中国镓锗限制对全球半导体产业供应链的影响

2023-10-31 作者: 言映

镓和锗被美国列入35种关键矿产目录,也被欧盟列入61种关键原材料目录。今年7月3日,中方宣布将从8月起对镓和锗相关物项实施出口限制后,美国、日本、荷兰等镓和锗主要进口国广泛关注相关限制措施,并做出反应。

 

自从2018年美中贸易战开打之后,交锋的领域一路演变到以半导体制造为主的战场。随着日本与荷兰先后宣布进一步对中国限制半导体制造设备的管制之后,在2023年7月3日,中国商务部宣布将对「镓」与「锗」的相关材料进行出口管制。

 

镓是生产砷化镓、氮化镓、磷化镓及铜铟镓硒的必要原料,下游应用范围非常广泛。主要的镓金属出口国为日本、韩国、德国、荷兰、加拿大与美国等,2022年总合为94.399吨。主要的锗金属出口国为日本、香港、德国、荷兰、比利时、美国与台湾等,2022年总合为43.677吨。

 

全球的镓、锗矿产资源

 

镓锗被分类为稀散金属,因其在自然界的含量低、呈分散状态、且难以形成独立的具有开采价值的富集矿床。2022年全球初级(纯度~3N)生产551吨的镓,其中540吨在中国处理生产,占比为98.00%。其余国家,包括日本0.54% (3吨)、韩国0.36% (2吨)、俄国0.91%(5吨)、乌克兰0.19%(1吨)。在之后的低纯度(~4N)的镓金属提炼中,中国占比也高达86%

 

镓从铝矿与锌矿提炼。中国对镓的处理能力,从2010年的年产140吨,提升到了2022年的年产870吨的能力。其主要镓的初级生产企业有,珠海(经济特区)方源有限公司、中国铝业、东方希望渐池镓业、山西镓华天和电子材料、孝义市兴安镓业、北京吉亚半导体材料(美国AXT合资)、山西兆丰镓业等。

 

锗极少单独成矿,多伴随在铅锌矿中,其次为煤矿与铜矿。全球的锗蕴藏量估计有8,600吨,每年约开采200吨。主要分布在美国(3,870吨,全球45%)、中国(3,500吨,全球41%)与俄罗斯。根据2023年欧盟关键原物料报告(Critical Raw Materials, CRM)的资料,锗的初级处理中,中国占90%、俄国5%、美国2%。中国的企业有云南锗业、驰宏锌锗等。由于其他国矿场已经不生产镓锗久矣要在1~3年内取代中国在镓(全球98%处理)、锗(全球90%处理)矿产上的影响力,并有经济效益,不太容易

 

镓锗出口管制,对全球半导体供应链的影响?

美国有线电视新闻网(CNN)曾刊文宣称,今年7月中国宣布对稀有金属镓和锗实行出口管制是对供应链的干扰。外媒的这一言论侧面表明了,中国在关乎科技的未来“贸易战”中拥有强大武器。对此,接受《环球时报》记者采访的专家认为,中国管制镓和锗的出口主要是出于自身考量,并非针对他国(来源:环球时报)。

 

CNN称,中国在镓和锗的生产方面已经垄断了至少十年,如果中国最终阻止大量镓和锗出口,就会直接导致供应中断。澳大利亚悉尼科技大学副教授玛丽娜·张(音译)表示,虽然美国及其盟国有其他供应选择,但建立独立的镓和锗加工供应链可能需要超过200亿美元的“惊人”投资且开发可能需要数年时间。

 

彭博社报道称,美国国防部发现“缺乏镓的储备”,表示要从现有的其他产品废物流中回收镓。日本也在寻找新的供应来源。美国“政治新闻网”报道称,8月,日本高级官员接连访问纳米比亚、安哥拉等非洲国家。日本时任经产相西村康稔声称,考虑到中国对半导体行业使用的镓和锗的出口实施了新的限制,因此“迫切需要建立替代供应网络,以减少对中国的过度依赖”。

 

不过,美西方的“努力”效果似乎并不明显。“政治新闻网”称,尽管西方政策制定者已将关键矿产贸易视为一种风险,但解决这些依赖性的进展有限。挑战在于,私营企业自然会购买最便宜的矿产,而中国的垄断地位使其能够为某些材料设定价格,以保证竞争对手“无路可走”。价格报告机构“快捷市场”公司称,在中国境外启动新生产需要资金和时间,“但现在谈论很多,行动很少”。

 

事实上,半导体产业是一个全球化的产业,在全球芯片产业链中,芯片设计、制造和设备制造一直都是通过国际间合作的方式完成。各国充分利用自身优势,在芯片生产的不同环节发挥作用。比如,台湾和美国在芯片设计方面占据重要地位。

 

许多半导体企业的生产和销售都依赖于全球供应链。台湾和韩国在芯片制造方面表现得更为突出,荷兰、日本和美国则在半导体设备制造方面发挥着关键作用。这种全球化分工模式不仅促进了芯片技术的发展,也保障了整个行业的稳定。


浅析镓锗限制的影响:

 

一是可能出现镓和锗的供不应求,使得半导体产品价格上涨。由于全球供应链受阻,镓和锗的供应量将减少,在需求不变的情况下,价格则会上涨,由此导致半导体产品的生产成本上升,对企业的盈利能力构成压力。在短时间内难以被新的材料所取代,供应短缺会导致这两种金属材料价格攀升。

 

二是可能会加大全球半导体产业的关键核心技术的缺口。目前,全球半导体产业主要集中在美、日、韩和中国等几个国家,这些国家都拥有先进的半导体技术和设备,禁止镓和锗的出口,可能导致这些国家无法获得这些关键材料,从而影响到产品研发工作的进展,加大原有的技术缺口。

 

中国社科院世界经济与政治研究所研究员高凌云表示,中国管制镓和锗的出口主要是考虑到国内的因素,包括保障产业安全、减少这些元素加工对环境的损害等等,并不是作为反制措施,将经贸问题政治化以报复或者针对任何国家。相反,美西方目的明确地想把中国排挤出全球供应链。高凌云说,以美国为代表的西方国家在金属,特别是稀土方面对中国的依赖由来已久,它们也一直在寻找替代中国的供应源,但这并不容易。因为中国不论是在元素储量还是提炼技术方面,都非常领先。西方国家即便找到矿源,提炼的技术也是一道槛。

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