中小市值：镓、锗，重要的战略性资源（重新更正）

镓：“半导体工业的粮食”。金属镓的消费领域包括半导体材料、太阳能电池、合金、医疗器械等领域，其中半导体行业已成为镓最大的消费领域。镓在地壳中的含量为0.0015%。自然界中的镓分布比较分散，多以伴生矿存在。镓主要是作为从铝土矿中提取铝或从锌矿石中提取锌时的副产物得到的，也有少量镓来自于煤中伴生元素镓的回收。根据美国地质调查局，2022年全球探明的金属镓储量27.93万吨，中国金属镓储量19万吨，占比约68%左右，位居全球首位。我国是全球金属镓生产和消费大国，2022年，我国镓产量达606吨，占全球比达96.8%；2020年我国镓消费量达288.5吨，占全球比达44.8%。 锗：广泛应用于新兴产业，属于重要的战略性资源。锗在地壳中的含量约为0.0007％，是地壳中最分散的元素之一，几乎没有比较集中的锗矿。大量的锗以分散状态存在于各种金属的硅酸盐矿、硫化物矿以及各种类型的煤中； 某些铜矿、铁矿、硫化矿、银矿中也有锗石产出。锗在半导体、航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。全球锗资源储量匮乏，根据美国地质调查局，全球已探明的锗保有储量为8,600吨，主要集中分布在美国、中国和俄罗斯，占比分别达45%、41%和10%。我国是全球金属锗的最大生产国，2021年我国锗产量达95吨，占全球比达67.9%。 风险提示：行业政策不及预期，行业下游需求不及预期，行业上游开工率不及预期。 1.镓：“半导体工业的粮食” 镓是一种稀土元素，自然界中的镓多来源于铝土矿和锌矿中。镓元素（Ga）是1871年俄国化学家门捷列夫在编制元素周期表时曾预言的“类铝”元素。由于其熔点很低（29.8℃）、沸点很高（2204℃）、良好的超导性、延展性以及优良的热缩冷胀性能而被广泛应用于半导体、太阳能、合金、化工等领域。镓在地壳中的含量为0.0015%。自然界中的镓分布比较分散，多以伴生矿存在。镓主要是作为从铝土矿中提取铝或从锌矿石中提取锌时的副产物得到的，也有少量镓来自于煤中伴生元素镓的回收。 图表1：镓金属产业链结构及应用现状 全球镓资源主要分布在非洲、大洋洲和南美洲。根据亚洲金属网，世界上90%以上的原生镓是从生产氧化铝的过程中提取的。根据华经产业研究院，铝土矿中的镓含量平均值为百万分之五十，世界铝土矿资源中所含的镓估计超过100万吨，全球镓资源主要分布在非洲、大洋洲、南美洲(含加勒比)、亚洲和其他地区，所占比重分别为32%、23%、21%、18%和6%。 我国镓分布相对集中。我国镓资源主要分布在四川、贵州、江西和山西等地，镓矿分布前4省份总储量占全国储量比达92.4%。根据美国地质调查局，2022年全球探明的金属镓储量27.93万吨，中国金属镓储量19万吨，占比约68%左右，位居全球首位。 图表2：全球伴生矿铝土镓资源储量分布 图表3：2021年我国镓资源主要分布情况（单位：吨） 全球镓产能呈稳步上升趋势，镓产量不断提升，我国是全球金属镓的最大生产国。从品质角度看，镓产品分为粗镓（工业镓）和精镓（高纯镓）。根据美国地质调查局，全球镓产能产能整体上呈现上升趋势，其中，精镓产能由2010年的177吨上升至2021年的325吨，粗镓产能由2010年的184吨上升至2021年的774吨，再生镓产能由2010年的141吨上升至2021年的273吨。从产量看，全球镓产量呈波动上升趋势，由2018年的420吨上升至2022年的626吨，CARG达10.5%；我国镓产量由2018年的404吨上升至2022年的606吨，CARG达10.7%。2022年，我国镓产量占全球比达96.8%。 图表4：2016-2021年全球镓产能情况 图表5：全球及我国镓产量情况 金属镓的消费领域包括半导体材料、太阳能电池、合金、医疗器械等领域，其中半导体行业已成为镓最大的消费领域。