前言
鎵獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，使其在半導(dǎo)體、光伏、通訊、醫(yī)療等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用潛力。近年來(lái)國(guó)內(nèi)鎵消費(fèi)量快速攀升。2023年我國(guó)鎵消費(fèi)量達(dá)520噸，較2019年的262噸增長(zhǎng)258噸；其中化合物半導(dǎo)體消費(fèi)量占比42%，磁材摻鎵占比29%。目前，主要的鎵資源儲(chǔ)量集中在少數(shù)幾個(gè)國(guó)家和地區(qū)，我國(guó)占比68%。作為鎵資源大國(guó)，近年來(lái)我國(guó)鎵產(chǎn)量呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，我國(guó)長(zhǎng)期在全球鎵產(chǎn)業(yè)中占據(jù)重要地位，鎵產(chǎn)量占全球的比重均在90%以上。鎵是極為重要的戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源，對(duì)其進(jìn)行必要的儲(chǔ)備后，可優(yōu)先進(jìn)行精深加工，從中獲取更高價(jià)值。近年來(lái)，中國(guó)企業(yè)向鎵精加工領(lǐng)域不斷探索， 7N、8N級(jí)別產(chǎn)品隨之增多，鎵加工以純度不高的5N、6N級(jí)別產(chǎn)品為主的情況發(fā)生轉(zhuǎn)變。隨著產(chǎn)品品質(zhì)提升，我國(guó)鎵出口市場(chǎng)向好，鎵出口量總體呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)且遠(yuǎn)超進(jìn)口量。數(shù)據(jù)顯示，2020年、2021年、2022年我國(guó)鎵出口量分別為82.8噸、75.6噸、94.4噸，進(jìn)口量分別為11噸、6.5噸、22.9噸。
一、鎵在半導(dǎo)體等領(lǐng)域展現(xiàn)出應(yīng)用潛力，國(guó)內(nèi)消費(fèi)量持續(xù)增長(zhǎng)
觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)鎵行業(yè)現(xiàn)狀深度研究與發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告（2024-2031年）》顯示，鎵是一種銀白色、柔軟的金屬元素，具有低熔點(diǎn)、低毒性、高導(dǎo)電性、高抗腐蝕性等特點(diǎn)。鎵獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，使其在半導(dǎo)體、光伏、通訊、醫(yī)療等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用潛力。
鎵在不同領(lǐng)域應(yīng)用情況
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | 簡(jiǎn)介 |
| 半導(dǎo)體 | 鎵本身并不是半導(dǎo)體，但由于其可與砷、氮、硒、碲、磷、銻等金屬和非金屬形成的一系列鎵基化合物，這些化合物均為優(yōu)質(zhì)半導(dǎo)體材料，可以被用于集成電路、探測(cè)器、光電材料和大型電子器件的制造。 |
| 光伏發(fā)電 | 銅銦鎵硒Cu(In, Ga)Se2 (CIGS)合金被用于薄膜太陽(yáng)能電池，效率高且穩(wěn)定，在這種鎵銦合金中約有30%Ga的化合物[67]。主要原理是銅銦鎵硒 (CIGS) 合金中的In被Ga替代，使其中的禁帶寬度得以調(diào)節(jié)，提高了光電轉(zhuǎn)化效率。銅銦鎵硒薄膜太陽(yáng)能電池在光伏發(fā)電領(lǐng)域明顯優(yōu)于以硅基、非晶硅為主體材料的太陽(yáng)能電池，而近年來(lái)技術(shù)發(fā)展，成本降低，該行業(yè)的鎵需求量也會(huì)隨之提升，發(fā)展?jié)摿薮蟆? |
| 磁性材料 | 鎵在磁性材料領(lǐng)域也有應(yīng)用，如用于制造高性能的磁記錄材料和磁傳感器等。 |
| 通訊 | 鎵在通訊領(lǐng)域中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在光通訊領(lǐng)域，如制造光纖、光纖放大器、光開(kāi)關(guān)等。 |
| 醫(yī)療 | 在對(duì)惡性腫瘤的診斷治療過(guò)程中，以放射性68Ga為核心的 [68Ga]Ga-DOTA-FAPI-04 PET/CT在對(duì)各種類(lèi)型腫瘤患者的原發(fā)及轉(zhuǎn)移病灶的成像過(guò)程中，對(duì)腫瘤有非常高的描繪能力，能很好顯示原發(fā)腫瘤和轉(zhuǎn)移性病變。 |
| 航空航天 | 鎵在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在制造發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣嘴、火箭推進(jìn)劑等。 |
