深度解读镓、锗产业的意义，为什么只有中国能握住这条产业线？

三大半导体材料之二迄今为止，人类科学发现是三大类半导体材料最为关键：第一大类是量大便宜的硅，硅源于沙子，物美价廉，所以现在占据了整个芯片领域原材料的最大份额。另外两个非常重要的原材料：一个是锗，一个是镓。锗最早的时候在原子周期表上是在硅的下方，比硅多一层电子层，也就是说它和硅在元素周期表上来看是一族的。最早人类发明第一个晶体管的时候，用的不是硅，用的是锗。但后来发现，锗虽然有耐高压的优势，但不耐高温，而硅既耐高压又耐高温，于是硅就取代了锗，成为了半导体晶体管的主要原材料。镓更多是通过化合物的形式出现，一般很难用纯镓来做什么东西，在芯片领域，通常是氮化镓、氧化镓、磷化镓等。具体来说，越快的芯片越需要通过“硅锗”这样的一种化合物，就是硅和锗联合起来，来加快芯片的速度。所以我们看到，28纳米以上制程（的芯片），相对于3纳米、5纳米、7纳米的先进制程来说，用硅锗的成分相对要低一些。除了芯片领域之外，还有哪些领域需要这两个元素？军事上，相控阵雷达，如宙斯盾、比如我们的05D。驱逐舰搭载的两个非常关键的要件，一个是导弹，一个相控阵雷达，一攻一守，才构成现代军舰、尤其是航母编队里主要的防卫力量和攻击力量。相控阵雷达的核心就离不开锗和镓的大规模应用。在制导（导弹）领域相关稀有元素的使用上，锗和镓也大有用武之地。在日常生活中，现在老百姓用的最多的铝合金门窗就跟镓有关。镓在自然界里很难独立存在，它不像铜矿、铁矿一样，镓一般是和铝、锌矿伴生，发现了铝矿的时候，一般里面会有大概百分之零点零几的镓。怎么提纯镓呢？一般有两个步骤：首先要先生产氧化铝，氧化铝是电解铝的原材料；然后再生产电解铝。电解铝主要用于两个领域，一个是房地产的建材，比如铝合金门窗又轻坚固性又好，能够防风；一个是汽车的车材。在这个生产过程中，镓就能被不断地提纯、归集，从而产生有用的氮化镓、氧化镓、磷化镓等。所以可以说，我们日常买铝合金门窗装修，也是间接为整个化学工业贡献了一点点的镓的化合物的产能。为什么中国在镓和锗上这么重要？金属锗方面，据USGS数据，全球锗资源中国占比41%，美国占比45%。2021年全球原生锗产量约130吨，其中，中国、俄罗斯两国的产量占全球的70%，中国是全球最大的锗生产国，占比达68%，近十年来累计供应全球68.5%的锗。美国虽然是全球最大的锗资源储量国，但自1984 年以来，就将锗作为国防储备资源进行保护，尤其是近几年已基本不再进行锗的开采。镓的生产过程是一个很长的产业链，现在全世界对于镓以及镓化合物（生产）的隐形冠军，是山东的一家企业，这家企业的主业是生产电解铝和PVC管，都是重要建材。为了生产电解铝和PVC管，这家企业就要先生产氧化铝；为了生产氧化铝，它要从国际上进口铝原土矿，同时也有中国本土开采的原土矿；在对原土矿的不断加工中，解析出镓的系列化合物。在这条长长的产业链中，尤其是生产电解铝的最后一个环节，是巨大耗电的，如果没有廉价、充足的电力供应，做不了这个事儿。