2022年《美國地質調查 礦物概要》-鎵

2022-02-05

以下信息由賈江濤譯自U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2022, P64, Prepared by Brian W. Jaskula [(703) 648–4908, bjaskula@usgs.gov]

【譯者注】中國主產原鎵,若干因素推高鎵價上漲,芯片之爭未在文中提及。

(除非特別聲明,數據均以公斤鎵含量計)

國內產量和用途1987年開始,國內沒有原鎵(低品位,未精煉的)回收。全球原鎵在處理礬土礦和鋅礦中作為副產品回收。猶他州的一家公司從進口的低品位原鎵金屬和廢料中回收和精煉高純鎵。進口金屬鎵和砷化鎵(GaAs)基片價值分別為300萬美元和2億美元。GaAs用于制造集成電路(ICs)和光電設施,包括激光二極管、發光二極管(LEDs)、光探測器和太陽能電池。氮化鎵(GaN)主要用于制造光電設備。ICs占國內鎵消費量的77%,光電設備占21%,研究和開發占2%。美國81%的鎵消費量在GaAs, GaNGaP基片中,金屬鎵、三甲基鎵和三乙基鎵用于外延層生長工藝制造LEDs基片和ICs占剩余部分。光電設備用于航天領域,消費品,工業設備、醫療和電信設備。ICs用途包括國防應用、高性能計算機和通訊設備。

主要統計美國

2017

2018

2019

2020

2021e

產量,原金屬

進口消費量






金屬

20,200

32,000

5,740

4,460

10,600

  砷化鎵芯片,毛重

803,000

444,000

272,000

178,000

270,000

出口量

NA

NA

NA

NA

NA

消費量,報道的

17,900

15,000

14,900

15,700

16,000

價格,進口,$/kg






高純,精煉1

477

508

573

596

570

低純,原金屬2

124

185

153

163

200

庫存,消費者,年末

2,840

2,920

2,850

2,920

2,800

報道消費的凈進口依賴度3

100

100

100

100

100

回收無舊廢料。相當數量的新廢料從加工基于GaAs設備時產生,猶他州的一處設施再加工后回收高純鎵。

進口國(201720)中國4 53%[-2%],英國11%,德國9%[-1%],其他國家20%[-4%]。

稅率表品名

編碼

正常貿易關系

12-31-21

GaAs基片,摻雜

3818.00.0010

免稅

金屬鎵

8112.92.1000

3%從價

資源枯竭補貼14%(國內和國外)

政府儲備

事件、趨勢和問題進口金屬鎵和GaAs基片繼續占全部美國鎵消費。2021年進口金屬鎵同比2020增加140%,主要進口自加拿大、日本和新加坡。2019年開始對從中國出口的鎵征更高的關稅,美國進口金屬鎵顯著減少。2021年中國低純鎵(純度99.99%)價格上漲25%,2020年末的275$/kg,202110月的345$/kg,20201140$/kg12月的275$/kg。中國鎵價格上漲有幾個因素。2019年環保限制中國鋁土礦生產迫使該國氧化鋁精煉進口海外低鎵鋁土礦,從而增加了鎵提取成本。2020年中期,當全球新冠疫情減少鎵需求,中國鎵生產廠放緩或停車運營。當2020年后半年鎵需求恢復時中國鎵供應短缺,鎵價在2020年四季度顯著上漲并持續2021年全年。

 

從中國低純原鎵產能2010140/年,2020650/年。中國產能占到全球低純鎵產能的84%。

由于2012年開始原鎵大量過剩,中國之外的低純鎵生產國限制產出。這些生產國包括日本、韓國、俄羅斯。德國和哈薩克斯坦分別在2016年和2013年停止了原鎵的生產。由于鎵價上漲,德國將于2021年年末重啟原鎵生產。匈牙利和烏克蘭分別在2015年和2019年停止了原鎵的生產。2021年原高純精煉鎵產量約225噸,同比2020年增長5%。中國、日本、斯洛伐克和美國是主要的高純精煉鎵生產國。英國2018年停止了高純鎵生產,加拿大、中國、德國、日本、斯洛伐克和美國從新廢料中回收鎵。全球主要低純原鎵2021年生產能力預計774/年,高純精煉產能325/年,二次產能273/年。

全球產量和儲量 


主要產量

儲量5

2020

2021e

美國

定量儲量預測無法獲得

中國

317,000

420,000

日本

3,000

3,000

韓國

2,000

2,000

俄羅斯

5,000

5,000

烏克蘭

全球合計(圓整)

327,000

430,000

世界資源5鎵在其他金屬礦中賦存的濃度非常小。大部分鎵是在加工鋁土礦時作為副產品產出,其他從鋅處理渣中產出。鋁土礦中平均鎵含量為50ppm。美國鋁土礦主要屬于不經濟的資源,由于硅含量高而不適合生產氧化鋁。一些國內鋅礦含鎵達50ppm,盡管現階段沒有回收,但可作為重要的資源。全球鋁土礦中所含的鎵超過100萬噸,且相當數量在全球鋅資源中,然而僅有不到10%的鋁土礦和鋅資源中的鎵可被回收。

替代品有機化合物制造的液晶用于可見光顯示替代LEDs。硅基金屬氧化物半導體功率放大器與中級3G移動手機中的GaAs功率放大器競爭。InP部件可替代GaAs基紅外激光二極管用于特定波長領域,氦氖激光與GaAs在可見激光二極管領域競爭。硅是太陽能電池領域GaAs最主要的競爭者,由于其獨特的性質,GaAs基集成電路用于很多國防相關領域,這些領域尚無有效的GaAs替代品。GaAs在異質結雙極晶體管中可被一些SiGe替代。

標注解釋:

e  估算值; NA 無法獲得; 0

1 預測基于美國進口的99.999%~ 99.99999%純度鎵的平均價值。

2 預測基于美國進口的99.99%純鎵的平均價值。

3 定義為進口量-出口量,不包括砷化鎵芯片。

4 包括香港

5 資源和儲量定義及相關數據來源信息參見附錄C。


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