镓多以砷化镓、氮化镓、氧化镓、4N工业镓形式应用，而工业镓又是其他镓产品最主要的基础产品。镓的消费领域广泛，包括： 半导体材料领域。镓是一种低熔点高沸点的稀散金属，有“电子工业脊梁”的美誉。 镓的化合物是优质的半导体材料，被广泛应用到光电子工业和微波通信工业，用于制造微波通讯与微波集成、红外光学与红外探测器件、集成电路、发光二极管等。 其中，砷化镓（GaAs）是第二代半导体的代表，这类材料因为其能带结构的特性，使得其在高频、高功率等特殊应用场景中，显示出了优于硅的性能，砷化镓常用于制作高频率的微波电子设备，例如手机、无线电和雷达。此外，砷化镓可以在更高的温度下工作，因此在太空和军事应用中被广泛使用。氮化镓（GaN）是第三代半导体材料的代表，具有更高的电场强度、更高的电子饱和漂移速度、以及更高的热导率，这使得其在高压、高频、高温等极端环境下，具有出色的性能。 太阳能电池领域。镓被广泛应用于太阳能电池的制造中，例如，砷化镓三五族太阳能电池，该电池具有良好的耐热、耐辐射等特性，其光电转换率非常高，常被应用于航天和军工领域；砷化镓太阳能电池，具有转换效率高、稳定性强、结构小、重量轻、良好的耐腐蚀性和耐磨性等优势；铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳能电池，其具有生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等显著特点，且光电转换效率居各种薄膜太阳能电池之首。 合金领域。镓与铟、铊、锡、铋、锌等可在3℃—65℃之间组成一系列低熔合金，用于温度测控、仪表中的代汞物、珠定业作中支撑物、金属涂层、电子工业及核工业的冷却回路。例如，含25%铟的镓合金为低熔点合金，在16℃时便熔化，可用于自动灭火装置中。镓与铜、镍、锡、金等可组成冷焊剂，适于难焊接的异型薄壁，金属间及其与陶瓷间的冷焊接与空洞堵塞。 医学领域。镓在医疗领域多是因为其特有的放射性能，可用于对恶性肿瘤进行显像和抑制，镓类化合物具有明显的抗真菌、抗细菌活性，通过干扰细菌代谢，最终达到杀菌目的。除此以外，一定比例的镓基合金替换传统的银汞合金，作为新型的牙科填充材料用于临床应用。 化工领域。镓的卤化物具有较高的活性，可以用于聚合和脱水等工艺，例如使用三氯化镓(GaC l3)作催化剂生产乙基苯、丙基苯和酮；硝酸镓用作石油催化剂可以提高石油的开采效益。 图表6：常见镓产品及其用途 图表7：镓的下游应用情况 全球镓行业需求保持增长态势，我国镓产业逐步由外销转为内需。近年来，随着半导体、LED等行业的发展，镓消费量大幅增长，由2011年的388吨增长至2020年的644吨，CARG达5.8%。随着国内半导体产业的崛起，我国镓产业逐步由外销转为内需，我国镓消费量由2011年的25吨增长至2020年的288.5吨，CARG达31.2%。从占比角度看，我国镓消费量占全球比由2011年的6.4%增长至2020年的44.8%，成为镓消费大国。 图表8：2011-2020年全球及我国镓消费量 2.锗：重要性堪比芯片 锗在自然界分布很散很广。1871年，俄国化学家门捷列夫根据新排出的周期表预言了锗的存在，把它命名为"类硅"，熔点937.4℃，沸点2830℃。锗被称为“稀散金属”，在地壳中的含量不算少，却很分散，几乎没有独立的锗矿，总是与其他金属伴生。锗在地壳中的含量约为0.0007％，是地壳中最分散的元素之一，几乎没有比较集中的锗矿。大量的锗以分散状态存在于各种金属的硅酸盐矿、硫化物矿以及各种类型的煤中；某些铜矿、铁矿、硫化矿、银矿中也有锗石产出；岩石，泥土和泉水中都含有微量的锗。 图表9：锗金属产业链及应用现状 全球锗资源储量匮乏，主要分布在美国、中国和俄罗斯。锗是典型的稀散金属，资源储量较为匮乏，全球分布相对集中。根据美国地质调查局，全球已探明的锗保有储量为8,600吨，主要集中分布在美国、中国和俄罗斯，占比分别达45%、41%和10%。 