誰能想到，週期表上的兩個金屬元素在一夜時間成為了大家熱議的話題呢？

7月3日，商務部、海關總署發布《關於對鎵、鍺相關物項實施出口管制的公告》（以下簡稱《公告》），其中指出，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，為維護國家安全和利益，經國務院批准，決定對鎵、鍺相關物項實施出口管制，滿足相關特性的物項，未經許可，不得出口，該公告自2023年8月1日起正式實施。

這兩種物質都有什麼用呢？目前，鎵的消費領域包括半導體和光電材料、太陽能電池、合金、醫療器械、磁性材料等，其中半導體行業目前是鎵最大的消費領域，約佔總消費量的80%，而鍺作為同樣重要的半導體材料，在半導體、航空航天測控、核物理探測、光纖通訊、紅外光學、太陽能電池、化學催化劑、生物醫學等領域都有廣泛而重要的應用。

可以說，鎵和鍺兩種金屬在半導體行業中有著不可或缺的作用，雖然二者都不是稀土元素，產量也不高，但第一生產大國都是中國，根據美國地質調查局的報告，中國是全球最大的鎵和鍺生產國，佔全球鎵產量的95%以上、鍺產量的67%以上，在2018年至2021年間，美國53%的鎵進口和54%的鍺進口來自中國。

事實上，美國雖然鎵的儲量較低，但鍺的儲量並不低，目前全球鍺已探明的總儲備量約8000噸，美國占3800噸，位列世界第一，而鎵在世界範圍內也有不少分佈

很多人心裡可能會有這樣的疑慮：國家發布對鎵、鍺相關物項的出口管制後，包括美國在內的其他國家也可以選擇自己生產這兩種金屬，擺脫對中國材料的依賴。

這樣的想法倒也不能說錯，但鎵和鍺並不能用這樣簡單的思路去揣測，它們背後的門道，並不比台積電生產一塊4nm芯片簡單多少。

不可或缺的材料

首先需要說明的是，鎵和鍺同屬於稀散金屬，這類金屬以地殼豐度極低，在岩石中極為分散，難以富集為特徵，有觀點甚至認為它們不能形成“獨立礦床”，這些特徵也決定了它們富集成礦需要特殊的成礦條件及控制因素，其成礦理論、找礦模型和勘查技術並不完全等同於其他類型礦床。

而鎵雖然是地殼豐度最高的稀散金屬(15μg/g)，但可獨立礦物卻是最少的，僅在南非Tsumeb鉛鋅礦床中發現硫鎵銅礦(CuGaS2)和羥鎵石(Ga(0H)3)兩種獨立礦物，絕大多數都以伴生金屬的形式存在，目前探明的絕大部分鎵都伴生在鋁土礦床中，主要分佈在非洲、大洋洲、南美洲、亞洲等地。

20世紀60年代初，金屬鎵開始引起各國的注意。砷化鎵作為一種新型優質半導體的研究熱興起，隨著砷化鎵化合物用作半導體材料的優異性能不斷被發現，砷化鎵也被廣泛應用到微波器件、激光器和發光二極管等產品中。

鎵相關產品中，氮化鎵（GaN）是最具代表性的第三代半導體材料之一，是目前世界上最先進的半導體材料，而砷化鎵（GaAs）則是第二代半導體材料的代表，在高頻、高速、高溫及抗輻照等微電子器件研製中佔有主要地位。

細分國家產量來看，中國鎵產量全球最高。德國和哈薩克斯坦分別於2016年和2013年停止了鎵生產（2021年德國宣布將在年底前重啟初級鎵生產），匈牙利和烏克蘭分別於2015年和2019年停止鎵生產。2020年全球從礦山原料中生產粗鎵的國家僅有 4個，分別為中國、日本、韓國和俄羅斯，中國作為全球最大的粗鎵生產國，截止2021年的全球產量佔比已超90%。

前面提到，鎵主要作為鋁土礦的伴生礦而存在，這也就導致了大家不會去單獨生產鎵，而是在煉製氧化鋁中順勢精煉出來的副產品，統計數據顯示，中國生產的精煉氧化鋁僅佔全球的一半左右，那為什麼在粗鎵生產上，中國能用50%的產能做到一枝獨秀呢？

原因倒是很簡單，不賺錢的賠本買賣沒人做，在鎵的價值得以發掘後，市場中的粗鎵價格就一直在穩步下降中，這就導致了很少有氧化鋁企業願意去擴產來精煉鎵。20世紀70年代，鎵的售價高達每千克3000美元，鎵的產量在2015年達到了575噸的歷史峰值，但價格卻僅為每千克200-300美元，此後連續幾年的低價已經讓一大堆歐美的氧化鋁企業撤出了市場。

