文　张 闻

最近，镓和锗被推上了风口浪尖。

近期，商务部、海关总署发布的《关于对镓、锗相关物项实施出口管制的公告》引发了各界关注。公告显示，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，决定自2023年8月1日起对镓、锗相关物项实施出口管制。但为什么选择镓、锗这两种物质？出口管制的背后原因又是什么呢？

揭秘稀有金属——镓、锗

镓和锗，或许在此之前大家都没听说过这两种物质。

事实上，镓和锗这两种金属都是稀有金属，颜色都是银白色，镓在元素周期表中排31，锗在元素周期表中排32，这两种物质就像亲兄弟一样，紧紧挨在一起。

中国是镓、锗两种元素的最大生产国，根据欧洲工业协会关键原材料联盟（CRMA）的数据，中国的镓产量约占全球总产量的80%，锗产量约占全球的60%。这意味着中国在这些战略性领域拥有强大的竞争优势和话语权。

在现代科技领域中，镓和锗扮演着重要的角色。

镓的熔点很低，只有不到30℃，放到手里就能熔化，但沸点极高可达2403℃，这让镓成为一种用于高度温度计和热敏电阻器等设备中的理想材料，被称为“半导体工业新粮食”。现如今，它主要用于复合半导体、集成电路、雷达、电视和手机屏幕、太阳能电池板等领域。

锗主要用于光纤通信、红外光学、太阳能电池、聚合催化剂及医药等高新技术领域，它在芯片、太阳能电池、生物科技和武器制造中有重要的价值，其中大多数卫星都使用基于锗的太阳能电池。

镓和锗与其他元素组合在一起，可以提高半导体的传输速度和效率。比如镓的化合物氮化镓，美国军方将它用于雷达制造。另一种砷化镓比常用半导体材料矽更耐高温和潮湿，导电性也更好，因此广泛用于高性能芯片。

可以说，没有镓和锗，21世纪以来的很多商用新技术，类似5G、新能源、新能源车、光通信等技术大多要受影响。有专家认为，中国出手对镓、锗相关物项实施出口管制，将影响到第二代、第三代半导体制造，反制力道之大足以掀起半导体领域的海啸。由此可见，镓和锗这两种物质对半导体行业的关键作用。

为什么是镓和锗？

为什么在众多稀有金属中，偏偏镓、锗被限制出口呢？其实这和这两种物质的开采难度息息相关。那么，它们是如何被开采出来的呢？

事实上，镓在地壳中的浓度很低，在地壳中占总量的0.0015%。在自然界中，是没有独立的镓矿脉存在的，因此镓常以微量元素的形态分散于铝土矿、闪锌矿等矿石中，如想要获取相关物质，人们只能通过提炼铝矿和锌矿中的微量镓来进行操作。

据报道，2021年中国生产了3890万吨铝和656万吨锌，其中仅仅提炼出了420吨镓。相较于镓而言，锗在地壳中的浓度稍微高一点，含量约为0.0007%。在实际开采中，锗通常和含硫化物的铅、铜以及煤炭等相伴而生，不仅含量少、开采难度大，而且提取也极为麻烦，因此它的产量始终不高。

由此可知，镓和锗都不是纯金属，因为它们主要以杂质形式存在于其他矿物中。若这样的资源开采情况持续下去，未来金属镓和金属锗可能会严重短缺。而通过管制出口，我国至少能够确保国内半导体产业的稳定发展，减少对外部供应的依赖，国内相关行业的压力也会大大减轻。

纵观世界经济的发展，我国在全球半导体产业链中，仍有很大的进步空间，特别是在芯片设计、制造、封装测试等环节仍然相对薄弱。出口管制措施的发布，不仅能进一步促进国内半导体产业链的建设，推动国内企业加大研发投入，提高核心技术自主创新能力，还能进一步实现半导体产业链的完善和提升。

可以说，中国对于镓、锗相关物项实施出口管制是从我国的国情出发，根据我国的资源禀赋现状和产业发展情况而做出的决定，是关系到我国相关行业长远发展的重大决策。

（文章内容转载自“我是科学人”微信公众平台）