特别专题|镓和锗的战争

对冲研投 • 2023-07-06 07:51

文 | 巴顿比格斯 来源 | 巴顿比格斯 编辑 | 杨兰 审核 | 浦电路交易员

摘要

在上一篇《特别专题 | 铁矿石的战争》中提到大国博弈与产业战争是当今世界的主旋律。特别是俄罗斯对乌克兰发起特别军事行动和美西方国家对俄罗斯发起全面“绞杀式”制裁，使本已纷乱复杂的世界地缘政治格局趋于更加动荡。

战争连带产生的冲击是信任的破坏，俄乌战争中从英国限制俄罗斯股票交易，到瑞士冻结俄罗斯资产，到伦敦金属交易所取消部分时段的镍期货交易，投资者不断被刷新三观。当彼此信任不再，当规则被破坏，惯例被颠覆，即便战争停止，一起也很难恢复如初。

愈演愈烈的阵营化、集团化和供应链本土化的“去全球化”使关键矿产问题复杂化。未来国际环境中的不确定性还将增加，中国发展的外部环境或将趋于更加复杂和更加严峻，因此更需要高度关注中国战略性关键矿产安全问题。

战略关键矿产是指对经济社会发展和国家安全至关重要，由于供应短缺存在较大风险或者具有一定优势对全球供应具有较强影响力的矿产资源。当前国际贸易争端由经济领域、技术领域扩展到矿产资源领域，世界局势变化对中国矿产资源安全保障提出了新的挑战，也带来了新的机遇。

国家此次对于镓和锗实施出口管制也是从自身产业链安全角度出发的自然之举。

01 国家镓对和锗实施出口管制

7月3日晚间，商务部、海关总署联合发布公告，对镓和锗两种金属相关物项实施出口管制。公告称，根据《中华人民共和国出口管制法》《中华人民共和国对外贸易法》《中华人民共和国海关法》有关规定，为维护国家安全和利益，经国务院批准，决定对镓、锗相关物项实施出口管制。

根据公告，镓相关物项中，金属镓（单质）、氮化镓、氧化镓、磷化镓等，以及锗相关物项中的金属锗、区熔锗锭、磷锗锌、二氧化锗等未经许可，不得出口。

出口经营者应按照相关规定办理出口许可手续，通过省级商务主管部门向商务部提出申请，商务部自收到出口申请文件之日起进行审查，或者会同有关部门进行审查，并在法定时限内作出准予或者不予许可的决定。而对国家安全有重大影响物项的出口，商务部将会同有关部门报国务院批准。

根据公告，对镓和锗两种金属相关物项的出口管制将于8月1日起正式实施。

02 出口管制的法律依据

《中华人民共和国出口管制法》第十条规定，根据维护国家安全和利益、履行防扩散等国际义务的需要，经国务院批准，或者经国务院、中央军事委员会批准，国家出口管制管理部门会同有关部门可以禁止相关管制物项的出口，或者禁止相关管制物项向特定目的国家和地区、特定组织和个人出口。

第十三条规定，国家出口管制管理部门综合考虑相关因素，对出口经营者出口管制物项的申请进行审查，作出准予或者不予许可的决定，国家安全和利益被列在了第一条。

《中华人民共和国对外贸易法》第十六条规定的可以限制或者禁止有关货物、技术出口的第一个原因就是维护国家安全。第十九条规定，对限制进口或者出口的货物，实行配额、许可证等方式管理。

此次对两种金属相关物项的出口管制是依据了出口管制法，而出口管制法的核心要义就是维护国家安全。因此中国对两种金属相关物项实施出口管制是有法律依据的。

根据两部门的公告，出口者需要向商务部说明最终用户和最终用途证明，以及进口商和最终用户情况介绍。如果涉及到军事用途或者应用于危害到中国国家安全和利益的场合，那么相关部门有权力对出口做出不予许可的决定，从而实现对国家安全和利益的维护。

镓和锗都是新兴的战略关键矿产，均已被列入国家战略性矿产名录中。两种金属矿产无论是在储量还是在出口上，中国均在全球占据领先地位。

03 何为战略关键矿产？

21世纪以来，“关键矿产”（criticalminerals）高频出现在许多西方国家政府和智库报告中。美国、英国、欧盟、经济合作与发展组织、日本、加拿大和澳大利亚等国家、地区和机构相继公布或更新了相关关键矿产目录。

