

銻化鎵半導體主要應用於光纖通訊的發射基站，其傳輸信號的頻率可以達到300赫茲以上。銻化鎵(銻化物半導體材料)未來在6G等應用上，可能是不可替代的傳輸載體。

除此之外，銻化鎵在太陽能電池中也有巨大應用價值。2017年7月，美國喬治華盛頓大學與其他科研機構、高校以及公司合作，設計出一款銻化鎵基太陽能電池，可以捕獲不同波長的太陽光，光電轉化效率達到44.5%，遠高於同期其他太陽能電池。

金屬鍺是一種灰白色準金屬，也是典型的稀散金屬，在實際開採中，通常和含硫化物的鉛、銅以及煤炭等相伴而生。不僅含量少、開採難度大，而且提取也極為麻煩，因此它的產量始終都不高。

從產量來看，根據2019年的行業報告顯示，全球一年的原生鍺的產量為131噸，和年產幾萬億噸的銅鐵完全不具備可比性。而在為數不多的產量中，中國產量居於世界榜首，供給量佔比超過六成。

常規的金屬鍺製備方法為，鍺原料通過酸蒸餾成為四氯化鍺，四氯化鍺再經過水解轉化為二氧化鍺，二氧化鍺再經過還原成為還原鍺，還原鍺再進行區熔提純過程得到金屬鍺。中間需要經過水解、還原、區熔等過程，生產工藝流程較長，設備設施投入較多，過程中帶入雜質造成金屬鍺產品二次污染的機率較大。

磷鍺鋅晶體是一種新型的中遠紅外波段非線性光學材料，可實現激光器的小型化、固態化和高功率輸出，在民用和國防領域有重要應用。民用領域可應用於紅外光譜、紅外醫療器械、大氣中有害物質監測、遠距離化學傳感、深空探測等；國防領域可應用於紅外激光定向干擾、紅外遙感、激光雷達等。

二氧化鍺：化學式GeO2，二氧化鍺是製造其他鍺產品的基礎材料，例如光纖四氯化鍺、區熔鍺錠、鍺化合物等，廣泛應用在電子、化工、塑料、光學鏡頭、光學玻璃、半導體材料以及光譜分析材料等領域。

四氯化鍺：是一種無色的發煙液體，帶一股獨特的酸性臭味。它是生產高純鍺過程中的反應中間體。四氯化鍺可用來生產純金屬鍺，高純四氯化鍺可用來製備高純二氧化鍺，純度更高的光纖級四氯化鍺可作為摻雜劑用於光纖預製棒生產中，可以實現光纖無損耗信號傳輸，大幅提高光纖性能。

為什麼在這個時間點要對這兩種金屬進行管制？

當地時間6月30日，荷蘭正式宣布實施半導體出口管制。對此，中國駐荷蘭王國大使館發言人回應稱，這是對出口管制措施的濫用，是對自由貿易和國際經貿規則的嚴重背離，中方對此堅決反對。

美國方面也在醞釀新的限制政策。當地時間6月30日，路透社報導，美國和荷蘭企圖給中國芯片製造商來一套所謂“組合拳”，將進一步限制對華銷售芯片製造設備。對此，外交部發言人毛寧在回應記者相關提問時表示，中方堅決反對美方泛化國家安全概念，濫用出口管制。

西方一直通過出口管制以及限制中國購買半導體、芯片等高科技極限施壓，企圖讓中國受制於西方，並從中答應西方談判條件。

為美國財政部長耶倫將於7月6日訪華，留下談判主動權（個人觀點）

下一步是否會使用稀土管制這張牌？

當前來到這個節點，很多人疑問，稀土能否作為反制打擊的下一張王牌？

中國稀土礦產量佔全球稀土礦產量70%。

一方面稀土作為可用於製造軍用化學分析儀器，傳感器，提高軍事設備的化學分析能力和反應速度；

另一方面，稀土精密合金可用於製造軍用飛機、坦克、導彈等武器裝備的精密機械零件，提高武器裝備性能和可靠性；

還有稀土發光材料可用於製造軍用照明設備、夜間作戰設備、激光武器等，提高軍事設備可視性和安全性；

同時在農業領域，稀土元素也能提高軍糧產量和質量，保障軍隊食品供應。

至於會不會打出稀土這張牌？

中國供應給一些西方國家關鍵金屬及稀土材料，難道會允許這些西方國家拿到這些原材料製成飛機導彈威脅中國安全？難道會允許這些西方國家拿到這些原材料製成芯片反過來卡中國的脖子？

我看快了！（走向科學）