都说中国近年来没有战争,其实没有硝烟的战争一直在进行。近几年,欧美国家对半导体设备进行出口管制,企图阻止我国相关产业的进步,以期能够继续实行垄断。然而他们有他们的三板斧,我们也有我们自己的金箍棒。

据商务部消息:决定自2023年8月1日起,对镓、锗相关物项实施出口管制。消息一出,欧美方面就开始嘴硬,彭博社甚至发出威胁:一旦西方追上来,中国将失去主导地位。

哎呀我们好怕怕呀,好像限制出口这件事真的是我们吃亏似的。但只要稍微有点常识就能想明白,彭博社的这个威胁,恰好说明他们急了。事实也说明了这一点,限制出口的消息一出,韩国就计划派人来华磋商;日本的反应更激烈,他们威胁中国要通过世贸进行反制,荷兰则要求欧盟出面交涉。

镓、锗到底有什么用,为什么中国限制出口他们会急得跳脚?

战略性矿产

镓是一种化学元素,原子序数为31,属于周期表中的p-区元素。它的外层电子结构为2-8-18-3,使得镓具有一些特殊的物理和化学性质。镓是一种银白色的金属,在常温下处于固态。它的熔点相对较低,约为29.76摄氏度,因此在室温下可以轻松地将其变为液态。此外,镓还具有良好的电导率和热导率,这使得它在电子领域有着重要的应用。

在高新技术产业中,镓被广泛用于半导体领域。由于镓的特殊物理性质,它成为制造高效能电子器件的理想材料之一。例如,镓基太阳能电池利用了镓的光电转换特性,将太阳光转化为电能。此外,镓还被用于制造光电二极管(LED)和半导体激光器等光电设备。这些设备在照明、通信、显示技术等领域发挥着重要作用。

此外,镓还在核工业中具有应用。镓-67被广泛用于肿瘤治疗中的放射性同位素疗法。该同位素通过放射性衰变释放出带电粒子,从而杀死癌细胞。这一疗法在医学上有着重要的意义,对于某些类型的癌症治疗来说是一种有效的选择。

接下来,让我们转向锗。锗是一种化学元素,原子序数为32,也属于周期表中的p-区元素。它的外层电子结构为2-8-18-4,与镓相比,锗的物理和化学性质略有不同。锗是一种灰白色的半金属,在常温下也处于固态。它的熔点相对较高,约为938.25摄氏度。

在高新技术产业中,锗也具有广泛的应用。由于锗的半导体特性,它被用于制造晶体管和其他电子器件。锗晶体管在一些特殊的应用中,如太空科学和高能物理实验中,具有优越的性能。锗还被用于制造红外探测器,用于军事、安防等领域的热成像技术。

此外,锗还在光纤通信领域具有重要作用。由于锗具有较高的折射率和非线性光学性质,它被用于制造可调谐激光器和光纤放大器等设备。这些设备在现代通信系统中扮演着关键角色,促进了数据传输速度和容量的提升。除了经济社会外,这两种矿产还具有广泛的军事用途。

当然,这种矿产其实也并非中国独有。因此欧美方面部分人也嘴硬说要自己生产,不怕中国限制。但其实他们小看了这件事的难度。

矿产分布与提炼

镓和锗都是稀有金属元素。稀有金属元素不同于常见金属(如铁、铜、铝等),其相对较低的自然储量和较高的经济价值使其得名为"稀有"。这些元素在地球上分布非常稀少,一般以矿石或矿物的形式存在,并往往难以从地壳中提取和获取。这种稀少不仅是分布少,而且还不集中,它们以稀少分散状态伴生在其他矿物之中,只能随着主金属开采时被回收利用。锗主要伴生在含锗褐煤矿,镓主要伴生于铝土矿中。目前我国对铝矿的进口依赖为总量的60%左右,很多人就奇怪了,那这岂不是外国的镓和锗还要比中国多?

其实不然,并非铝土矿就一定有镓。实际上,各国目前储量分布上呈现出部分地区集中的情况。据估计,我国的镓储量约为27.93万吨,占全球总储量的68%左右,剩下的32%又大部分分布在俄罗斯、乌克兰、德国等国家。由于目前特殊的国际形势,俄罗斯和乌克兰的相关产量大幅降低,我国的产出就越发重要。

在我国,镓和锗主要分布在四川、云南、内蒙古、吉林等地区。以内蒙古高锗褐煤为例,往往一吨煤中也只有10克左右的锗。如果说仅仅是开采难度大倒也罢了,它的提炼难度也非常大。

镓的提炼难度较高,主要是因为它在自然界中并不以纯净的金属形式存在,而是以化合物的形式存在。常见的镓矿石包括硫镓矿和硅镓矿,它们含有少量的镓。提炼镓通常需要经过多个步骤,包括矿石的选矿、矿石破碎、浸出、溶解、电解等过程。同理锗也主要存在于锗石和锗闪锌矿中。在多个提炼过程中,最后的电解无疑是最重要的。

以电解铝为例,吨铝铝液电解交流电耗为1.3万度电。山东滨州的氧化铝、电解铝、铝材加工产量占比均居全国首位,这使得滨州每年的耗电量甚至超过北京、广州等一线城市,2021年耗费了1235亿度电,这对欧美国家是难以想象的消耗。

欧洲的能源危机

以旁观者的角度来看,欧美这几年实在过得不咋好。特别是欧洲,去年天然气紧张,甚至担心他们会冻死不少人,这在21世纪是相当魔幻的现实。欧洲国家的能源危机可见一斑。

前几年欧洲对环保呼声极高,为此还关闭了不少火电站和核电站,这就导致他们的发电量下降,根本没有多余的电来搞耗电极大电解铝工业。这几年欧美提环保的声音越来越小,不得不说也有“亡羊补牢”的意味。当然我们仍然提倡环保,并坚持绿水青山就是金山银山的理念,这一点上倒还真有点“攻守之势异也”的味道。

此外提炼技术方面我国也已经站在世界前列。目前供应世界的镓、锗等稀散金属早已不是初级粗镓锗产品,而是高纯金属等深加工产品。欧美方面由于技术原因,最近几年甚至主动停产,比如德国和乌克兰分别在2016 年和2019 年停止了部分镓生产企业。这时候他们想要重操旧业,并追赶我们,起步着实太晚。可以想像这是一件费力不讨好的事情,相关企业真要投入,就得做好长期亏损的准备。在这样的形势下,注定了全球市场大部分都由中国供应。

近10年来,我国累计供应了全球68.5%的锗。因此也怪不得我们刚宣布管制出口,部分国家就开始跳脚了。

 

总结

欧美国家对战略资源的限制出口是常用手段,他们妄图通过对半导体设备进行出口管制,来卡我们脖子。但当我们采用这些常用手段时,一些国家就坐不住了。需要注意的是,我国其实并没有完全禁止相关产品的出口,8月1日起对镓、锗相关物项实施的出口管制,是允许相关企业在取得出口许可的情况下供应全球的,这是一种负责任的做法,对全球供应链并无破坏。

当然,我们这项措施也不是针对某个国家,只是国际上对战略性矿产的通行做法而已,这是维护国家安全的必要之举。