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近日，商務(wù)部、海關(guān)總署經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，發(fā)布《關(guān)于對鎵、鍺相關(guān)物項實施出口管制的公告》，決定對鎵、鍺實施出口管制。
中國z府對鎵和鍺實施出口管制，8月1日正式實施
據(jù)了解，管制的具體內(nèi)容包含：金屬鎵、氮化鎵（包括但不限于晶片、粉末、碎料等形態(tài)）、氧化鎵（包括但不限于多晶、單晶、晶片、外延片、粉末、碎料等形態(tài)）、磷化鎵、砷化鎵（包括但不限于多晶、單晶、晶片、外延片、粉末、碎料等形態(tài)）、銦鎵砷、硒化鎵、銻化鎵共8類鎵相關(guān)物項以及金屬鍺、區(qū)熔鍺錠、磷鍺鋅、鍺外延生長襯底、二氧化鍺、四氯化鍺共6類鍺相關(guān)物項。出口商如果想開始或繼續(xù)出口，將需要向中國商務(wù)部申請許可證，并需要報告海外買家及其申請的詳細(xì)信息。該規(guī)定自2023年8月1日起正式實施。
中國鎵、鍺資源在全球占據(jù)主導(dǎo)地位，美國超過一半以上進(jìn)口來自中國
作為極為重要的稀缺戰(zhàn)略資源，鎵和鍺廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、衛(wèi)星通信、太陽能電池等領(lǐng)域，和高新科技、軍工、國防等領(lǐng)域密切相關(guān)。目前這兩種稀有金屬均被美國列為 35 種關(guān)鍵礦產(chǎn)目錄，也被歐盟列入 61 種關(guān)鍵原材料目錄，戰(zhàn)略資源地位顯著。
中國是全球最大的鎵供給國，美國從中國進(jìn)口占比為53%
鎵是一種低熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)的稀散金屬，有“電子工業(yè)脊梁”的美譽(yù)，具有高導(dǎo)電性、中等導(dǎo)熱性和液態(tài)低毒等特性。
從供給來看，根據(jù) USGS的數(shù)據(jù)，2022年我國原生鎵產(chǎn)量約 606 噸，消費(fèi)量約 500 噸，原生鎵產(chǎn)量占據(jù)全球 98%。由于我國產(chǎn)能占主導(dǎo)地位，并且近年來產(chǎn)量略有上升趨勢，包括日本、韓國、俄羅斯和烏克蘭等在內(nèi)的其他原生鎵生產(chǎn)國均未擴(kuò)產(chǎn)。
我國原生鎵產(chǎn)量占據(jù)全球市場份額的98%
數(shù)據(jù)來源：USGS
而在需求方面，隨著我國鎵產(chǎn)業(yè)鏈不斷向高端發(fā)展，美國對我國鎵產(chǎn)業(yè)鏈依賴程度也在不斷上升。據(jù)USGS的數(shù)據(jù)，2013-2016 年，美國直接從中國進(jìn)口的金屬鎵占比約為僅為33%，而到2018-2021 年，美國直接從中國進(jìn)口的金屬鎵占比已經(jīng)提升至53%。
中國也是全球最大的鍺供給國，美國54%金屬鍺從中國進(jìn)口
鍺（Germanium）是一種化學(xué)元素，鍺單質(zhì)是一種灰白色準(zhǔn)金屬，有光澤、質(zhì)硬，屬于碳族，化學(xué)性質(zhì)與同族的錫與硅相近。
從供給來看，根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)，2021 年全球原生鍺產(chǎn)量達(dá) 159 噸，其中我國產(chǎn)出原生鍺 110 噸，占全球近 70%。其他生產(chǎn)國包括俄羅斯、美國、比利時、玻利維亞和澳大利亞等，產(chǎn)量一般較小。由于鍺資源的天然稀缺性和當(dāng)前全球多國對其實行戰(zhàn)略保護(hù)措施，全球鍺礦供應(yīng)量短期內(nèi)難有較大提升。
而在需求方面，雖然美國鍺金屬儲量占全球 45%，位列世界第一，但美國于2018年將鍺列入 35 種關(guān)鍵礦產(chǎn)目錄中，且由于美國大量可開采鍺儲量蘊(yùn)藏在鋅礦床中，基于保護(hù)戰(zhàn)略物資及開采經(jīng)濟(jì)性等考量，美國已停止開采本國鍺資源。因此，美國的鍺用量主要來自于進(jìn)口，而中國是其最大的進(jìn)口國，2018-2021 年美國約54%的金屬鍺直接進(jìn)口自中國。
數(shù)據(jù)來源：USGS
鎵鍺供需平衡被打破帶動價格上漲，中國在關(guān)鍵戰(zhàn)略資源領(lǐng)域的話語權(quán)得到提升
