芯片制造的关键材料金属镓！中国储量全球第一，欧美也要大量进口

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众所周知，作为“工业维生素”，稀土是一种重要的战略金属资源，没了它，很多高科技产品都玩不转。而有一种战略金属资源，同样在高科技领域中应用广泛，也是芯片制造的关键材料。这种资源与稀土一样，都是我国的优势矿种，储量和产量全球第一。那么，到底是哪种战略金属资源？这就是接下来为各位介绍的金属镓。

镓是一种银白色的稀有金属，它的熔点很低，是自然界中少有的在常温下呈液体的金属。由于它在地壳中含量稀少，分布又比较分散，所以没有独立的矿床，主要与铝、锌、锗等矿物伴生，比较难提取。要知道，2020年全球粗镓产量也不过是300吨，其中，中国的产量就高达290吨，占全球产量的96%以上，其它的粗镓产国连中国的零头都不到。

不止是产量，中国的金属镓储量同样是全球第一。根据美国地质调查局（USGS）公布的数据，目前全球金属镓的储量约为27.93万吨，而中国的储量最多，达到19万吨，占全球储量的68%左右 ；相比之下，美国的储量还不到中国的1/40，只有0.45万吨。可见，与稀土一样，金属镓也是我国手中的一张王牌。

那么，这种金属资源到底有什么用？首先，它是芯片制造的关键材料。提到半导体材料，各位可能会想到碳化硅，但或许不知道氮化镓，它们都是第三代半导体的关键材料。相比硅材料，氮化镓的禁带宽度、电子饱和迁移速度和击穿场强都更胜一筹，这些优点使其在射频器件和电力电子器件的制造上更有优势。

比如近年来大家广泛关注的5G技术，它所使用的高频无线电波脉冲芯片组，就是用氮化镓来制造的，并且这种材料耗电少、发热少，还能够在800摄氏度的高温下工作，相比碳化硅，成本也相对低一点。

其实，除了在半导体领域得到“重用”之外，金属镓以及它的一系列化合物已经广泛应用于新能源汽车、LED照明、太阳能电池以及雷达等众多领域 ，它的很多用途与当前的绿色能源和低碳经济息息相关。

这些年来，节能减排日益受到全球各国的关注，《巴黎协定》还致力于推动各国制定并落实减排任务。可以预想，未来全球对镓的消费需求会越来越大，这种资源在日后也会更“大有可为”。

正因为意识到它的重要性，而且自身储量不多，欧美、日本等国家早就对镓资源进行管控和储备，比如欧盟在2010年发布的14种矿产原料紧缺名单中，镓就位列其中；美国在2018年也将镓列入35种关键矿产清单中 。

然而，日本是全球镓第一大消费市场，美国则紧随其后，欧盟也是重要的镓消费市场，它们自己的镓资源没怎么开发，那么就需要依赖进口了，这其中很大一部分镓就进口自中国。

其实刚也提到，中国的粗镓产量已占到了全球的96%以上，有分析指出，可能也是由于中国的产量大，甚至出现产能过剩，抑制了其它国家的生产。过去几年，哈萨克斯坦、匈牙利、德国和乌克兰等国已先后停止了初级镓的生产，所以我们才会看到，全球粗镓产能几乎被中国垄断。

当然，欧美日等发达国家用到的镓资源并非100%从中国进口。随着镓回收利用技术的不断发展，如今，全球再生镓的产量已经不低了，2020年的产量便达到250吨，并且还呈现逐步上升的趋势，未来甚至不排除会超过粗镓的产量。

所以，欧美等发达国家也有一部分的镓供应来自这些再生镓，尤其是回收产业发展最好的日本，已经有一半的镓供应来自本国的回收产业，逐渐摆脱对中国的依赖。

这些年来，我国新能源汽车、光伏、LED照明等产业迅速发展，也带动了镓以及它的化合物等消费量迅速增长，但不完美的地方在于，我国半导体等产业的发展还落后于美日韩等发达国家，因此，我国的高端精镓产品（高端电子元件）也仍高度依赖进口，这从芯片成为我国第一大进口商品便可以窥探一二。

值得注意的是，近年来，为了解决芯片“卡脖子”等难题，我国已经开始大力发展芯片产业，并提出到2025年将芯片自给率提升到70%的目标。可以见得，接下来国产芯将加速崛起，未来我国的高精镓产品对外依赖也会逐渐降低。

另外，作为我国的一种优势矿种，与欧美国家一样，我国也早就对镓资源进行了相关的管控。比如2011年，我国便将镓列入战略储备金属，计划在适当的时候对它进行收储。随着镓资源重要性日益提升，相信我国还会对这种战略资源进行相关的保护。

文 | 梁锦源 题 | 曾艺 图 | 卢文祥 审 | 陆烁宜

半导体材料研究框架系列：详解八大芯片材料

在整个电子信息产业中，半导体材料行业因其具有极大的附加值和特有的产业生态支撑作用而往往成为国家之间博弈的筹码。 我们归纳出半导体材料行业具备以下特征：

（1）细分品类众多，每一大类材料通常包括若干具体产品，单一市场较小，平台化布局至关重要；

（2）子行业间技术跨度大，半导体材料各细分领域龙头各不相同；

（3）下游认证壁垒高，客户粘性大 ；

（4）同下游晶圆制造之间高度正相关，发展依赖晶圆厂产能放量 ；

（5）不同于半导体设备，半导体材料作为耗材，每年都有需求，整体市场规模稳步向上；

（6）政策驱动性行业，往往依靠专项政策推动技术成果转化。

中国半导体材料行业3大催化剂：

短期：半导体景气周期秉持“设备先行，制造接力，材料缺货”的规律，已进入以“硅片危机”为特征的“材料缺货”阶段。量价齐升是材料明年的主旋律。

中期：验证的成功与否决定了国内材料公司“从0到1”的突破。封装材料凭借更高的国产率和国内更成熟的OSAT体系，在验证阶段较制造材料存在优势，在中期维度方面较制造材料更具亮点。

长期：未来3年，中资晶圆厂产能将大幅增长。制造材料凭借更高的国产化潜力和中资晶圆厂产能的快速扩充，在长期维度方面较封装材料更具看点。

投资策略：目前大量国内半导体材料，正处于“从0到1”的验证关键阶段，选股策略上我们建议关注：

（1）各公司的技术水平是否有在产品性能上缩小与国际巨头差距的实力（国产替代基础）；

（2）半导体材料各细分领域的龙头企业（国内的市场地位）；（3）公司获取资源及平台化整合的能力（公司成长空间）；（4）公司营收及业绩增长情况（国产化进程）。

半导体材料投资机会来自晶圆厂和OSAT产业链的国产替代，建议关注相关产业链标的：

制造材料：沪硅产业、立昂微、中环股份、神工股份、中晶科技、晶瑞电材、南大光电、彤程新材、雅克科技、华懋科技、金宏气体、华特气体、杭氧股份、正帆科技、安集科技、鼎龙股份、上海新阳、江化微、巨化股份、光华科技、江丰电子、隆华科技、有研新材、飞凯材料、容大感光、凯美特气、新宙邦、兴发集团、多氟多等

封装材料：兴森科技、深南电路、康强电子、胜宏科技、崇达技术、三环集团、国瓷材料等

风险提示：半导体行业景气度下滑、半导体材料客户认证和突破风险、晶圆厂产能建设进度不及预期风险、先进封装发展不及预期。

本文源自金融界

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