誰能想到，周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(wù)部、海關(guān)總署發(fā)布《關(guān)于對鎵、鍺相關(guān)物項實施出口管制的公告》（以下簡稱《公告》），其中指出，根據(jù)《中華人民共和國出口管制法》《中華人民共和國對外貿(mào)易法》《中華人民共和國海關(guān)法》有關(guān)規(guī)定，為維護國家安全和利益，經(jīng)國務(wù)院批準，決定對鎵、鍺相關(guān)物項實施出口管制，滿足相關(guān)特性的物項，未經(jīng)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(zhì)都有什么用呢？目前，鎵的消費領(lǐng)域包括半導(dǎo)體和光電材料、太陽能電池、合金、醫(yī)療器械、磁性材料等，其中半導(dǎo)體行業(yè)目前是鎵最大的消費領(lǐng)域，約占總消費量的80%，而鍺作為同樣重要的半導(dǎo)體材料，在半導(dǎo)體、航空航天測控、核物理探測、光纖通訊、紅外光學(xué)、太陽能電池、化學(xué)催化劑、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都有廣泛而重要的應(yīng)用。

可以說，鎵和鍺兩種金屬在半導(dǎo)體行業(yè)中有著不可或缺的作用，雖然二者都不是稀土元素，產(chǎn)量也不高，但第一生產(chǎn)大國都是中國，根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的報告，中國是全球最大的鎵和鍺生產(chǎn)國，占全球鎵產(chǎn)量的95%以上、鍺產(chǎn)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，但鍺的儲量并不低，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，而鎵在世界范圍內(nèi)也有不少分布

很多人心里可能會有這樣的疑慮：國家發(fā)布對鎵、鍺相關(guān)物項的出口管制后，包括美國在內(nèi)的其他國家也可以選擇自己生產(chǎn)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，但鎵和鍺并不能用這樣簡單的思路去揣測，它們背后的門道，并不比臺積電生產(chǎn)一塊4nm芯片簡單多少。

不可或缺的材料

首先需要說明的是，鎵和鍺同屬于稀散金屬，這類金屬以地殼豐度極低，在巖石中極為分散，難以富集為特征，有觀點甚至認為它們不能形成“獨立礦床”，這些特征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(shù)并不完全等同于其他類型礦床。

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(fā)現(xiàn)硫鎵銅礦(CuGaS2)和羥鎵石(Ga(0H)3)兩種獨立礦物，絕大多數(shù)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，主要分布在非洲、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(yōu)質(zhì)半導(dǎo)體的研究熱興起，隨著砷化鎵化合物用作半導(dǎo)體材料的優(yōu)異性能不斷被發(fā)現(xiàn)，砷化鎵也被廣泛應(yīng)用到微波器件、激光器和發(fā)光二極管等產(chǎn)品中。

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

細分國家產(chǎn)量來看，中國鎵產(chǎn)量全球最高。德國和哈薩克斯坦分別于2016年和2013年停止了鎵生產(chǎn)（2021年德國宣布將在年底前重啟初級鎵生產(chǎn)），匈牙利和烏克蘭分別于2015年和2019年停止鎵生產(chǎn)。2020年全球從礦山原料中生產(chǎn)粗鎵的國鎵僅有三個，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(chǎn)國，截止2021年的全球產(chǎn)量占比已超90%。

前面提到，鎵主要作為鋁土礦的伴生礦而存在，這也就導(dǎo)致了大家不會去單獨生產(chǎn)鎵，而是在煉制氧化鋁中順勢精煉出來的副產(chǎn)品，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，中國生產(chǎn)的精煉氧化鋁僅占全球的一半左右，那為什么在粗鎵生產(chǎn)上，中國能用50%的產(chǎn)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(fā)掘后，市場中的粗鎵價格就一直在穩(wěn)步下降中，這就導(dǎo)致了很少有氧化鋁企業(yè)愿意去擴產(chǎn)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(chǎn)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，此后連續(xù)幾年的低價已經(jīng)讓一大堆歐美的氧化鋁企業(yè)撤出了市場。

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

當然了，國家下場干預(yù)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(guān)鍵礦產(chǎn)為重點的貿(mào)易協(xié)議的起草工作，即“關(guān)鍵礦產(chǎn)俱樂部”的倡議，其目的就是排除中國對關(guān)鍵礦產(chǎn)供應(yīng)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，由于日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)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(shù)和精煉設(shè)施并非一朝一夕就能構(gòu)建，有現(xiàn)成的鎵可以買到，誰也不愿再去花大力氣虧本開采，大規(guī)?，F(xiàn)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，它相較于鎵來說，又有一些細節(jié)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(tài)分布于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(yè)鍺主要來自鉛鋅礦床和富鍺煤的副產(chǎn)品。

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

依據(jù)鍺的特性，主要發(fā)展出了三方面的用途：首先，鍺具有紅外折射率高、紅外透過波段范圍寬、吸收系數(shù)小、色散率低、易加工和耐腐蝕等特點，非常適合制作成鍺單晶用于紅外光學(xué)鏡頭和紅外光學(xué)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(huán)境干擾等優(yōu)良特性，GeCl4作為制作光纖預(yù)制棒的重要摻雜劑，能夠提高纖芯折射率，使傳輸光向更長的波長區(qū)擴展，極大地提高了光纖傳輸效率，減少了能耗。

