《美国地质调查 矿物概要》2021 镓

以下信息由贾江涛译自U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2021, P62, Prepared by Brian W. Jaskula [(703) 648–4908, bjaskula@usgs.gov]

【译者注】中国低纯镓占比高达80%，中美贸易和新冠疫情对2020年的影响显著，此前未避免受到关税影响2018年大量进口，导致2019年和2020年断崖式下降；低纯金属镓价格上涨。

镓

(除非特别声明，数据均以公斤镓含量计)

国内产量和用途：自1987年开始，国内没有原镓(低品位，未精炼的)回收。全球原镓在处理矾土矿和锌矿中作为副产品回收。犹他州的一家公司从进口的低品位原镓金属和废料中回收和精炼高纯镓。进口金属镓和砷化镓(GaAs)基片价值分别为100万美元和1.5亿美元。GaAs用于制造集成电路(ICs)和光电设施，包括激光二极管、发光二极管(LEDs)、光探测器和太阳能电池。氮化镓(GaN)主要用于制造光电设备。ICs占国内镓消费量的72%，光电设备占25%，研究和开发占3%。美国80%的镓消费量在GaAs, GaN和GaP基片中，金属镓、三甲基镓和三乙基镓用于外延层生长工艺制造LEDs基片和ICs占剩余部分。光电设备用于航天领域，消费品，工业设备、医疗和电信设备。ICs用途包括国防应用、高性能计算机和通讯设备。

回收：无旧废料。相当数量的新废料从加工基于GaAs设备时产生，犹他州的一处设施再加工后回收高纯镓。

进口国(2016–19)：中国55%[+5%]，英国11%[-7%]，德国10%，其他国家24%。

资源枯竭补贴：14%(国内和国外)

政府储备：无

事件、趋势和问题：进口金属镓和GaAs基片继续占全部美国镓消费。2020年进口金属镓同比2019年下降20%，主要由于从2019年开始对从中国进口的镓征更高的关税这导致在关税加征前2018年从中国进口金属镓增长300%。2019年进口自中国的金属镓同比2018年下降97%。

主要由于中国产量降低，2020年中国低纯镓(纯度99.99%)价格上涨了32%。中国低纯镓价格从2019年末的140$/kg上涨到2020年9月的185$/kg。中国低纯原镓产能2010年140吨/年，从2016年开始扩能到600吨/年。中国产能占到全球低纯镓产能的80%。

由于2012年开始原镓大量过剩，中国之外的低纯镓生产国限制产出。这些生产国包括日本、韩国、俄罗斯。德国和哈萨克斯坦分别在2016年和2013年停止了原镓的生产。匈牙利和乌克兰分别在2015年和2019年停止了原镓的生产。

2020年原高纯精炼镓产量约220吨，同比2019年增长5%。中国、日本、斯洛伐克和美国是主要的高纯精炼镓生产国。英国2018年停止了高纯镓生产，加拿大、中国、德国、日本、斯洛伐克和美国从新废料中回收镓。全球主要低纯原镓2020年生产能力预计724吨/年，高纯精炼产能325吨/年，二次产能273吨/年。

2019年，全球射频GaAs设备消费值下降4%，达到86亿美元，主因为第三代和第四代(3G, 4G)智能手机运输减少。受新冠疫情和中美贸易分歧结果导致进口自中国更高从价关税，2020年全球射频GaAs设备消费量预计同比2019年下降4%。全球GaAs芯片消费量2020年增加了14%，LED、射频和光学用芯片预计分别占比48%、32%和20%。亚太地区内国家主导GaAs基片市场，由于其强大的处理能力、高频切换和高电压能力，历史上用于国防领域的GaN基产品已开始用于5G网络、电视传输电缆、商用无线基础设施、功率电器和卫星市场。

2020年，GaN射频设备市场已增长22%，从2019年的7.4亿美元达到9.4亿美元。全球高功率LED市场2020年预计140亿美元，同比2019年增长5.3%。

全球产量和储量：

世界资源⁵：镓在其他金属矿中赋存的浓度非常小。大部分镓是在加工铝土矿时作为副产品产出，其他从锌处理渣中产出。铝土矿中平均镓含量为50ppm。美国铝土矿主要属于不经济的资源，由于硅含量高而不适合生产氧化铝。一些国内锌矿含镓达50ppm，尽管现阶段没有回收，但可作为重要的资源。全球铝土矿中所含的镓超过100万吨，且相当数量在全球锌资源中，然而仅有不到10%的铝土矿和锌资源中的镓可被回收。

替代品：有机化合物制造的液晶用于可见光显示替代LEDs。硅基金属氧化物半导体功率放大器与中级3G移动手机中的GaAs功率放大器竞争。InP部件可替代GaAs基红外激光二极管用于特定波长领域，氦氖激光与GaAs在可见激光二极管领域竞争。硅是太阳能电池领域GaAs最主要的竞争者，由于其独特的性质，GaAs基集成电路用于很多国防相关领域，这些领域尚无有效的GaAs替代品。GaAs在异质结双极晶体管中可被一些SiGe替代。

标注解释:

e  估算值; NA 无法获得; — 0

1 预测基于美国进口的99.9999%~ 99.99999%纯度镓的平均价值。

2 预测基于美国进口的99.99%纯度镓的平均价值。

3 定义为进口量-出口量，不包括砷化镓芯片。

4 包括香港

5 资源和储量定义及相关数据来源信息参见附录C。