回擊晶片制裁，中國禁向美國出口輕金屬鎵、鍺

中美貿易戰持續升級，本月初，美國政府對中國祭出晶片出口新限制，中國立刻回擊禁止向美國出口鎵、鍺、銻等金屬原料。這些金屬市場雖然不大，但戰略意義卻至關重大。

與銅、石油等大宗商品市場相比，不是特別稀有的鎵、鍺金屬市場很小，根據美國政府數據，2022 年美國進口金屬鎵、砷化鎵晶圓金額僅約 2.25 億美元。

然而中國長期以來一直以相對便宜的價格出口這些金屬，目前是鎵、鍺最大輸出國──鎵供應量占全球 94%，鍺供應量占全球 83%。

隨著中國產量增加，其他國家紛紛削減產量，儘管鎵很容易透過熔煉取得，美國也擁有這些礦藏，但尚未開採，據美國地質調查局數據，美國約一半鎵、鍺金屬供應直接來自中國，若中國全面禁止鎵和鍺出口，此舉可能導致美國 GDP 損失達 34 億美元，晶片製造業占淨損失 40% 以上，同時導致鎵、鍺價格上漲，具一定戰略意義。

鎵有何用途？

鎵、鍺都是晶片製造、通訊、國防工業等領域關鍵金屬原料，室溫下鎵為一種可用刀切割的柔軟銀色金屬，但熔點低（僅 29.76 ℃），放到手上就會因手心溫度而熔化，看起來相當無用，實際上很常見，容易結合其他金屬形成低熔點合金。

▲ 鎵於室溫下是質地柔軟的銀色金屬。（Source：en:user:foobar, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons）

類比積體電路（IC）是鎵最主要用途，約 95% 用於製造砷化鎵（GaAs）化合物，電晶體、發光二極體是鎵第二大用途，也能用於溫度計、氣壓計、藥物、核子醫學測試。

自然界任何礦物都找不到大量鎵，它通常以微量形式存於各種化合物內，比如鋅礦石、鋁礬土（Bauxite），據 PeriodicTable.com 數據，鎵約占地殼 0.0019%。

鎵應用於核彈可以穩定晶體結構，把鎵塗在玻璃上會形成明亮、高反射表面，使玻璃變成一面有光澤的鏡子。

鍺有何用途？

鍺的用途包括光纖、夜視鏡、太空探索等，多數衛星均採用鍺基太陽能電池供電，據美國地質調查局數據，鍺的使用比例為：約 30% 用於紅外線（IR）光學元件，包括偵測器； 20% 用於光纖通訊； 15% 用於電子產品、太陽能電池； 5% 用於磷光體、冶金和有機物（包括藥物）。

▲ 外觀呈灰白色的鍺多晶體。（Source：Jurii, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons）

純鍺是種灰白色類金屬，同時具有金屬和非金屬性質，外表堅硬有光澤，具類金剛石的晶體結構，化學和物理性質與矽相似。

鍺也是一種重要半導體，主要用於電晶體和積體電路，通常由鍺和少量砷、鎵或其他金屬製成形成化合物。在玻璃中添加氧化鍺可提高折射率，應用於廣角鏡頭、紅外線設備等，高純度鍺單晶探測器則能精確識別輻射源（例如用於機場安檢）。

與矽等傳統材料相比，鍺由於能隙小，電子更容易躍遷到更高能態，因此應用於光電探測器的吸收率和效率也更高，信噪比更好，可以在目標波長下接收更多有效資訊。

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（首圖來源：AI 生成）