最后，鍺也能用于制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(zhuǎn)化率高達50%，遠遠超過了傳統(tǒng)的多晶硅(17%~19%)和薄膜電池(6%~13%)，被廣泛地應(yīng)用于空間光伏和地面光伏領(lǐng)域。

如前文所說，和鎵不同，中國的鍺礦儲量，并沒有壓倒性的優(yōu)勢，美國已探明的鍺儲量位居世界第一，但在產(chǎn)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采，只負責精煉加工。

很多人覺得，這是美國在保護自己的戰(zhàn)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(chǎn)多少，全看鉛鋅礦的產(chǎn)量，想要提升鍺礦的產(chǎn)能，就得大肆開采鉛鋅礦，而鉛和鋅作為重金屬，開采起來的污染不小，驟然大幅提升產(chǎn)能，可能還會對地下水造成污染。

而我國的鍺主要來自于含鍺褐煤與鉛鋅礦，集中在云南和內(nèi)蒙古等地，其中褐煤占據(jù)了大部分已探明的儲量，不論是開采難度還是環(huán)境污染，都小于鉛鋅礦，這也是國內(nèi)能夠做到大量出口鍺礦的主要原因之一。

鍺的情況并不比鎵樂觀多少，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(qū)，一樣會受到很大的沖擊，且短時間內(nèi)無法建立合適的供應(yīng)渠道。

更重要的是，中國作為半導(dǎo)體、通信、光伏等產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速的國家，對于鎵和鍺這兩種稀散金屬的需求量和消費量本就不低，而國內(nèi)的鋁土礦和含鎵褐煤經(jīng)過多年的開采，已經(jīng)出現(xiàn)了枯竭的跡象，適當?shù)剡M行出口收縮，也能夠幫助國內(nèi)企業(yè)適應(yīng)未來原料低品位化，從而干擾推動開發(fā)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(chǎn)業(yè)從初級向高端發(fā)展，將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢的一種手段。

逆全球化與再全球化

今年6月，清華大學(xué)教授魏少軍在集成電路論壇上，發(fā)表了《半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的再全球化》的演講，其中公布了不少有關(guān)國內(nèi)半導(dǎo)體的數(shù)據(jù)，值得注意的是，盡管國產(chǎn)芯片的價值份額從2013年的13%上升到2022年的41.4%，但作為“中國制造2025”倡議的一個關(guān)鍵目標，半導(dǎo)體自給率到2025年仍然無法達到70%。

他強調(diào)的是，中國半導(dǎo)體制造行業(yè)過去十年間的加速增長，主要是由于外國公司在中國經(jīng)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(dǎo)體公司的平均復(fù)合年增長率（CAGR）為14.7%。然而，來自中國臺灣、韓國和其他地方的非中國大陸晶圓制造企業(yè)的復(fù)合年增長速度更高，達到了30%。這不僅使中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的擴張速度翻倍，也凸顯了中國半導(dǎo)體制造業(yè)對外部廠商的持續(xù)依賴。

可以說，國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)受益于全球化的發(fā)展，在新世紀到來后得以在全球半導(dǎo)體中扮演一個重要角色，來自世界各地的投資和需求讓國內(nèi)的半導(dǎo)體企業(yè)乘上了東風，完成了從無到有，從有到豐富的蛻變過程。

但國內(nèi)的半導(dǎo)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(dǎo)體全球化過程也隨之中斷，供應(yīng)鏈出現(xiàn)碎片化，在這樣的逆全球化的背景之下，對外部依賴較高的國內(nèi)半導(dǎo)體制造業(yè)自然就會受到巨大的沖擊。

如今，主要國家和地區(qū)的半導(dǎo)體供應(yīng)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、臺積電、格芯和德州儀器等在內(nèi)的多家公司正在美國建設(shè)新的晶圓廠；日本大舉拉攏臺積電、美光等半導(dǎo)體大廠，同時推進與IBM和Rapidus的合作，推進開發(fā)2nm制程工藝；歐洲也出臺了對應(yīng)的芯片法案，要在2030年之前，把目前10%的全球半導(dǎo)體市場份額翻一倍……

同時，這些國家紛紛出臺對中國的半導(dǎo)體限令，上到美國，下到日本，小到芯片，大到設(shè)備，通通被列入了管控的范圍之內(nèi)，國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)空有一身功夫卻難以施展。

也難怪臺積電創(chuàng)始人張忠謀在幾次采訪中重申“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(mào)易走向死亡，他也認為，全球供應(yīng)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余，也降低了芯片的普及性。

如此境地之下，國內(nèi)半導(dǎo)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(fā)展半導(dǎo)體。

但再全球化并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，吸引并留住外資企業(yè)，同時解決國產(chǎn)企業(yè)在技術(shù)、設(shè)備和材料上的后顧之憂，才是再全球化的現(xiàn)實難題。

而市場和原料，既是國內(nèi)的優(yōu)勢，必要時候也是一種實現(xiàn)再全球化的反制手段。

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

但它們確實能夠撬動千億美元級別的市場，原因不在于它的重要性，而是一種全球化的思維行為慣性，美國日本數(shù)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能暢銷于中國，同樣是全球化的影響之一。

牽一發(fā)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。

哪里會有真的跳出三界外，不在五行中的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)呢？