| 其他 | 由于鎵熔點(diǎn)低，是一種獨(dú)特的液態(tài)金屬，無(wú)毒不易揮發(fā)，鎵銦、鎵錫液態(tài)金屬可替代水銀制成安全無(wú)毒的體溫計(jì)；由于鎵銦液態(tài)金屬極好的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性，使其成為神經(jīng)系統(tǒng)治療與研究的材料保障；同時(shí)，低熔點(diǎn)使Ga合金可用于自動(dòng)滅火裝置。單質(zhì)鎵具有較高的沸點(diǎn)，使其成為高溫溫度計(jì)的選材之一；另外，鎵對(duì)中子有較強(qiáng)的吸收能力，也讓其作為熱載體應(yīng)用于核反應(yīng)堆中。 |
資料來(lái)源：觀研天下整理
近年來(lái)，隨著半導(dǎo)體、5G、光伏等行業(yè)發(fā)展，國(guó)內(nèi)鎵消費(fèi)量快速攀升。2023年我國(guó)鎵消費(fèi)量達(dá)520噸，較2019年的262噸增長(zhǎng)258噸；其中化合物半導(dǎo)體消費(fèi)量占比42%，磁材摻鎵占比29%。
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二、鎵資源儲(chǔ)量豐富且產(chǎn)量大，中國(guó)長(zhǎng)期在全球鎵產(chǎn)業(yè)中占據(jù)重要地位
鎵在地殼中的含量雖然相對(duì)較高，但主要以伴生礦的形式存在。目前，主要的鎵資源儲(chǔ)量集中在少數(shù)幾個(gè)國(guó)家和地區(qū)，我國(guó)占比68%。
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作為鎵資源大國(guó)，近年來(lái)我國(guó)鎵產(chǎn)量呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，我國(guó)長(zhǎng)期在全球鎵產(chǎn)業(yè)中占據(jù)重要地位，鎵產(chǎn)量占全球的比重均在90%以上。根據(jù)數(shù)據(jù)，2022年我國(guó)鎵產(chǎn)量為606噸，占全球的比重為96.8%；2023年我國(guó)鎵產(chǎn)量為701噸，占全球的比重為96.0%。
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三、中國(guó)企業(yè)向鎵精加工領(lǐng)域不斷探索，將從中獲取更高價(jià)值
鎵是極為重要的戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源，對(duì)其進(jìn)行必要的儲(chǔ)備后，可優(yōu)先進(jìn)行精深加工，從中獲取更高價(jià)值。近年來(lái)，中國(guó)企業(yè)向鎵精加工領(lǐng)域不斷探索， 7N、8N級(jí)別產(chǎn)品隨之增多，鎵加工以純度不高的5N、6N級(jí)別產(chǎn)品為主的情況發(fā)生轉(zhuǎn)變。
中國(guó)鎵企業(yè)布局情況
| 企業(yè)名稱(chēng) | 鎵產(chǎn)品純度 | 簡(jiǎn)介 |
| 廣東先導(dǎo)稀材股份有限公司 | 6N-8N5 | 廣東先導(dǎo)稀材股份有限于1995年成立，其產(chǎn)品包含硒、碲、鎵、銦、鈷、鎘等，應(yīng)用于各種終端市場(chǎng)，包括半導(dǎo)體、顯示、電子、光伏、LED、紅外材料、聲光、熱電、光電傳感器、輻射探測(cè)器、制藥、飼料添加劑、玻璃、陶瓷和冶金等領(lǐng)域。該公司也從事紅外激光材料、化合物半導(dǎo)體材料、薄膜材料的生產(chǎn)和相關(guān)的資源回收業(yè)務(wù)。 |
| 北京通美晶體技術(shù)股份有限公司 | 6N-8N5 | 北京通美的高純材料產(chǎn)品包括高純鎵(6N、7N、8N級(jí)別)、鎵鎂合金、銦鎂合金、高純磷化銦多晶等，主要通過(guò)下屬子公司金美鎵業(yè)生產(chǎn)高純鎵等產(chǎn)品，系國(guó)內(nèi)高純鎵產(chǎn)品最大制造商，主要用以保障自身III-V族化合物半導(dǎo)體襯底生產(chǎn)，剩余產(chǎn)能用以對(duì)外銷(xiāo)售。 |
| 武漢拓材科技有限公司 | 4N-7N5 | 武漢拓材科技有限公司成立于2015 年10月，主要生產(chǎn)的產(chǎn)品有純度從4N到8N之間的碲、鎘、銦、鎵、銻、鍺、砷、硒、鋁、鋅、磷等十五種高純?cè)禺a(chǎn)品，以及磷化銦、碲化鎘、銻化鎵、氧化鍺、氧化鎵、銦等高純化合物材料。 |
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四、出口市場(chǎng)向好，我國(guó)鎵出口量總體呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)且遠(yuǎn)超進(jìn)口量
隨著國(guó)內(nèi)產(chǎn)品品質(zhì)提升，我國(guó)鎵出口市場(chǎng)向好，鎵出口量總體呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)且遠(yuǎn)超進(jìn)口量。數(shù)據(jù)顯示，2020年、2021年、2022年我國(guó)鎵出口量分別為82.8噸、75.6噸、94.4噸，進(jìn)口量分別為11噸、6.5噸、22.9噸。
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