沉思录——钢的国(三)

文:奶包的大叔

2023年7月3日,东方大国商务部、海关总署联合发布公告:为维护国家安全和利益, 经GWY批准,决定对镓、锗相关物项实施出口管制。本公告自2023年8月1日起正式实施。

由此,也产生了另一个和东方大国“粗钢产量全球第一 ”类似的问题。

7 月 4 日, 国际资本市场就立即对这个公告做出了反应:瑞萨电子、英特尔、 英飞凌、荷兰NXP的股价全部都不跌反涨。

难道,是因为歪果仁看不懂中文吗?

事实上,对于东方大国来说,针对战略矿产资源的管制政策早已不是第一次。

以东方大国“四大战略资源 ”(锑、稀土、钨、锡)之一的锑为例。

作为地球上的罕见战略资源, 锑不仅可以增加金属硬度,而且与铅、锡制成的合金还可以大幅提升焊接材料、子弹、轴承的性能。 因此, 在一战期间,锑甚至被地球人直接称为“战争金属”。

尤其是对于全球头号军工强国来说,锑对美国的军工供应链更是至关重要:从枪用子弹(美国子弹由底火、弹壳、发射药、弹头所组成,底火的成分为四氮烯、斯蒂芬酸铅、硫化锑和次氯酸钾等,而硫化锑是由锑元素硫化而成,因此一旦缺少了锑元素,美国的子弹生产将失去重要原材料)、穿甲弹、炸药,到核武器、夜视镜等各种军事设备的生产都与锑息息相关。

2009 年,东方大国开始执行锑矿开采总量控制政策。 2016年,东方大国又正式官宣发布了《关于将钨、锡、锑、 离子型稀土矿产列为国家实行保护性开采特定矿种的通知》,不仅对这些矿产资源企业进行关停并转,而且还明确规定钨、锡、锑矿产品及其冶炼产品均必须由相关部门指定机构实行统一收购。

当时,全球锑储量Top5的国家分别为:CN(占比26%)、俄罗斯(19%)、玻利维亚(17%)、塔吉克斯坦(14%)、 澳大利亚(7%)。

在2017年,全球锑矿产量Top5的画面还是:CN(97683吨)、俄罗斯(1.4万吨)、塔吉克斯坦(1.4万吨)、澳大利亚(3115吨)、缅甸(3060吨)。

到了2021年,全球锑矿产量Top 5的画面则变成了:CN(6万吨)、俄罗斯(3万吨)、塔吉克斯坦(3万吨)、 澳大利亚(4000吨)、 缅甸(4000 吨)。

也就是说,在实行了锑矿的“战略资源”管控措施之后,东方大国不仅没有在全球锑矿市场上形成卡脖子效应,反而市场份额还被俄罗斯、塔吉克斯坦蚕食了近 4 成 (38.6%)。

事实上, 同样的尴尬剧情,还发生在另外2种“四大战略资源”(稀土、钨)身上。

显然,仅仅通过“战略资源”管控措施,并不能形成真正的卡脖子效应。

那么,这次被实施出口管制的镓,又是什么样的画面呢?

作为“电子工业的脊梁 ”,镓在地球地壳中不以单质存在,其生产都是其它金属的过程中的副产品。镓的主要来源则是铝土矿,目前世界上90%以上的原生镓都是从生产氧化铝的种分母液中提取获得。

2021 年,全球氧化铝生产产量Top15的企业依次为:中铝(约1800万吨)、宏桥(1700万吨)、Alcoa(美铝,1400万吨)、信发(1000万吨)、UC RUSAL(俄铝,900万吨)、锦江、RioTinto(力拓,800万吨)、 Hydro(700万吨)、South32(600万吨)、东方希望、国电投、Hindalco(印度铝工业集团)、EGA(阿联酋环球铝业)、南山、Nalco(印度国家铝业)。

