2023年7月3日,中国商务部和海关总署发布了重要的公告称,为维护国家安全和利益,经国务院批准,决定自8月1日起对镓、锗相关物项实施出口管制。除了对镓、锗这两种金属做出限制,公告同时对氮化镓、氧化镓、磷锗锌、二氧化锗等12种镓、锗相关物质也一并做出了明确限制。此消息一出,美国企业立刻“坐不住了”,美国半导体晶圆制造商AXT公司(AXT Inc)在官网声明中表示,其中国子公司将立即着手申请许可证, 积极寻求继续从中国出口镓和锗基板产品,以期将影响降至最低。
镓、锗到底是什么?它们有哪些作用?为何需要对其进行管制?管制后又会带来哪些影响呢?
镓和锗是两种非常稀有的新兴战略关键矿产,被称为“半导体工业的粮食”。什么是关键矿产?关键矿产,是指对一国经济或国家安全至关重要但供应链容易中断的非燃料矿物或者矿物材料。关键矿产短缺,将对经济或国家安全产生重大影响。
作为关键矿产的镓和锗已被列入我国战略性矿产名录中,也曾先后被欧盟、美国、日本等国家列入战略性/关键矿产目录,在半导体材料、新能源等领域应用广泛。
镓(Gallium)是一种银白色的稀有金属,在自然界中含量非常稀少,在地壳中占总量的0.0015%[1]。目前90%以上的原生镓都是在生产氧化铝过程中提取的,是对矿产资源的一种综合利用,通过提取金属镓增加了矿产资源的附加值,在提高氧化铝品质的同时降低了废弃物“赤泥”的污染。镓的熔点低沸点高,具有高导电性、中等导热性和液态低毒等特性,是一种优秀的合成智能材料的原料。半导体、航空航天测控、核物理探测、光纤通讯等领域都少不了它。
镓及其化合物可提供更快的工作速度、更低的功耗和更高的耐热性,在微波通讯、红外探测、集成电路、高速芯片、雷达探测等领域均发挥着关键作用。1962年,麻省理工学院用砷化镓做出了第一个红外LED;1993年,日本科学家用氮化镓发明了第一个实用的蓝光LED。有了蓝光LED,与之前研发的红色黄色LED组成三原色,才让我们生活中的电子显示器有了色彩。此外,我们日常使用的LED照明灯,也多亏了蓝光LED的发明。而研制蓝光LED,只有氮化镓才能做到[2]。
锗(Germanium)是地壳中最分散的元素之一,含锗的矿石非常少见,具有亲石、亲铁、亲硫、亲有机质等性质,同时具有高红外折射率、色散率低等光学性质和优良的力学性能[3],被多国列入战略储备物资的重要战略资源。其原材料的大多数来自途径有:褐煤锗矿、铅锌冶炼副产品、锗锭和锗单晶废料。
锗是重要且优良的半导体材料,在半导体、航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛应用。目前,大多数卫星都是用锗基太阳能电池供电;假如没有锗,也没有世界上第一个半导体晶体管和芯片的发明[2]。
多个方面数据显示,全球已探明的金属镓储量仅27.93万吨,中国拥有19万吨,占比在68%左右。哈萨克斯坦、匈牙利、德国、乌克兰等国家已相继停止镓生产。根据美国地质调查局数据,截至2021年,我国镓生产量占比已达90%[4]。
美国地质调查局2016年统计数据显示,全球已探明的锗保有储量仅为8600金属吨,主要分布在美国、中国和俄罗斯。其中美国储量占全球45%,中国储量占全球41%。根据欧洲行业协会关键原材料联盟(CRMA)数据,中国的锗生产与出口量已超过全球的60%[4]。
除中国外,两种材料的其他主要生产国包括:加拿大、芬兰、俄罗斯、日本和韩国。
中国作为两种金属的全球最大生产国和出口国,有西方媒体认为,此举是我国对美半导体限制的“报复”。对此,在7月4日举行的外交部例会上,外交部发言人毛宁回应我国对镓、锗相关物项实施出口管制时表示,中国始终致力于维护全球产供链的安全稳定,始终执行公正、合理、非歧视的出口管制措施。这项出口管制有法有据。