中國作為全國最大的鎵、鍺供應(yīng)國，美國的鎵、鍺資源嚴(yán)重依賴于中國，此次中國對鎵、鍺相關(guān)物項實施出口管制，必將改變鎵、鍺的短期供需結(jié)構(gòu)，并且將鎵、鍺的資源地位上升到了國家戰(zhàn)略的層面。
從短期來看，鎵、鍺的限制政策2023年7月3日出臺，8月1日正式生效，給了相關(guān)廠商一個月的緩沖期。在這一個月的窗口期里，已有眾多國際客戶開始囤貨，不僅帶動了鎵、鍺相關(guān)訂單需求的短期增長，而且也驅(qū)動二者相關(guān)物項的價格也在不斷水漲創(chuàng)高。
7月前一周金屬鎵、7N 高純鎵、6N 高純鎵漲幅分別達(dá) 11.3%/9.6%/10.4%
另一方面，鎵、鍺相關(guān)物項具有明顯的軍民兩用屬性，中國對鎵、鍺相關(guān)物項實施出口管制是國際通行做法，目的是為了維護(hù)國家安全和利益，更好履行國際義務(wù)。出口管制不是禁止出口，符合相關(guān)規(guī)定的將予以許可；此外，中國對鎵、鍺實施出口管制，在一定程度上也是對美國聯(lián)合日本、荷蘭等盟國限制中國半導(dǎo)體、高科技發(fā)展的反制措施，有望驅(qū)動美國緩和與中國的對話關(guān)系，增強(qiáng)中國在關(guān)鍵戰(zhàn)略資源領(lǐng)域的話語權(quán)。
這四代半導(dǎo)體的芯片產(chǎn)業(yè)鏈或受影響
對半導(dǎo)體而言，鍺和鎵都是半導(dǎo)體行業(yè)的主要原料，其中鍺與硅一樣是第一代半導(dǎo)體的代表材料，砷化鎵、氮化鎵和氧化鎵則分別是第二代、第三代、第四代半導(dǎo)體的代表材料。此次出口管制，必將對相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的供銷產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
影響之一：鍺基芯片產(chǎn)業(yè)鏈
鍺（Ge）是一種稀有金屬元素，在自然界分布極少，其具有較高的電子遷移率和空穴遷移率，可用于制作低壓大電流和高頻器件，屬于優(yōu)良的半導(dǎo)體材料。
在 1950 年至 1970 年間，鍺曾被大量制造成鍺晶體管，后因硅的提純技術(shù)發(fā)展和大量使用才漸漸被替代，但鍺半導(dǎo)體器件具有非常小的飽和電阻，幾乎無熱輻射、功耗極小等優(yōu)點(diǎn)，因而仍被應(yīng)用于特殊領(lǐng)域的特定場景。目前，鍺襯底應(yīng)用于半導(dǎo)體器件的場景較少，主要用于太陽能電池等領(lǐng)域較多一點(diǎn)。
從競爭格局來看，由于鍺資源具有稀缺性特征，鍺襯底產(chǎn)業(yè)存在較高的進(jìn)入壁壘，全球鍺襯底行業(yè)集中度較高，主要生產(chǎn)企業(yè)包括優(yōu)美科（Umicore）、北京通美、云南鍺業(yè)、廣東先導(dǎo)、有研新材等。
技術(shù)水平方面，目前Umicore擁有 4-12英寸鍺襯底產(chǎn)品，主要應(yīng)用于空間太陽能電池、光伏、LED、VCSEL 等領(lǐng)域；云南鍺業(yè)具有生產(chǎn)4-6英寸VGF法“零位錯”太陽能電池用鍺襯底的能力，并且已經(jīng)成功研發(fā)了具有國際領(lǐng)先水平的8英寸太陽能鍺襯底，為未來市場的拓展莫定了基礎(chǔ)；北京通美擁有2-6英寸鍺襯底的生產(chǎn)能力，并具有年產(chǎn)143.30萬片的產(chǎn)能（折合2英寸）。目前，北京通美已經(jīng)著手向有關(guān)部門申請許可證，以繼續(xù)從中國出口鎵和鍺基板產(chǎn)品，努力將對客戶的干擾降至最低。
影響之二：砷化鎵基芯片產(chǎn)業(yè)鏈
砷化鎵是砷與鎵的化合物。砷化鎵作為半導(dǎo)體材料具有優(yōu)良的特性，使用砷化鎵襯底制造的半導(dǎo)體器件，具備高功率密度、低能耗、抗高溫、高發(fā)光效率、抗輻射、高擊穿電壓等特性，因此砷化鎵襯底被廣泛用于生產(chǎn) LED、射頻器件、激光器等器件產(chǎn)品。