以上 Top 15 企业的产量合计约 1.1 亿吨,占全球氧化铝总产量的 85%。其中,CN 企业占了7家,产量共计6240 万吨,占全球氧化铝总产量的48%。

然鹅,尴尬的是,占据了全球氧化铝总产量半壁江山的东方大国,铝土矿却高度依赖于进口。

2021年,全球铝土矿储量 Top5的国家为:几内亚(74 亿吨,占全球铝土矿储量的 23.11%)、越南(58 亿吨)、 澳大利亚(53亿吨)、 巴西(27亿吨)、 牙买加(20亿吨)。而东方大国的铝土矿进口量却从2007年的 6809万吨飙升至2022年的12547万吨,增幅高达84.3%。

更加尴尬的是,东方大国同期的铝矿出口量则从2018年峰值(7.86万吨)骤降至2022年的4.69万吨。这也意味着,东方大国庞大的铝土矿进口量和氧化铝产能基本上都是为了满足自身的(原铝)需求,出口基本可以忽略不计。

同样的画面,也出现在镓产品上。

目前,在全球Top12镓生产企业中,东方大国占据了4家:中铝、东方希望、珠海方源、 南京润隆。

根据欧盟委员会2020年的报告显示,CN 占全球镓产量的80% 。同时,根据东方大国有色金属工业协会镓硒碲分会的数据显示,2021 年,东方大国的镓产量为 522 吨、镓消费量为 470 吨。

也就是说,东方大国庞大的镓产量,90%都是为了满足自身的镓消费需求。

这也意味着,东方大国真正对外出口的镓产量,实际上仅占全球镓产量的8%。

至于通过对全球镓产量的8%进行出口管制能否实现卡脖子效应, 则是一个妥妥的送分题。

如果考虑到同样高度依赖进口的原料(铝土矿),以及粗镓、精镓之间(镓产品主要分为原生镓、再生镓。原生镓根据产品品质的不同,又分为粗镓与精镓)的巨大差异(粗镓的技术含量低、环境污染巨大,精镓的技术含量高、环境污染小),那么这个问题的本质就更加不忍直视了。

实际上, 在东方大国占全球80%的镓产量中,大部分都是粗镓产量(占全球粗镓总产量的83%)。

而在东方大国4家主要镓生产企业中,仅有南京润隆生产精镓、其余3家则全部都是粗镓。

与此形成鲜明对比的是,目前全球精镓的生产企业则主要分布在美国(GEO 集团、 ATX 集团)、 日本(同和矿业)、 加拿大(SN Plus Inc.)。

于是,就形成了和东方大国粗钢一样的尴尬画面:尽管东方大国占据了全球83%的 粗镓产量,但由于缺乏相关技术,高端精镓产品(高纯镓)反而高度依赖于进口。

尤其是高端精镓产品中知名度最高、应用最广泛的 GaAs(砷化镓)。

事实上,全球镓年消费量的95%都是砷化镓。目前,全球 GaAs 产业链的上游(材 料端)基本被美、日、欧垄断。

其中,砷化镓衬底主要被日本住友、美国 AXT、德国Freiberger垄断(住友是全球半绝缘型砷化镓单晶片水平最高的公司、没有之一,以VB法生产砷化镓为主,能够量产4英寸和6英寸单晶片; Freiberger公司主要以 VGF 、LEC 法生产 2~6 英寸砷化镓衬底, 产品全部用于微电子领域;美国AXT公司产品中一半用于LED,一半用作微电子衬底),三家巨头合计约占全球90%的市场份额。

砷化镓外延片则被 IQE、VPEC、SCIOCS、Sumika 、IntelliEPI 垄断(对于射频外延片,IQE、VPEC 合计占据了全球射频外延片市场约80%的份额;对于光电子外 延片,光模块器件主要由Finisar、Avago公司垄断,而消费电子等 3D 感应的外延片则被 IQE 垄断)。其中,仅英国 IQE 一家公司就占据了砷化镓外延片全球市场 53%的份额。
而砷化镓产业链的中游(IDM 端):砷化镓射频器件市场,主要由美国 Skyworks、 Qorvo、博通、日本村田、Lumentum、Finisar 垄断。其中, Skyworks、Qorvo、博通三巨头的全球市场份额合计约70%。而一旦缺少了这三巨头的RF产品,不仅苹果无法生产手机、而且华为连基站也无法生产。

至于铝土矿、高端精镓均高度依赖进口的东方大国,究竟能否通过对粗镓的出口管制来一举实现“砷化镓自由”,则是一个妥妥的送分题。

由此,也引申出了一个极其尴尬的问题:东方大国每年庞大的镓消费量都用到哪里去了呢?