《中华人民共和国对外贸易法》第十五条“国家基于下列原因,可以限制或者禁止有关货物、技术的进口或者出口”的情形中,第一项就是“为维护国家安全、社会公共利益或者公共道德,需要限制或者禁止进口或者出口的”;
《中华人民共和国出口管制法》第二条指出,国家对两用物项、军品、核以及其他与维护国家安全和利益、履行防扩散等国际义务相关的货物、技术、服务等物项(以下统称管制物项)的出口管制,适用本法;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。
此外,不仅中国,许多国家都出台过出口管制的相关条令。中国政法大学WTO法律研究中心主任史晓丽介绍,西方主导的出口管制多边机制“瓦森纳安排”(Wassenaar Arrangement)管制清单,就将镓和锗相关物项纳入了出口管制范围,其成员国也都对镓和锗相关物项进行出口管制[5]。
近年来,美欧日等西方国家不断制定政策,采取各种制裁手段打压我国企业未来的发展。美国“管制清单”不断加码,从高端芯片、半导体设备到云计算,拉拢其盟友签署“能源资源治理倡议”“矿产安全伙伴关系”等联盟,割裂中国产业链供应链,阻碍全球化进程。
今年5月,日本宣布对23种半导体设备和材料来出口限制,7月23日起正式实施;6月28日,美国计划对向中国出口的人工智能芯片实施新限制,最早于7月停止向中国出口英伟达(Nvidia)和美光(Micron)等芯片公司生产的芯片;6月30日,荷兰收紧光刻机出口政策,9月1日起限制高端DUV光刻机向中国出口;7月4日,美国拟限制中国企业使用美国云计算服务,从而防止中企绕开美国对华人工智能芯片的出口禁令而使用美尖端芯片能力。
在这样日趋复杂的全球安全形势下,中国有关部门及时、依法对镓、锗等关键原料采取出口管制,有很强的现实必要性。《环球时报》援引业内专家观点称,关键矿产资源因为扼守着战略性新兴起的产业发展的咽喉,因而在复杂的地理政治学环境下,成为大国博弈的一块新战场[6]。中国对两种金属相关物项实施出口管制,或是一种对等反制,补足了中国出口管制短板,既是维护国家安全和利益的一种做法,也是维护世界和平与安全的需要。
中国对镓、锗相关物项实施出口管制后,我国这两种材料及相关物项的原材料价格或将降低,GaAs衬底外延,有利于我国相关产业的发展,提高国内企业在全球半导体市场中的竞争力。
中国数实融合50人论坛智库专家洪勇认为,管制措施可保护国内镓锗资源的合理利用和保护自然环境,避免我国战略性资源的流失,从而保障国家经济安全[7]。
浙江大学国际联合商学院数字经济与金融创新研究中心联席主任、研究员盘和林看来,镓、锗应用主要涉及功率半导体,借助这两种元素的资源优势,将有望加速我国在新一代半导体材料相关领域的技术突破[7]。
但需要注意的是,出口管制也有一定可能会对国内企业产生一定的短期影响,如降低企业的出口收益等,需要政府和产业层面合力寻求平衡。
据路透社消息,出口管制消息公布后,我国相关企业收到大量来自美日欧买家的电话和邮件,询问镓锗产品的价格及供应情况。两种材料的出口市场报价已达到每公斤1500美元(约合10821块钱)以上,价格高出了数倍甚至十倍以上[8]。预计很快,海外原材料将出现供应紧缺,海外衬底厂商压力大增。相应地,利用镓、锗生产的相关这类的产品价格也将随之水涨船高[9]。
彭博社报道称,此前,中国镓、锗货源一直维持较低的价格。若镓、锗出口量减少,可能会引起全球科学技术、电信、能源、汽车等相关产业的产能放缓、价格持续上涨。但相关影响“取决于现有设备的库存”,具体效果可能会在未来一年左右体现[10]。
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