。中国在半导体产业链上明显处于劣势,全面反击是不可能的,只能挑重点反击。7月3日,商务部、海关总署宣布,为维护国家安全和利益,经国务院批准,决定对镓、锗相关物项实施出口管制。一石激起千层浪,中国对等小金属的出口管制引发了国际社会的广泛关注。这其中,当属镓的影响最大。今天,我们也聊聊镓产业链。
金属镓的的下游消费领域包括半导体、光伏、光电材料、医疗器械、磁性材料、合金等,其中半导体慢慢的变成了镓最大的下游需求,占比80%。这几年如雷贯耳的第三代半导体材料氮化镓(GaN)就是镓的典型应用。相比于传统硅基材料,氮化镓在高压、高频领域有着非常明显优势。
虽然贵为第三代半导体,但镓的实际的需求并不多。2021年,中国镓产量只有430吨,而这已经是全球90%的产量了。如果按照2000元/公斤折算,全球镓的市场空间也只有9亿元,和别的行业相比,是妥妥的“蚊子腿”。
如此一个小行业,怎么却成为了国际贸易的筹码了呢?按道理说,全球镓储量并不少,目前公布的镓的世界总储量约为23 万吨,中国的镓金属储量居世界首位,约占世界储量的 80%~85%,国外金属镓的储量约为 4~5 万吨,其中美国镓储量为 0.45 万吨,南美洲镓储量 1.14 万吨,非洲为 5.39 万吨,欧洲 1.95 万吨,也足够用了。
原因在于,镓属于“稀散金属”,镓基本上没有单独的矿藏,而是伴生在其他矿藏矿当中。稀散金属以“稀”、“伴”和“细”为主要特征,地壳丰度很低,因此也没有单独的工业。从上图可见,中国含镓矿藏多为含镓量较高的铝土矿,镓是由铝土矿生产氧化铝过程中的边角料。
在铝土矿中,镓含量一般为50~250μg/g。这在某种程度上预示着,镓在铝土矿中的含量仅万分之一。中国2021年镓产量约430吨,考虑到损耗,需要生产大几百万吨甚至更多的氧化铝,才能副产几百吨的镓。
中国是全球氧化铝第一大生产国,产量占比达56%,是不折不扣的强势行业。国家统计局数据显示,2022年中国氧化铝产量8186.2万吨,同比增长5.6%,其中山东、山西和广西是氧化铝产量的前三甲,合计占有全国氧化铝产量的一半以上。同时,中国的氧化铝行业还在不断扩产,据SMM数据统计,2022年国内新投氧化铝产能达到了1030万吨,截至2022年12月,除去已经停减产暂无复产计划的产能,国内氧化铝建成产能达9675万吨。
氧化铝最大的下游需求是电解铝,占到95%以上,因此,电解铝的产量对氧化铝的需求量起到决定性作用。电解铝是典型的高耗能行业,在碳中和趋势的引导下,全球电解铝产能增速出现明显放缓。根据行业共识,中国电解铝的天花板约为4500万吨,按照单耗1.94计算,对应氧化铝需求量仅为8730万吨,氧化铝行业面临自身产能过剩与需求端产能天花板的双重夹击。
首先,氧化铝的原材料是铝土矿,和其他自然资源一样,铝土矿也是有限且不能再生的。根据国土资源部公布的全国铝土矿储量数据,截至2019年底中国铝土矿查明基础储量9.8亿吨,仅占全球储量的4%。下图展示了铝土矿的全球分布情况,可见铝土矿主要分布在几内亚、澳大利亚、巴西、越南等国家,美国、欧洲、日本等主要经济体的储量也是屈指可数。这其中,美国仅有2000万吨,还不够山东用一年,只能用聊胜于无来形容。
氧化铝的生产没有科学技术,却有污染。氧化铝行业非常传统,早已无多少技术秘密可言。氧化铝在生产的全部过程中要消耗大量的烧碱,并消耗较多的电力和煤炭,同时,氧化铝的生产的全部过程中还会产生大量的固态废料。赤泥是氧化铝生产的全部过程中产生的强碱性固体废渣,含大量氧化铁,显红色。中国作为氧化铝生产大国,根据国家统计局等有关的资料显示,自2017年起,我国每年产生的赤泥均超过1亿t。但是,目前赤泥的综合利用率不足10%,大量的赤泥需要采用筑坝堆存的方式来进行处置,易污染地表水和地下水,影响环境,一旦赤泥泄露还会造成严重的生态灾难。
现在问题来了,在出口管制之下,某些国家为了获取镓而大量投产氧化铝产能是否可行呢?
首先,氧化铝是镓的必要不充分条件。换句话说,镓金属生产大国,肯定是铝业生产大国;但是铝生产大国,未必天然就是镓金属生产大国。如前所述,并不是所有的铝土矿都能够适用于提纯镓,大部分的铝土矿当中镓丰度都太低;另外,提镓并非氧化铝的必要工艺,大批生产铝却未必可以同时生产镓金属,提镓需要额外的萃取技术,而萃取技术则是国家的技术机密。中国氧化铝行业占全球56%,但镓的供给却占到全球90%,这中间是有矿产和技术壁垒的。
其次,即使解决了技术问题,成本却也是逃不开的话题。氧化铝的产能投资所需成本高昂,根据中国铝业(601600)于6月20日的公告,其拟投资建设的200万吨氧化铝项目的投资高达43亿元。对某些国家而言,如无国家意志的参与,为了镓而投资氧化铝纯属赔本赚吆喝。另外,氧化铝行业还需要消耗铝土矿和烧碱,还会产生大量的赤泥废渣。铝土矿和烧碱哪里买?赤泥如何正确地处理?这些都是棘手的问题。最后,不要忘了,氧化铝是过剩的,为了给氧化铝找销路,势必还要新建电解铝产能,电解铝耗能巨大,甚至还要自建电站,如此算来,投资氧化铝实在是划不来。
当然,和光刻胶和光刻机相比,镓的壁垒还是低一些的。如果中国执行滴水不漏的出口管制,则某些国家想必还是会咬牙把镓做出来的。这种情况中国也不想看到,首先这在某种程度上预示着中国又少了一张底牌,另外,海外大量兴建的氧化铝/电解铝产能会进一步加大行业过剩。因此,对中国而言,最好的情况可能是双方重回谈判桌,各自退让一步。
注:本文不构成任何投资建议。股市有风险,入市需谨慎。没有买卖就没有伤害。