在东方大国媒体的官宣报道中,这个答案很简单:主要是半导体和光电工程领域(包 括光伏、LED)。

然鹅,这个官宣答案却基本上和没说一样,因为占全球镓消费量95%的砷化镓的主要应用领域就是半导体和光电工程。

显然,这个问题才是所有问题的核心:究竟什么才是形成卡脖子的决定性因素?

一个无法回避的现实是,目前 VGF 已经成为全球生产砷化镓材料的主流技术,但VGF设备和工艺等核心技术却依然被少数几家国际巨头企业垄断。同时,美欧日等发达国家6英寸半绝缘砷化镓晶圆材料早已商用多年,而国内却连4 英寸产品都还没有实现商用。

目前,东方大国目前从事砷化料研发与生产的企业主要有9家:北京通美晶体技术有限公司(美国AXT旗下子公司)、 北京中科晶电、北京中科镓英半导体、北京国瑞电子、天津晶明电子公司(中电46所)、 扬州中显、山东远东高科技材料限公司、大庆佳昌科技、新乡神舟晶体科技发展有限公司(原国营 542 厂)。

其中,作为美国 AXT(成立于1986年,全球总部位于加州弗里蒙特)控股85.51%的子公司,北京通美是唯一一个“异类”,不仅最大的客户就是AXT集团自身(自用为主),而且技术水平和产品也和其他8家企业完全不同,主要以 VGF工艺生产4英寸、6英寸半绝缘砷化镓晶圆材料为主。

其余8家本土砷化镓材料生产企业则主要以用于LED低阻砷化镓晶片为代表的低端市场为主,而对于技术门槛(以及利润率)较高的4、6英寸半绝缘晶圆则还没有形成产业规模。

其中的龙头企业为成立于2006年的民营企业:北京中科晶电。该公司主要从事VGF法砷化镓单晶生长和抛光片生产, 不仅是国内最大的砷化镓衬底材料企业(产品覆盖光电、微波、太阳能电池衬底晶片),而且国内LED生产企业 85%的原料都来源于该公司。

天津晶明(中电 46 所)的主要产品则是VB法生产2英寸LED低阻砷化镓晶片和抛光片(月产能约3万片),以及少量 3 ~ 4 英寸半绝缘砷化镓单晶材料。北京国瑞电子、扬州中显、山东远东这3家公司也都主要针对 LED 市场(主要产品为 2~2.5 砷化镓单晶),但都没有晶片加工工序、只能将单晶出售给其他企业进行加工。 大庆佳昌的产品定位则主要以VGF工艺生产4英 LED低阻砷化镓材料。 同时,主要以承担军工科研任务为主的新乡神舟,目前也开始研究 VGF生产砷化镓工艺。

由此,也揭示了粗镓、高端精镓之间的巨大差异。

目前,4N-5N 纯度的镓主要用于太阳能电池、LED、气体传感器、稀土永磁材料等领域,6N及以上纯度的镓主要用于半导体集成电路(尤其是无线通信领域)。

以全球最大的半导体产业国日本(其每年的镓消费量相当于美国的2倍)为例: 日本只有粗镓(4N 镓)才从 CN、哈萨克、俄罗斯、匈牙利等国进口。而对于高端精镓(高纯镓) ,日本仅从美国、德国、法国进口。其中,美国是日本6N镓最大的进口来源国,同时,法国、德国(主要是法国)也是日本 6N 镓、7N 镓的进口来源国。