特别是美国，其能源部、内政部、国防部、商务部和白宫预算办公室等多部门、多次涉猎关键矿产相关战略和政策——在不足6年的时间里，特朗普和拜登先后4次签发总统令，强化关键矿产及其供应链和产业链安全问题，由此可见关键矿产的价值和意义非同小可。

战略性关键矿产时空演化具有特定规律。时间上，迄今已经被各国和国际组织列为战略性关键矿产的元素超过68种，特定矿物超过10种。其中，20世纪70年代中期之前10种，之后增加了稀土、铟、镓、锂等总数达28种。

21世纪初期，伴随战略新兴产业快速发展，铂族和镧系稀土元素的应用领域不断扩大，关键矿产和特定矿物总数已接近80种。空间上，与资源消费国不同，资源供应国更注重于自身资源禀赋、市场规模及未来需求趋势。因此，处于不同经济发展阶段及不同类型的国家，其战略性关键矿产资源种类有所差异。

图表1:不同时期被各国和国际组织列为关键矿产的种类

资料来源：中国地质科学院，巴顿比格斯

欧盟关键矿产战略

面对关键矿产供应高度集中的情况，主要经济体都在各自的政策文件中表示了担忧。欧盟在《欧洲原材料倡议（2008-2014）》、《关键原材料弹性报告》（2021）、《欧盟矿产战略》（2021）、《欧盟循环经济行动计划》（2020）等关键矿产战略文件中指出了欧盟关键矿产供应链的脆弱性，强调必须通过支持欧盟地区内矿产勘探生产、促进循环经济、减少浪费等方式增加来源多样性，打造具有韧性和安全性的供应链。

早在2011年，欧盟委员会就将14种达到或超过经济重要性和供应风险阈值的原材料确定为关键原材料，2014年调整为20种，2017年调整为27种，2020年第3次调整为30种，包括：锑、铍、铝土矿、锂、锶、硼酸盐、钴、焦煤、萤石、镓、锗、铟、镁、天然石墨、铌、磷矿石、金属硅、钨、铂族金属、轻稀土、重稀土、重晶石、铋、铪、天然橡胶、磷、钪、钽、钛、钒。

美国自冷战结束后更是相继在《国家矿产政策法案》（1995）、《美国关键矿产战略》（2018）、《美国供应链行政命令》（2021）、《内政部战略矿产政策》（2021）等法案或行政法规中多次提出，必须通过政治、经济等方面的综合力量来确保供应链在可控范围内、贯彻减少对关键矿产进口依赖的方针。

美国《关键矿产战略》

美国能源部的战略报告14种关键矿产（战略矿产）:8种稀土元素（镧、铈、镨、钕、钐、铕、铽和镝）、6种元素是锂、钴、镓、铟、碲和钇。美国内政部2018年5月发布“关键矿产”最终名单，确定等35种矿产品：铝（矾土）、锑、砷、重晶石、铍、铋、铯、铬、钴、萤石、镓、锗、石墨（天然）、铪、氦、铟、锂、镁、锰、铌、铂族金属、钾盐、稀土元素族、铼、铷、钪、锶、钽、碲、锡、钛、钨、铀、钒和锆。

此前美国内政部公布了一份被认为对美国经济和国家安全至关重要的35种战略性矿产（关键矿物清单）（FinalListofCriticalMinerals2018）。

这35种战略性矿产，几乎包括了所有的经济矿物，如工业上使用的铝、用于催化剂制造的铂族金属、用于电子产品的稀土元素、用于合金制造的锡和钛等等。

联合国环境规划署《未来持续技术用关键金属及其循环回收潜力》

该报告针对未来可持续发展技术，将必须利用的铟、锗、钽、铂族金属（特别是钌、铂、钯）、碲、钴、锂、镓、稀土金属元素（包括16种元素）以及其他“高技术金属”归类为“绿色稀有金属”。该报告列出了4类未来可持续技术及所应用的金属，包括：电力和电子设备技术所必须利用的钽、铟、钌、镓、锗、钯等；光伏技术所必须利用的镓、碲、锗、铟等；电池技术所必须利用的钴、锂、稀土金属等；催化技术所必须利用的铂、钯、稀土金属等。