這也帶來了一個問題，短期內的鎵價格上升，根本無法吸引那些企業重新開設精煉鎵的工廠，因為建廠的成本遠超過這部分差價，萬一建完廠之後價格再跌下去，這部分激情開廠的企業到時候就欲哭無淚了。

當然了，國家下場干預也是解決思路的一種。今年3月9日，美國與歐盟正在推進一項以關鍵礦產為重點的貿易協議的起草工作，即“關鍵礦產俱樂部”的倡議，其目的就是排除中國對關鍵礦產供應的影響。

不過鎵受到出口限制，最該著急的不是美國和歐盟，而是隔海相望的日本，由於日本半導體產業發達，年消費量漲幅較大，是鎵資源的第一消費大國，截至2013年，日本消耗的鎵達到了97噸，主要依賴進口和再生鎵(鎵資源回收)，而進口的主要來源當然就是中國。

就目前情況來看，精煉技術和精煉設施並非一朝一夕就能構建，有現成的鎵可以買到，誰也不願再去花大力氣虧本開採，大規模現貨只有向中國購買這一條路可走，美國、歐盟和日本都未能免俗。

再來說說鍺，它相較於鎵來說，又有一些細節上的不同，鍺在地殼中含量1.5μg/g，也很難獨立成礦，一般以分散狀態分佈於其他元素組成的礦物中。含鍺礦床可分為“煤型”含鍺礦床和“鉛鋅型”含鍺礦床，因此工業鍺主要來自鉛鋅礦床和富鍺煤的副產品。

目前全球已探明的鍺儲量僅為8600噸，主要分佈在中國、美國和俄羅斯，其中美國保有儲量為3870噸，佔全球含量的45%，其次是中國，佔全球的41%。美國含鍺礦床主要分佈在阿拉斯加、田納西州和華盛頓州，以鉛鋅礦床為主；中國含鍺礦床主要在內蒙古和雲南，在鉛鋅礦床和煤礦中均有；俄羅斯含鍺礦床主要分佈在遠東和西伯利亞，以煤礦為主。

依據鍺的特性，主要發展出了三方面的用途：首先，鍺具有紅外折射率高、紅外透過波段範圍寬、吸收係數小、色散率低、易加工和耐腐蝕等特點，非常適合製作成鍺單晶用於紅外光學鏡頭和紅外光學窗口。

其次，摻鍺光纖具有容量大、光損小、色散低、傳輸距離長且不受環境干擾等優良特性，GeCl4作為製作光纖預製棒的重要摻雜劑，能夠提高纖芯折射率，使傳輸光向更長的波長區擴展，極大地提高了光纖傳輸效率，減少了能耗。

最後，鍺也能用於製作成鍺襯底砷化鎵太陽能電池，這類電池具有高效率、高電壓、耐溫性好等特點，其能量轉化率高達50%，遠遠超過了傳統的多晶矽(17%~19%)和薄膜電池(6%~13%)，被廣泛地應用於空間光伏和地面光伏領域。

如前文所說，和鎵不同，中國的鍺礦儲量，並沒有壓倒性的優勢，美國已探明的鍺儲量位居世界第一，但在產量上卻遠不及中國，美國在2013年就開始大量進口鍺礦，基本放棄了粗鍺的開採，只負責精煉加工。

很多人覺得，這是美國在保護自己的戰略性資源，實則不然。

美國雖然是全球最大的鍺儲量國，但它的鍺資源主要以與鉛鋅礦伴生為主，鍺能生產多少，全看鉛鋅礦的產量，想要提升鍺礦的產能，就得大肆開採鉛鋅礦，而鉛和鋅作為重金屬，開採起來的污染不小，驟然大幅提升產能，可能還會對地下水造成污染。

而中國的鍺主要來自於含鍺褐煤與鉛鋅礦，集中在雲南和內蒙古等地，其中褐煤佔據了大部分已探明的儲量，不論是開採難度還是環境污染，都小於鉛鋅礦，這也是中國國內能夠做到大量出口鍺礦的主要原因之一。

鍺的情況並不比鎵樂觀多少，一旦身為最大出口國的中國開啟出口管制，美國和日本這些對鍺消費量較高的國家地區，一樣會受到很大的衝擊，且短時間內無法建立合適的供應渠道。

更重要的是，中國作為半導體、通信、光伏等產業發展最為迅速的國家，對於鎵和鍺這兩種稀散金屬的需求量和消費量本就不低，而中國國內的鋁土礦和含鎵褐煤經過多年的開採，已經出現了枯竭的跡象，適當地進行出口收縮，也能夠幫助中國企業適應未來原料低品位化，從而干擾推動開發更低成本的金屬提取工藝。

