一文看懂小金屬鎵:從“小眾”到“搶手”的金屬
一、金屬鎵:神奇的小金屬
鎵的熔點(diǎn)很低,只有 29.76℃,將它放在手心會(huì)迅速熔化成液態(tài)。在常溫下它是藍(lán)白色的軟金屬,密度比普通金屬略小,固態(tài)時(shí)為斜方晶系結(jié)構(gòu)。鎵的沸點(diǎn)卻高達(dá) 2403℃,這種低熔點(diǎn)和高沸點(diǎn)的巨大差異,使得鎵在眾多金屬中獨(dú)樹(shù)一幟。
鎵還是一種兩性金屬,既能和酸發(fā)生反應(yīng),生成鎵鹽;又能與堿作用,形成鎵酸鹽。在常溫下,鎵的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,幾乎不會(huì)被氧和水侵蝕,但在高溫環(huán)境中,它就變得活躍起來(lái),能與多種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。比如,在高溫下,它能與硫、硒、碲、磷、砷、銻等元素反應(yīng),生成具有半導(dǎo)體性質(zhì)的化合物,這些化合物在現(xiàn)代科技領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。因其在半導(dǎo)體、光電子等高科技領(lǐng)域的不可替代性,因此被譽(yù)為“電子工業(yè)脊梁”。在全球已探明的鎵儲(chǔ)量中,中國(guó)占67.9%,2023年中國(guó)鎵產(chǎn)量達(dá)到701噸,占全球總產(chǎn)量的96%。
二、鎵的產(chǎn)業(yè)上下游
上游:伴生礦的開(kāi)采與資源分布
鎵在自然界中沒(méi)有單獨(dú)的礦床,主要以伴生的形式存在于鋁土礦、鉛鋅礦等礦石中,含量通常較低。全球鋁土礦資源中鎵含量超過(guò) 100 萬(wàn)噸,鋅礦中也有一
定儲(chǔ)量的鎵資源。中國(guó)作為全球比較大的鋁土礦生產(chǎn)國(guó)之一,擁有豐富的鎵資源儲(chǔ)量,占全球儲(chǔ)量的 68%,主要分布在山西、貴州、河南、廣西等地。在鋁土礦開(kāi)采過(guò)程中,鎵作為伴生資源被一同開(kāi)采出來(lái),但其開(kāi)采量受到鋁土礦開(kāi)采規(guī)模和品位的影響。
數(shù)據(jù)來(lái)源:中商情報(bào)網(wǎng),東莞證券研究所
中游:從伴生礦到高純鎵
從伴生礦中提取鎵是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,目前全球主要的鎵資源來(lái)源于加工鋁土礦的副產(chǎn)品,其余部分由鋅加工殘?jiān)a(chǎn)生。在氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中,鎵會(huì)富集在鋁酸鈉母液中,通過(guò)一系列的提取工藝,如吸附法、萃取法等,可以將鎵從母液中分離出來(lái),得到粗鎵。粗鎵的純度一般在 99.9% 左右,還需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的提純,如電解精煉、區(qū)域熔煉等,才能得到純度更高的工業(yè)鎵和高純鎵。工業(yè)鎵的純度可達(dá) 99.99%,主要應(yīng)用于磁材生產(chǎn)及合金制備等領(lǐng)域;高純鎵的純度則在 99.9999% 以上,是化合物半導(dǎo)體砷化鎵、氮化鎵襯底的主要原材料。
下游:應(yīng)用領(lǐng)域普遍,科技發(fā)展的重要支撐
鎵的下游應(yīng)用領(lǐng)域十分普遍,在半導(dǎo)體領(lǐng)域,鎵的化合物如砷化鎵、氮化鎵等,具有優(yōu)異的電學(xué)性能,被普遍應(yīng)用于制造高頻、高速器件,如微波集成電路、激光二極管、高電子遷移率晶體管等。在光電子領(lǐng)域,鎵基化合物被用于制造發(fā)光二極管(LED)、光電探測(cè)器、太陽(yáng)能電池等,推動(dòng)了照明、顯示、光伏發(fā)電等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此外,鎵在醫(yī)療領(lǐng)域也有應(yīng)用,如枸櫞酸鎵〔67Ga〕可用于診斷肺和肝病灶等疾病。