日本《稀有金属保障战略》

国内资源最匮乏、进口依存度最高的日本则着眼于稳定长期供应关系，比如在《日本战略矿产资源计划》（2015）、《日本矿产和材料战略》（2018）、《日本原材料安全计划》（2020）等政策规划中就明确提出了建立安全采购制度、加强与资源丰富国家关系的战略方向。

日本对稀有金属定义为：“地球上存量稀少，因技术和经济因素提取困难的，现代工业以及未来伴随着技术革命所形成的新型工业所必需的金属。”根据这个定义，日本政府决定将锂、铍、硼、钛、钒、铬、锰、钴、镍、镓、锗、硒、铷、锶、锆、铌、钼、钯、铟、锑、碲、铯、钡、铪、钽、钨、铼、铂、铊、铋、稀土元素31个矿种作为优先考虑的重点矿种。在31种关键矿产原材料中，日本优先考虑10种矿产，钛、铬、锰、钴、镍、钼、硼、锶、钡（重晶石）、钯。

中国关键矿产战略

国土资源部发布全国矿产资源规划（2016－2020年）提出了强化矿产资源宏观管理，制定战略性矿产目录，在其中把24种矿产资源列入了战略性矿产目录。

其中能源矿产有：石油、天然气、页岩、煤炭、煤层气、铀

金属矿产有：铁、铬、铜、铝、金、镍、钨、锡、钼、锑、钴、锂、稀土、锆

非金属矿产有：磷、钾盐、晶质石墨、萤石。

根据自然资源部披露，稀土金属、稀有金属和稀散元素统称为“三稀”矿产。

其中，镓、锗均属于稀散元素。

《中国矿业报》刊文指出，“三稀”矿产所涉矿种产量不大，在国际市场上被纳入小矿种之列，但其用途甚广，涉及领域众多。

自然资源部披露，“三稀”矿产资源是支撑我国科技创新和迈向经济制高点的关键资源，目前已将“三稀”矿产资源列入了《全国矿产资源规划（2021—2025年）》战略性矿产资源目录。

中美的战略性矿产的异同

中国、美国、欧盟战略性关键矿产种类重合度较高。第一，中国与美国有21种（类）重合。其中，铬、锂、钴、镍、铍、锆、铌、钽和锰9种是中国短缺且供应风险较大的矿产，存在较大的潜在竞争和被“卡脖子”风险。

第二，中国与欧盟有17种（类）重合。其中，锂、钴、铌、钽、铍5种是中国供应风险较大矿种。第三，中国、美国、欧盟重合16种，如果把稀土元素展开，重合矿种达30种，其中不乏中国严重短缺矿种，未来三者或存在潜在竞争关系。

图表2:中国、美国、欧盟战略性关键矿产

资料来源：中国地质科学院，巴顿比格斯

04 产业战争

当今世界正经历百年未有之大变局，新一轮科技革命和产业变革加速演进，全球治理体系和国际秩序深度调整。当前，国际贸易争端跌宕起伏，逐渐由经济领域扩展到高科技领域，并蔓延至矿产资源领域。

世界各主要国家对矿产资源，尤其是战略性新兴产业所需关键矿产的争夺日益加剧，纷纷发布战略报告，抢占新一轮矿产资源争夺的制高点。

美国、欧盟、日本、英国、加拿大、澳大利亚等均发布了关键矿产/原材料清单，并围绕清单制订相关政策措施（其中美、欧、日、英着眼于确保供应链安全，加、澳则更多考虑获取经济利益）。中国作为世界最大发展中国家和第二大经济体，正在朝向第二个百年目标迈进，世界局势变化对中国矿产资源安全保障提出了新的挑战，也带来了新的机遇。

日本、美国由于其在材料、零部件乃至最终产品制造环节掌握关键核心技术，大量利用了他国（包括中国）的关键矿产资源。

作为美国重要战略性武器、精密仪器配件供应国，日本是全球最大稀土进口国，但日本不进口稀土矿石，而是采用国家战略囤积。近年来，日本为一些潜在稀土资源国提供贷款或援助，企业积极跟进在当地投资办厂；日本在中国进行稀土中初级加工端投资，合资企业在当地大量买入稀土初加工产品，运到国外进行深加工或储备，并成功规避中国出口限制。

