文 張 聞
最近,鎵和鍺被推上了風口浪尖。
近期,商務部、海關總署發(fā)布的《關于對鎵、鍺相關物項實施出口管制的公告》引發(fā)了各界關注。公告顯示,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(guī)定,為維護國家安全和利益,經國務院批準,決定自2023年8月1日起對鎵、鍺相關物項實施出口管制。但為什么選擇鎵、鍺這兩種物質?出口管制的背后原因又是什么呢?
鎵和鍺,或許在此之前大家都沒聽說過這兩種物質。
事實上,鎵和鍺這兩種金屬都是稀有金屬,顏色都是銀白色,鎵在元素周期表中排31,鍺在元素周期表中排32,這兩種物質就像親兄弟一樣,緊緊挨在一起。
中國是鎵、鍺兩種元素的最大生產國,根據歐洲工業(yè)協會關鍵原材料聯盟(CRMA)的數據,中國的鎵產量約占全球總產量的80%,鍺產量約占全球的60%。這意味著中國在這些戰(zhàn)略性領域擁有強大的競爭優(yōu)勢和話語權。
在現代科技領域中,鎵和鍺扮演著重要的角色。
鎵的熔點很低,只有不到30℃,放到手里就能熔化,但沸點極高可達2403℃,這讓鎵成為一種用于高度溫度計和熱敏電阻器等設備中的理想材料,被稱為“半導體工業(yè)新糧食”。現如今,它主要用于復合半導體、集成電路、雷達、電視和手機屏幕、太陽能電池板等領域。
鍺主要用于光纖通信、紅外光學、太陽能電池、聚合催化劑及醫(yī)藥等高新技術領域,它在芯片、太陽能電池、生物科技和武器制造中有重要的價值,其中大多數衛(wèi)星都使用基于鍺的太陽能電池。
鎵和鍺與其他元素組合在一起,可以提高半導體的傳輸速度和效率。比如鎵的化合物氮化鎵,美國軍方將它用于雷達制造。另一種砷化鎵比常用半導體材料矽更耐高溫和潮濕,導電性也更好,因此廣泛用于高性能芯片。
可以說,沒有鎵和鍺,21世紀以來的很多商用新技術,類似5G、新能源、新能源車、光通信等技術大多要受影響。有專家認為,中國出手對鎵、鍺相關物項實施出口管制,將影響到第二代、第三代半導體制造,反制力道之大足以掀起半導體領域的海嘯。由此可見,鎵和鍺這兩種物質對半導體行業(yè)的關鍵作用。
為什么在眾多稀有金屬中,偏偏鎵、鍺被限制出口呢?其實這和這兩種物質的開采難度息息相關。那么,它們是如何被開采出來的呢?
事實上,鎵在地殼中的濃度很低,在地殼中占總量的0.0015%。在自然界中,是沒有獨立的鎵礦脈存在的,因此鎵常以微量元素的形態(tài)分散于鋁土礦、閃鋅礦等礦石中,如想要獲取相關物質,人們只能通過提煉鋁礦和鋅礦中的微量鎵來進行操作。
據報道,2021年中國生產了3890萬噸鋁和656萬噸鋅,其中僅僅提煉出了420噸鎵。相較于鎵而言,鍺在地殼中的濃度稍微高一點,含量約為0.0007%。在實際開采中,鍺通常和含硫化物的鉛、銅以及煤炭等相伴而生,不僅含量少、開采難度大,而且提取也極為麻煩,因此它的產量始終不高。
由此可知,鎵和鍺都不是純金屬,因為它們主要以雜質形式存在于其他礦物中。若這樣的資源開采情況持續(xù)下去,未來金屬鎵和金屬鍺可能會嚴重短缺。而通過管制出口,我國至少能夠確保國內半導體產業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展,減少對外部供應的依賴,國內相關行業(yè)的壓力也會大大減輕。
縱觀世界經濟的發(fā)展,我國在全球半導體產業(yè)鏈中,仍有很大的進步空間,特別是在芯片設計、制造、封裝測試等環(huán)節(jié)仍然相對薄弱。出口管制措施的發(fā)布,不僅能進一步促進國內半導體產業(yè)鏈的建設,推動國內企業(yè)加大研發(fā)投入,提高核心技術自主創(chuàng)新能力,還能進一步實現半導體產業(yè)鏈的完善和提升。
可以說,中國對于鎵、鍺相關物項實施出口管制是從我國的國情出發(fā),根據我國的資源稟賦現狀和產業(yè)發(fā)展情況而做出的決定,是關系到我國相關行業(yè)長遠發(fā)展的重大決策。