对镓的出口管制,美日舍本求末,影响其镓产业之未来

俊恩评趣事 2023-10-13 16:55:01

自8月出台镓锗出口管制以来,曾一度引发市场恐慌,甚至连美国都在说镓的库存不够,但似乎只是一阵风,并没有出现持续性漫延,于是乎就有人开始“反思”。

为了应对出口管制,美国据说与加拿大联手在源头上解决问题-就是自己生产镓。解决的方式之一就是在废旧矿山中的尾矿中提炼镓。

我们知道镓是铝的伴生矿,不同的铝矿含量往往不一样,先不说这些尾矿中镓含量够不够,就算从这些尾矿中真能提炼出镓,这个成本又是否能够接受?中国提炼镓是与电解铝同步进行的,而单独从尾矿中提炼镓,这个成本应该不低。

美国成本高了,日本就有降低成本的办法。据说日本可以从回收的废品中将镓提炼出来,俗称再生稼。有家称,镓的熔点只有29℃,回收的技术难度低,生产成本比原生镓要便宜不少。

日本不但在镓的资源上降低成本,而且在稼的制成品上下了功夫。据说日本研发了一种新型垂直GaN(氮化镓)功率器件的生产工艺,成本直线下降1/10,并称,优化后可达到硅基芯片的成本线。这就厉害了,我们知道,GaN(氮化镓)拥有比硅基芯片更大的禁带宽度、更高的击穿电压与更高的耐温系数,因此,它的应用场景更为广泛。但是由于生产制程难度更高,价格贵,因此推广难度大。

说到垂直GaN(氮化镓)功率器件,那就多说几句。GaN功率器件有两种类型:水平型(在硅晶圆上生长GaN晶体)和垂直型(原样使用GaN衬底)。衬底是为了让晶体生长得更均纯而设置。

在不同的衬底上生长的晶体的性能也不一样,比如水平型(又称卧式)的GaN功率器件的耐压强度只能用在650V以下的场景,而垂直型则可适合高电压和大电流。但垂直型的也有缺陷,就是直径不大,只有2-4英寸,由于使用的是GaN衬底,价格也很昂贵。而日本的垂直GaN(氮化镓)功率器件新工艺是从“QST基板”(一种专用于GaN生长的复合材料基板)上剥离GaN功能层,并将其粘合到不同材料的基板上,从而降低了成本,提高了晶圆尺寸。

话归原题,镓已进入千家万户,各种节能灯都只不过是镓的各种化合物晶体而矣。特高压也是目前镓的一个主要应用场景。如果没有镓,逆变器的重量将是不可估量的。镓还是光伏产品不可或缺的材料,光乏应用于各种太阳能电池板。除此以外,镓还在医学上具有很大的开发潜力,同位素镓-67在诊断和治疗肿瘤方面有着广泛的应用。 医用材料 6n金属镓还可以被用来制造医用材料,如人工关节、牙科修复材料等等。军工产业就不必赘述了,近年来各种传感器的你追我赶,都少不了镓的身影。

可以说,金属镓在未来的影响力绝不会逊于今天的硅,而硅是到处都有的,镓呢?镓矿分布尽管很广泛,但它与铝伴生,因此,谁的铝生产量最大,谁是镓的最大生产方,谁的铝生产量最多,谁就是镓成本最低的一方。镓尽管不像稀土那样,称之为工业味精,各个方面都要用一点,但镓在工业上重要性,特别是在未来电子工业上的表现将一点也不会输给稀土。

美日应对镓的生产方面并没有从源头上解决问题。

从尾矿中回收镓有如过家家,只不过是解决有无问题罢了,成本呢?

从废品中再生镓,不过是成本节约的一种手段罢了,镓的未来用量如此之大,真凭一点再生镓能解决问题?

垂直GaN(氮化镓)功率器件的衬底改进,只不是在技术上降低镓合物的成本手段罢了,但成本是相对的,别人也在技术升级,比如6英寸的氧化镓,这是可以达到量产规模的晶圆,成本自然高不到那里去,而且从技术上讲,氧化镓晶圆还要高出氮化镓一代。

我们从来没有说要禁止出口镓,只是出于安全考虑对镓的出口进行管制,防止它流向对我们不利的军方手中。如果有一天真有我们生产的镓的制成品,如氮化镓、氧化镓雷达导引导弹对付中国,这是我们不愿看到的。我们从不希望去卡别人的脖子,从未限制镓的民用出口,美日所采取之措施,实则是舍本求末,影响其镓产业之未来。

美国工业依赖别国稀土和矿物供应。前10位是100%依赖,其中来自中国的有砷、镓、天然石墨、钽、钇。

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