美国是全球镓的最大消费国。美国AXT（AmericanXtalTechnology）公司在中国共有10家子公司和合资企业，在中国生产砷化镓、磷化铟、锗单晶片等高性能半导体基板及其他关键原材料和零件，保证了美国航空航天、国防、高性能计算机、通信等领域的关键矿产品需求。

中国具有世界上唯一齐全的产业门类。在关键矿产领域，中国生产了全球39%的精炼铜、56%的原铝、36%的镍、30%的锡、52%的锑、90%的镁（金属）、52%的海绵钛、90%的稀土和钨、60%的萤石。但是这种产量和产能优势并不代表技术优势。

电动汽车和电力电子高端铜材技术落后于人，发动机用镍基高温合金尚待突破，铝合金、镁合金等轻量化技术尚未大量应用，稀土永磁技术还主要处在中低端，新型电池技术研发不足，氢能也多使用现有旧技术。

中国亟待掌握并突破一批关键核心技术尤其是终端产品的核心技术，如高端稀土功能材料、高纯稀有金属材料、高温合金、砷化镓晶圆等高端新材料技术，飞机发动机、高安全动力电池、高效驱动电机、智能制造与机器人等终端应用技术。

以《中国制造2025》为例，我国已经投入超过30种战略性关键矿产支撑这一计划的实施——如果把铂族和镧系稀土元素展开，我国战略性关键矿产超过50种。战略性关键矿产关系到我国庞大产业链的安全和国计民生大计，需要予以高度关注。

图表3:欧盟系统梳理的关键矿产-核心技术-新兴产业

资料来源：中国地质科学院，巴顿比格斯

图表4:《中国制造2025》与战略性关键矿产梗概

资料来源：中国地质科学院，巴顿比格斯

05 镓和锗的战略地位

镓的一系列化合物被广泛应用于无线通信、化学工业、医疗设备、太阳能电池和航空航天等高科技领域，被称为“半导体工业的新粮食”“电子工业的嵴梁”。

以镓金属为基体制备的一系列化合物，如半导体材料、光学电子材料、特殊合金、有机金属材料和新型功能材料等，是通信、军工、航空航天、新能源、医药等高新技术领域重要的基础材料之一。以第二代半导体材料砷化镓为例，其广泛用于雷达、卫星通信、光纤通信等领域。

此次被列入出口管制中的砷化镓作为第二代半导体材料的代表，在高频、高速、高温及抗辐照等微电子器件研制中占有主要地位；半绝缘砷化镓材料主要用于雷达、卫星电视广播、微波及毫米波通信、无线通信（以手机为代表）及光纤通信等领域。

氮化镓作为典型的第三代半导体材料，是目前世界上最先进的半导体材料，是新兴半导体光电产业的核心材料和基础器件，在手机快充、5G通信、电源、新能源汽车、LED以及雷达等方面具有远大的应用前景。

图表5:金属镓产业链

资料来源：产业研究院，巴顿比格斯

全世界锗资源比较贫乏，但锗是具有战略性质的光信息材料，可以用于卫星上的太阳能锗电池。锗在医疗保健方面的应用也越来越受到关注。目前，我国和美国基本上垄断了全球的锗资源，我国是全球第二大锗资源国。

磷锗锌。磷化锗锌晶体是一种新型的中远红外波段非线性光学材料，可实现激光器的小型化、固态化和高功率输出，在民用和国防领域有重要应用。民用领域可应用于红外光谱、红外医疗器械、大气中有害物质监测、远距离化学传感、深空探测等；国防领域可应用于红外激光定向干扰、红外遥感、激光雷达等。

磷锗锌晶体是一种性能优异的新型中红外高功率非线性光学材料，它具有红外透明范围宽、非线性光学系数大、导热率高、光损伤阈值高、耐腐蚀等优点，可实现激光器的小型化、固态化和高功率输出。可用于制备中红外高功率激光频率转换器件，如差频、倍频、光参量振荡器件等，在红外制导、红外测距、红外探测等国防和民用领域有广泛的应用前景。