三、供應(yīng)和需求情況
中國(guó)是全球比較大的鎵生產(chǎn)國(guó)。2023 年,中國(guó)的鎵產(chǎn)量達(dá)到 701 噸,占全球總產(chǎn)量的 96%。這意味著全球絕大多數(shù)鎵都來(lái)自中國(guó)。近年來(lái),中國(guó)對(duì)戰(zhàn)略金屬的出口管制越來(lái)越嚴(yán)格。比如 2024 年底,中國(guó)宣布限制鎵、鍺等物項(xiàng)對(duì)美國(guó)出口。這種政策變化可能會(huì)影響全球鎵供應(yīng)鏈的穩(wěn)定。
需求方面,以半導(dǎo)體領(lǐng)域需求占比明顯,化合物半導(dǎo)體約占鎵消費(fèi)的 42%。磁材摻鎵消費(fèi)占比約 29%,鎵在磁材中可明顯提升產(chǎn)品的磁性能及穩(wěn)定性,以滿(mǎn)足汽車(chē)、電子、通信等領(lǐng)域?qū)Ω咝阅艽挪牡男枨?。半?dǎo)體(42%):制造氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs)等芯片材料,應(yīng)用于5G、AI等領(lǐng)域。
光電子(29%):用于LED、激光器等,如手機(jī)屏幕紅光由磷化鎵二極管發(fā)出。新能源(8%):提升光伏電池效率,未來(lái)或用于儲(chǔ)能系統(tǒng)。
四、歷史價(jià)格走勢(shì)
2024 年以來(lái),鎵價(jià)中樞穩(wěn)步抬升,主要得益于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)、通信及新能源領(lǐng)域的快速發(fā)展,鎵價(jià)的持續(xù)上漲反映了其在現(xiàn)代科技中的重要作用。供給端,因鎵的儲(chǔ)量偏少,且因環(huán)保要求、開(kāi)采難度加大等影響使得鎵的供應(yīng)量受限。2024 年 12 月 31 日,純度為 Ga99.99 的金屬鎵參考價(jià)格為 2255 元 / 千克,價(jià)格范圍在 2230 - 2280 元 / 千克之間。到了 2025 年 2 月 12 日,長(zhǎng)江綜合鎵(99.99%)價(jià)格區(qū)間為 1770 - 1870 元 / 千克,相較于 2024 年 12 月 31 日有了明顯的下降。而在 2025 年 3 月 3 日,金屬鎵價(jià)格為 1745 元 / 千克,延續(xù)了價(jià)格下行的趨勢(shì)。
數(shù)據(jù)來(lái)源:同花順
五、未來(lái)展望:機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存
未來(lái)鎵產(chǎn)業(yè)面臨幾個(gè)重要趨勢(shì)。
首先,中國(guó)對(duì)戰(zhàn)略金屬的出口管制可能會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng),這將影響全球供應(yīng)鏈的格局。其次,隨著新能源和半導(dǎo)體行業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)鎵的需求預(yù)計(jì)會(huì)繼續(xù)增加。特別是在太陽(yáng)能發(fā)電和集成電路制造領(lǐng)域,鎵的應(yīng)用前景廣闊。從儲(chǔ)量到產(chǎn)量,從應(yīng)用到市場(chǎng),鎵正從一個(gè) "小眾" 金屬逐漸成為全球高科技產(chǎn)業(yè)爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)。在未來(lái)的科技競(jìng)爭(zhēng)中,鎵的戰(zhàn)略地位預(yù)計(jì)會(huì)越來(lái)越重要。未來(lái)要持續(xù)跟蹤觀(guān)察鍺價(jià)格波動(dòng)以及供需情況。
來(lái)源:雪球