在襯底材料方面，砷化鎵襯底供應(yīng)商以以歐美日企業(yè)為主。其中日本的住友、德國的 Freiberger和美國的 AXT三家公司合計約占全球 90%的市場份額。住友是全球半絕緣型砷化鎵單晶片水平最高的公司，以 VB 法生產(chǎn)砷化鎵為主，能夠量產(chǎn)4寸和6寸單晶片；德國Freiberger 主要以VGF、LEC法生產(chǎn)2到6英寸砷化鎵襯底，產(chǎn)品全部用于微電子領(lǐng)域；美國AXT產(chǎn)品中一半用于LED，一半用作微電子襯底；國內(nèi)方面，砷化鎵襯底供應(yīng)商包括廣東先導(dǎo)、三安光電、浙江康鵬、云南鍺業(yè)、大慶佳昌、江西德義等。國內(nèi)供應(yīng)商砷化鎵襯底主要用于LED芯片，少數(shù)公司如云南鍺業(yè)用于射頻的砷化鎵襯底逐漸放量。
在外延片方面，IQE、全新光電、住友化學(xué)、英特磊為全球主要的供應(yīng)商，其中IQE占據(jù)外延片市場 53% 的市場份額。而在國內(nèi)市場上，涉及砷化鎵襯底業(yè)務(wù)的公司較少，除北京通美外，廣東先導(dǎo)等公司在生產(chǎn) LED 的砷化鎵襯底方面已具備一定規(guī)模。
在器件方面，目前GaAs 射頻器件市場主要由 IDM 廠商 Skyworks、Qorvo、博通和日本村田等壟斷，其中 Skyworks、Qorvo 和博通市場份額合計約 70%。而這些大型 IDM 廠擴(kuò)產(chǎn)趨于謹(jǐn)慎，會選擇將毛利率較低的 4G 產(chǎn)品外包給穩(wěn)懋、環(huán)宇和宏捷等砷化鎵代工廠商，使產(chǎn)能優(yōu)先滿足高毛利產(chǎn)品，在需求旺盛自身產(chǎn)能滿載的時候也會外包部分 5G 訂單。
影響之三：氮化鎵（GaN）基芯片產(chǎn)業(yè)鏈
相較于 Si 和 GaAs 的前兩代半導(dǎo)體材料，GaN 和 SiC 同屬于寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有擊穿電場強(qiáng)度高、飽和電子漂移速度高、熱導(dǎo)率大、介電常數(shù)小、低損耗和高開關(guān)頻率等特點(diǎn)，適合于制作高頻、大功率和小體積高密度集成的電子器件。GaN 的市場應(yīng)用包括消費(fèi)電子、各類電源、電動汽車、激光雷達(dá)等。
從商業(yè)化進(jìn)程來看，除了運(yùn)用在基站，消費(fèi)電子快充市場是GaN 另外一個快速增長的領(lǐng)域。相較于硅基功率器件，GaN 能大大縮小手機(jī)充電器體積。隨著安卓廠商和 第三方配套廠商陸續(xù)推出相關(guān)產(chǎn)品， GaN 快充有望在消費(fèi)電子領(lǐng)域快速普及。
從競爭格局來看，根據(jù)TrendForce的數(shù)據(jù)，全球GaN功率半導(dǎo)體市場較為集中，2021年全球前5大廠商為Navitas、PI、英諾賽科、EPC和Transphorm，CR5為93%。其中Navitas市場份額近30%，累計出貨量已超7500萬顆。國內(nèi)廠商英諾賽科市場份額為20%。除了上述廠商外，包括英飛凌、恩智浦、意法半導(dǎo)體、華潤微等傳統(tǒng)功率器件廠商也都有在氮化鎵有所布局。
影響之四：氧化鎵基芯片產(chǎn)業(yè)鏈
在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，從硅、鍺到砷化鎵、銻化銦，從碳化硅、氮化鎵到如今的氧化鎵，業(yè)界對于材料技術(shù)的研究從未止步。
氧化鎵是一種透明氧化物半導(dǎo)體材料，目前主要應(yīng)用于IGZO靶材、發(fā)光材料、晶體材料、催化劑及其他制品。但因為氧化鎵襯底具有高禁帶寬度以及擊穿場強(qiáng)等特點(diǎn)，是第四代半導(dǎo)體的代表性材料之一。有專業(yè)機(jī)構(gòu)預(yù)測，2020-2025年全球氧化鎵材料市場年均增長率在40%以上，到2030年全球氧化鎵功率器件市場規(guī)模預(yù)計將達(dá)到200億元左右。
我國開展氧化鎵研究已經(jīng)十余年，從2英寸和4英寸，到6英寸，再到最新的8英寸，氧化鎵制備技術(shù)正愈發(fā)走向成熟。
從主要玩家來看，我國目前已有中電46所、西安電子科技大學(xué)、西安郵電大學(xué)、上海光機(jī)所、上海微系統(tǒng)所、復(fù)旦大學(xué)、南京大學(xué)、山東大學(xué)等數(shù)十家高校及科研院所正在積極展開氧化鎵項目的研發(fā)工作；此外，包括鎵族科技、富加鎵業(yè)、銘鎵半導(dǎo)體、進(jìn)化半導(dǎo)體等企業(yè)也紛紛涌入氧化鎵基礎(chǔ)材料領(lǐng)域，開始氧化鎵材料的商業(yè)化落地變現(xiàn)。
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