二氧化锗。二氧化锗化学式GeO2，外观为白色粉末或无色结晶，为四方晶系、六方晶系或无定形体，二氧化锗不溶于水和盐酸，可溶于碱液生成锗酸盐。二氧化锗是制造其他锗产品的基础材料，例如光纤四氯化锗、区熔锗锭、锗化合物等，广泛应用在电子、化工、塑料、光学镜头、光学玻璃、半导体材料以及光谱分析材料等领域。近年来，伴随下游市场不断发展，二氧化锗市场需求渐释放，高纯二氧化锗生产能力稳定提升。

高纯二氧化锗可分为GeO2-05、GeO2-06两个牌号，其中GeO2-05的二氧化锗纯度不小于99.999%；GeO2-06的二氧化锗纯度不小于99.9999%。

近年来，伴随电子、半导体等产业的快速发展，市场对二氧化锗的粒度、松装密度、纯度等有了更高的要求，在此背景下，高纯二氧化锗市场需求不断释放。为规范高纯二氧化锗产品质量、扩大高纯二氧化锗生产能力，我国政府出台了一系列高纯二氧化锗相关标准及政策，二氧化锗产业结构逐渐得到优化。

四氯化锗。四氯化锗是一种无色的发烟液体，带一股独特的酸性臭味。它是生产高纯锗过程中的反应中间体。四氯化锗可用来生产纯金属锗，高纯四氯化锗可用来制备高纯二氧化锗，纯度更高的光纤级四氯化锗可作为掺杂剂用于光纤预制棒生产中，可以实现光纤无损耗信号传输，大幅提高光纤性能。

光纤级四氯化锗是生产光纤预制棒的重要原材料之一，可以提高纤芯折射率，从而降低光传输损耗、提升光传输距离。光纤预制棒是光纤产业中利润最高的环节，随着我国光纤光缆行业规模不断扩大，我国市场对光纤预制棒的需求不断增长，拉动我国光纤级四氯化锗需求不断上升。

图表6:金属锗产业链

资料来源：产业研究院，巴顿比格斯

从下游需求情况来看，据相关数据显示，2019年全球锗终端需求构成分别是纤维光纤34%、红外光学36%、聚合催化剂4%，电子和太阳能17%、其他领域9%。

其中5G小基站大规模部署和建设将推动配套光纤光缆设备规模的扩大；红外热成像仪市场在军用和民用领域的推广也会带动锗需求的增长；锗在空间光伏领域的应用具有不可替代性；锗在部分半导体器件上仍广泛使用；同时锗在其他领域的需求将保持稳定。

图表7:全球锗金属行业下游消费需求结构占比情况

资料来源：产业研究院，巴顿比格斯

06 镓和锗的产业格局

根据美国地质调查局（USGS）公布的数据，目前全球金属镓的储量约为27.93万吨，而中国储量最多，达19万吨，占全球储量的68%左右；相比之下，美国的储量还不到中国的1/40，只有0.45万吨。

从产量来看，中国产量占比全球镓产量最高。德国和哈萨克斯坦分别于2016年和2013年停止了镓生产。（2021年德国宣布将在年底前重启初级镓生产），匈牙利和乌克兰分别于2015年和2019年停止镓生产，中国镓占比全球镓产量持续提升，截止2021年，占比全球镓产量已超90%。

根据USGS的数据，全球已探明8600吨锗储量中，美国独占鳌头达到3870吨，紧随其后的中国，探明储量为3500吨。两国所拥有的锗含量占世界锗总储量的8成以上。中国是全球锗资源储量和消费大国，经过多年发展，锗产业链布局逐渐完善，锗加工企业主要集中在二氧化锗、四氯化锗、区熔锗锭等深加工环节。

图表8:全球镓储量分布

资料来源：USGS，巴顿比格斯

图表9:全球镓产量分布

资料来源：USGS，巴顿比格斯

我国自然资源部2021年7月发布《2020年全国矿产资源储量统计表》，其中全国镓资源储量为20672.30吨，储量较多的省份有广西(11109.30吨)、贵州(3968.10吨)、江西(2540.73吨)、山西(2055.62吨)、云南(456吨)、内蒙古(251.84吨)、河南(143.23吨)、湖南(110.8吨)、山东(26.05吨)和四川(10.69吨)。