如今對鎵和鍺進行出口管制，從另一種角度看，也是讓產業從初級向高端發展，將資源優勢轉化為產業優勢的一種手段。

逆全球化與再全球化

今年6月，清華大學教授魏少軍在集成電路論壇上，發表了《半導體產業的再全球化》的演講，其中公佈了不少有關中國國內半導體的數據，值得注意的是，儘管國產芯片的價值份額從2013年的13%上升到2022年的41.4%，但作為“中國製造2025”倡議的一個關鍵目標，半導體自給率到2025年仍然無法達到70%。

他強調的是，中國半導體製造行業過去十年間的加速增長，主要是由於外國公司在中國經營的晶圓廠所帶動的。從2016年起，中國本土投資者所有的半導體公司的平均複合年增長率（CAGR）為14.7%。然而，來自台灣、韓國和其他地方的非中國大陸晶圓製造企業的複合年增長速度更高，達到了30%。這不僅使中國半導體產業的擴張速度翻倍，也凸顯了中國半導體製造業對外部廠商的持續依賴。

可以說，中國半導體產業受益於全球化的發展，在新世紀到來後得以在全球半導體中扮演一個重要角色，來自世界各地的投資和需求讓中國的半導體企業乘上了東風，完成了從無到有，從有到豐富的蛻變過程。

但中國的半導體，成也全球化，敗也全球化，當國際形勢變化，新冠疫情來臨之際，半導體全球化過程也隨之中斷，供應鏈出現碎片化，在這樣的逆全球化的背景之下，對外部依賴較高的中國半導體製造業自然就會受到巨大的衝擊。

如今，主要國家和地區的半導體供應鏈，開始走上了一條逆全球化的路：美國拿出了《芯片法案》，包括英特爾、三星、台積電、格芯和德州儀器等在內的多家公司正在美國建設新的晶圓廠；日本大舉拉攏台積電、美光等半導體大廠，同時推進與IBM和Rapidus的合作，推進開發2nm製程工藝；歐洲也出台了對應的芯片法案，要在2030年之前，把目前10%的全球半導體市場份額翻一倍……

同時，這些國家紛紛出台對中國的半導體限令，上到美國，下到日本，小到芯片，大到設備，通通被列入了管控的範圍之內，中國半導體企業空有一身功夫卻難以施展。

也難怪台積電創始人張忠謀在幾次採訪中重申“全球化已死”的觀點，他表示，種種管制與實體清單的作法，讓全球化和自由貿易走向死亡，他也認為，全球供應鏈的“分叉”和逆全球化帶來的是成本大幅上升，在提高了芯片的價格之餘，也降低了芯片的普及性。

如此境地之下，中國半導體更不能閉門造車，必須像魏教授在演講中說的那樣，堅定去走再全球化的路線，擴大開放，讓更多外資進來共同發展半導體。

但再全球化並不是背靠廣闊市場和充裕人力就能高枕無憂的，如何在地緣政治因素干擾下，吸引並留住外資企業，同時解決國產企業在技術、設備和材料上的後顧之憂，才是再全球化的現實難題。

而市場和原料，既是中國的優勢，必要時候也是一種實現再全球化的反制手段。

2022年，全球鎵市場規模達到20.46億元（人民幣），中國市場規模7.77億元，全球鍺市場規模相對更小，2022年僅有16.15億元，在細分出來的半導體領域中只會更少，兩者確實沒辦法和動輒幾千億美元的半導體市場相提並論。

但它們確實能夠撬動千億美元級別的市場，原因不在於它的重要性，而是一種全球化的思維行為慣性，美國日本數十年如一日地享受低價的中國原料，正是全球化帶來的好處之一，而美國的CPU、DRAM，日本的NAND、CMOS能暢銷於中國，同樣是全球化的影響之一。

牽一髮而動全身正是對全球化的最好概括，只要是在享受著全球化便利的國家，就無法真的置身事外，不論是逆全球化也好，去全球化也罷，只是利用自己本身在全球化中的影響力，利用全球化的手段，來達成非全球化的目的，在這個過程中，反而更容易受到外部因素的影響。

放眼世界，再全球化的土壤處處皆在，而逆全球化卻是溫室中培育，誰的未來更茁壯，早已不言而喻。

那裡會有真的跳出三界外，不在五行中的半導體產業呢？（半導體行業觀察）