同时,再生镓也已经占据越来越重要的地位。2009 年,全球的镓资源回收率就已高达40%;日、美、加、英、 德则是全球镓资源的主要回收国,基本垄断了镓资源的回收提取工艺。

对此, Bloomberg 认为,东方大国对镓、锗相关物项实施出口管制的操作可能成为一把双面刃,虽然能凸显CN在全球供应链的重要性,但相反地,也将促使其他进口国减少对CN的依赖,并且还会因此推升价格,从而使镓和锗(美国以占全球总 储量 45%的锗资源位居全球第一)在日本、加拿大、美国等其他国家的扩产更具经济效益。

用英国 Critical Minerals Intelligence Centre 的话说就是,CN 的镓金属产量占全球第一,并非是镓金属稀有或难以取得,只是因为开采成本很高、而CN提供较低价的市场选择。如今,CN 实施出口管制可能削弱其市场主导地位,使外国制造商更有动力把生产线撤出CN,进而加速供应链多元化的趋势。

实际上, 在东方大国发布对镓、锗相关物项实施出口管制的当天,美国AXT公司官网就发布声明表示,其CN子公司将立即着手申请许可证,以继续从CN出口镓和锗基板产品,将客户的任何潜在干扰降至最低。

至于东方大国这次的出口禁令是否会影响美国AXT的CN子公司生产、以及是否会导致美国AXT将生产线撤出东方大国, 则是一个几乎毫无悬念的送分题。

那么问题来了。

如果说,粗镓在国内的太阳能电池和LED 领域基本上能实现自给自足的大规模使用;那么,对于市场规模更加庞大的无线通信领域(主要是智能手机行业)所需要的高端精镓,又是从何而来的呢?

根据东方大国海关总署的官宣数据显示:2022年1-11月,全国累计出口镓产品89.35吨、同比增加44.1%,出口金额为373.4万美元、同比增长71.3%;进口镓产品10.85吨、同比增长 156.88%,进口金额为 438.3万美元,同比上升 19.67%。

也就是说,进口镓产品的数量只有出口镓产品的12%,但进口镓产品的金额却是出口的 1.2 倍。

是不是总觉得哪里不对?

要知道,出口金额373.4万美元这个数字,甚至连美国2022年金属镓和砷化镓晶圆进口金额(约2.25亿美元)的零头都不到。

事实上,如果按照进口镓产品的金额438.3万美元来计算,仅仅只能购买17.5万个5G手机 RF 射频芯片(单价约为 25~30 美元)。如果加上PA 功放芯片,那么这个数字会更少。

这也意味着,在东方大国每年高达几亿部的手机产量背后,进口的砷化镓产品规模已经相当于东方大国镓进出口总额的上千倍。

显然,这个问题已经成为了一个比“缺少了东方大国的稀土、美国连 F35 都造不出来”还要尴尬的joke。

用中科院城市环境研究所汤林彬团队在东方大国第七届能源模型论坛年会上的话说就是,“CN 关键金属的供需不平衡矛盾持续加重,对外依存度超过90%的关键金属类型已经高达9~11种,且进口来源高度集中。”

例如,广泛应用于工业领域和光伏组件生产的钨(钨基“金刚线 ”是切割光伏硅片所需要的必需品)。尽管 CN 以 60%的钨储量, 供应了全球80%的钨消费,但CN虽然进口量大,出口的主体却是能耗大、环境污染最严重、利润相对薄弱的中间产品。而全球高端钨产品的主要生产国和出口国则是欧洲发达国家,并且成为了全球获钨资源和钨贸易双重净收入的地区。

至此,这个关于卡脖子的核心因素问题(究竟是像俄罗斯那样的自然资源因素、还是像欧美日那样的核心高科技因素),也就不言自明了。

拉罗什福科说, 骗人而不为人知异常困难,相反,自欺而不自知却十分容易。

楼下保安则说, 对于许多人来说, 现在流的泪,都是当初脑子进的水。


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