从镓资源分布类型来看，河南、山东、广西等省的镓主要存在于铝土矿中;内蒙古镓主要伴生在煤矿中;贵州、山西、云南等省的镓主要富存在锡矿或煤矿中;江西、湖南等省，镓主要富存在闪锌矿中;四川镓主要伴生存在于攀枝花铁矿中。

图表10:全球镓产业链相关企业

资料来源：产业研究院，巴顿比格斯

国内锗矿企业生产受诸多因素制约，很难大规模提高产量。一是部分矿山开采成本高，易受国际锗价影响而停产。2016年开始，受经济大环境影响全球金属锗需求不足，锗价格处于低位，跌破部分生产企业成本线，导致其减产或停产。直到2021年，成本偏高的内蒙古地区生产企业仍未能复产。

二是原料供应受锌精矿产量和冶炼厂出售意愿制约。锗作为伴生矿产，其产量受主金属锌产量的影响明显，随锌精矿产量波动。另一方面，国内锌冶炼厂的出货意愿也影响了锗原料的供应，锌冶炼利润相对较高，使企业不重视锗的回收，2020年之后这种状况虽有所改变，但企业又惜售含锗原料，导致国内锗原料供应偏紧。

三是受国家和地方政策影响明显。由于国内实施严苛的环保政策，2016年开始云南、内蒙古等地的资源企业限产时有发生，中小锌冶炼厂及二次回收企业迫于环保和成本压力，逐渐退出锗原料市场。2017年，全球锌精矿产量触底反弹，中国以外地区原生锗产量增加，而由于环保政策，我国锗产量不增反降。

另一方面，受地方能耗双控政策的影响，部分地区出现较长时间的限水限电，影响原生锗生产，产量明显波动。

全球金属锗的主产国是中国、美国、俄罗斯和加拿大。我国是全球最大的金属锗生产国和出口国，是材料级锗产品的主要生产地。我国的锗规模化生产开始于20世纪60年代初，目前形成了云南、内蒙古、广东和四川四大生产基地。据USGS数据，2011-2020年全球每年金属锗产量为124-155t，其中中国金属锗年产量为79-110t，占全球产量的63％-75％，十年期间中国贡献了全球金属锗产量的69％。

锗的对外依赖性方面，我国一直原生锗净出口国（2020年除外），从量上来说对外依存度很低；但我国出口的主要是初级锗产品，高端锗产品如锗单晶和光纤用四氯化锗等基本依靠进口，高端锗产品对外依外度高。

在当前环境下，我国高端锗产品的对外依赖性决定我国锗产业发展离不开全球市场。综合分析，锗在全球供应需求上为中高风险等级，处于不安全水平。这也是国家对其进行出口管制的一个原因。

据统计，2021年我国锗的氧化物及二氧化锗出口数量达到21914.1吨，出口金额为1.42亿美元。从出口地区分布来看，我国主要出口目的地主要有日本、法国、西班牙、德国、韩国、意大利、美国、中国台湾省波兰和巴林等地。其中2021年中国锗的氧化物及二氧化锗出口到日本的数量为5521.73吨，出口金额为3156.83万美金。

驰宏锌锗是中国最早从氧化铅锌矿中提取锗用于国防尖端工业建设企业之一。公司拥有丰富的高品质锗资源，目前已探明的铅锌伴生锗金属在600吨以上，约占全国保有储量的17%。驰宏锌锗目前拥有高纯四氯化锗、高纯二氧化锗、锗单晶、锗毛坯片，以及成套红外设备等先进生产线，具备年产锗金属60吨的生产能力。

据驰宏锌锗年报数据披露，2021年公司生产锗产品含锗（锗单晶）57.48吨，占全球锗金属产量的25%左右。在锗金属产量掌握行业绝对话语权的同时，公司正通过自身生产线建设和对外战略合作模式，推进锗产业链下游延伸，拓展高附加值的锗精深加工和终端产品。

图表11:锗产业供需平衡表