我国锗资源分布相对广泛。根据《2022年全国矿产资源储量统计表》，内蒙古、云南、江西、广西、甘肃、陕西、四川等省份的锗矿储量分别达1524.63吨、224.93吨、217吨、197.94吨、76.47吨、62.12吨、30.38吨。根据中国矿业报告，我国的锗主要伴生在煤矿中，其次伴生在碳酸盐型铅锌矿中。主要锗成矿带包括川滇黔锗成矿带、滇西临沧富锗煤成矿带、蒙东锡林郭勒富锗煤成矿带等，主要矿区为内蒙古胜利煤矿、伊敏煤矿及云南临沧帮卖煤矿等。 图表10：全球锗资源储量分布占比 全球锗产量稳步提升，我国是全球金属锗的最大生产国。根据同花顺数据，全球锗产量由2016年的126吨增长至2021年的140吨，我国锗产量由2016年的80吨增长至2021年的95吨。我国是全球最大的锗生产国，2021年我国锗产量在全球占比达67.9%。 图表12：全球及我国锗产量情况 锗广泛应用于新兴产业，属于重要的战略性资源。锗具有良好的半导体性质，如高电子迁移率和高空穴迁移率等，在半导体、航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用。近年来，锗产品在国防领域需求旺盛，作为重要的战略物资，世界各国都在逐步将锗列为国防储备资源。根据上海钢联，从锗下游消费结构来看，目前红外、光纤、光伏太阳能、催化剂为锗下游最主要的应用领域，占比分别为36%、34%、17%和4%。 图表13：锗的下游应用情况 在红外光学领域，锗在军用和民用两个领域有极高的价值。锗作为红外光学材料，具有红外折射率高，红外透过波段范围宽，吸收系数小、色散率低、易加工、闪光及腐蚀等优点，主要作为红外光学系统中的透镜、棱镜、窗口、滤光片等的光学材料，在军用和民用两个领域有极高的价值：1）军事领域，近几十年来，红外热成像技术已在武器装备中得到广泛应用，成为现代高技术常规兵器装备中的重要部分，其最重要的应用是昼夜观察和热目标探测，被广泛应用于红外激光器、热成像仪、红外测温仪、夜间监视器和热探测器等的成像部件，例如透镜、滤光片、棱镜、窗口等；根据观研天下，全球军用红外热像仪市场规模由2014年的78.0亿美元增长至2021年的99.7亿美元，CARG达3.6%；2）民用领域，随着红外成像技术的发展与成熟，伴随着民用设备高端化和功能化的发展趋势，各种适用于民用的低成本红外成像设备出现，主要应用于安防、车载夜视、医疗诊断、工业检测、电力等领域。根据观研天下，全球民用红外热像仪市场规模由2014年的31.1亿美元增长至2021年的62.3亿美元，CARG达10.5%； 图表14：红外热像仪在军用领域应用广泛 图表15：红外热像仪在民用领域应用广泛 图表16：2014-2021年全球军用红外热像仪市场规模及增速 图表17：2014-2021年全球民用红外热像仪市场规模及增速 图表18：中国光纤光缆需求（亿芯公里） 在光伏领域，太阳能电池用锗晶片的优越性能决定了其在空间光伏领域的不可替代性。锗基化合物太阳电池因其高效率、高电压和高温特性好等优点，广泛应用于空间卫星太阳能电池、国防边远山区雷达站、微波通讯站等国防军事、航空航天领域。 锗衬底砷化镓太阳能模组全球转换效率最高，可达40%以上。根据云南锗业2022年年报，由于全球卫星特别是低轨通讯用商业卫星组网需求快速增长，对空间太阳能电池需求大幅增加，全球太阳能锗衬底的用量表现出较好的增长势头。根据云南锗业投资者关系活动记录表，随着全球卫星组网需求快速增长，对空间太阳能电池需求有望大幅增加，对太阳能电池用锗晶片市场增长将起到推动作用。根据贝哲斯咨询，2022年全球空间太阳能电池板和阵列市场容量分别为16.52亿元，预计将以21.75%的CAGR增长，在2028年达到53.89亿元。 3.风险提示 行业政策不及预期，行业下游需求不及预期，行业上游开工率不及预期。