加入星计划,您可以享受以下权益:

  • 创作内容快速变现
  • 行业影响力扩散
  • 作品版权保护
  • 300W+ 专业用户
  • 1.5W+ 优质创作者
  • 5000+ 长期合作伙伴
立即加入
  • 正文
  • 推荐器件
  • 相关推荐
  • 电子产业图谱
申请入驻 产业图谱

芯片反击战,关键原材料管制能否卡住美国脖子?

2023/07/07
2486
阅读需 16 分钟
加入交流群
扫码加入
获取工程师必备礼包
参与热点资讯讨论

一架F22上,用了多少稀土?

从限制高端芯片、到限制光刻机、再到限制中国使用美国云计算服务,美国卡中国脖子的力度,还在一步步加深。

中国怎么办?必须要从关键原材料上下手了。因为不管是做多少高端的芯片,不仅需要硅,更需要许多稀土元素的加持,而在这这方面,中国是绝对的王者。

7月3日,商务部、海关总署发布了关于对镓、锗相关物项实施出口管制的公告。满足相关特性的物项,未经许可不得出口。

由于现阶段,我国是这两种金属最大的探明储量保有国、粗加工国,所以限制出口,一定会对美国、荷兰、日本的半导体加工、芯片生产业,产生冲击,让他们意识到,原来稀有金属的上游在中国,并且中国已经处于事实上的垄断地位。

金属镓是一种性能优良的电子原材料,下游应用领域广泛,是用于制作光学玻璃、真空管和半导体的重要原料。

金属镓的消费领域包括半导体和光电材料、太阳能电池、合金、医疗器械、磁性材料等。在半导体材料领域,金属镓是砷化镓、氮化镓的重要原料之一。氮化镓广泛应用于功率半导体器件领域,例如变频器,高铁都需要这东西。包括我们每天都要使用的手机充电器现在也都开始推广使用氮化镓材料了。

根据德州仪器的官网内容,氮化镓能够比纯硅解决方案更有效地进行电量处理,将功率转换器的功率损耗降低 80%,并更大限度地减少对添加冷却器件的需求。通过将更多的电量存储在更小的空间内,氮化镓可以设计更小更轻的系统。

氮化镓还有一个重要作用是在军事上。现在我军新型驱逐舰上及航空母舰上装备的346B相控阵雷达的TR组件都是氮化镓材料的,所以无论是耗电量还是体积和发热量都比原来的砷化钾材料好了不少,而且延长了探测距离。

雷神公司生产的部分战斗机机载火控雷达中,也应用了氮化镓。

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,而中国储量最多,达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。

从产量来看,中国产量占比全球镓产量最高。德国和哈萨克斯坦分别于2016年和2013年停止了镓生产。2021年德国宣布将在年底前重启初级镓生产,匈牙利和乌克兰分别于2015年和2019年停止镓生产,中国镓占比全球镓产量持续提升,截止2021年,占比全球镓产量已超90%。

锗是重要的半导体材料,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。

根据USGS的数据,全球已探明8600吨锗储量中,美国达到3870吨,紧随其后的中国,探明储量为3500吨。两国所拥有的锗含量占世界锗总储量的8成以上。中国是全球锗资源储量和消费大国,经过多年发展,锗产业链布局逐渐完善,锗加工企业主要集中在二氧化锗、四氯化锗、区熔锗锭等深加工环节。

这两大类物项都是半导体产业的基础材料,有非常广泛的应用。对其实施管制,是对美国、日本、荷兰等国近期对中国禁运半导体设备等物项的反制。

此次涉及到镓类物项包括金属镓、氮化镓、氧化镓、磷化镓、砷化镓、铟镓砷、硒化镓、锑化镓。涉及到的锗类物项包括金属锗、区熔锗锭、磷锗锌、锗外延生长衬底、二氧化锗、四氯化锗。

不过,以上镓类锗类物项属于化合物半导体原材料,属于初级产品,还需要深度加工才能直接用于半导体产业链。目前深加工和高附加值的工序大都是在海外进行。也就是说,中国出口初级原材料,还需要进口深加工制成品用于半导体产业链。

国家重视镓、锗战略资源,也是珍惜国内相关资源,限制无序开发的体现,限制出口有珍惜资源的考虑。

2020年10月,中国颁布《出口管制法》,立法了“最终用户和用途”、“长臂管辖”的明确条款,实际中国出口管制法基本上对标美国的EAR(出口管制规例),但是中国的出口管制法对用于军事最终用途的产品,可以实施管制。

配合“不可靠实体清单”,我们可以做实现执法最终用途用户管制和长臂管辖,要求相关厂商,通过中国商务部审计,其采购来自中国的原材料和相关产品最终不出售给特定客户,即不可靠实体清单客户,满足这个条件的情况下,例如三星电子台积电等厂商才能获准购买进口上述中国元素。

基于现有中国《出口管制法》的最终用户和用途、长臂管辖条款,不论多少交易和再制造环节,只要最终用户和用途违法,就可以对最终用户和用途以及和供应商及对应企业追究刑事责任,责任对象有权利举证它的产品里没有包含中国出口管制的元素,如果无法举证,有可能会面临5年有期徒刑和营业额10倍的罚款。

在出口管制发布后,美国半导体材料供应商AXT发布公告称,AXT在中国的子公司通美预计将立即着手向中国有关部门申请出口镓和锗衬底产品的许可。

路透社4日称,2022年,中国镓产品的最大进口国是日本、德国和荷兰;锗产品的主要进口国是日本、法国、德国和美国。美国58%的锗进口自中国。

显然,我们这回是卡住了他们脖子了。但是我们也要清醒地认识到,当今世界,各国竞争,最稀缺的是制度、科技,而不是自然资源。

稀土,是中国的国宝。

1980年之前,美国完全主导了世界稀土产业,并将其开采列入核武级别管理,加州的芒廷帕斯一度是世界九成稀土的出口原产地。1983年开始,日本也出台了稀有矿产战略储备制度,并大量囤积了稀土。

三年后,中国稀土产量超过了美国,但中国稀土行业一度长期处于低端供应链水平,且不少短视厂商不但破坏了环境,也一度导致中国稀土在很长时间内以白菜价出售。

中国稀土之父徐光宪及其团队最终改变了这一不利状况。上世纪70年代,放弃美国优厚待遇的徐光宪毅然回国,并最终研发出稀土回流串级萃取法,创造了99.99%的纯度纪录,也为大量开采稀土提供了基础。

由此开始,中国在稀土提取方面取得的专利很快超过他国总和。

中国从2009年开始实施稀土出口配额限制,从2010年开始配额有所减少,进而引发全球关注。

中国推出稀土出口配额措施,是为了减少污染和保护稀土资源。不过对本土公司在国内的生产以及使用没有做出任何限制,在限制稀土出口后,国际稀土价格大幅飙升。

在世界贸易组织就中国的稀土出口管理措施终裁中败诉之后,中国取消了稀土出口配额。

为了避免在稀土问题上被中国“卡脖子”,日本积极拓展供应来源多元化,一方面启用当时充足的库存,一方面依靠澳大利亚、越南、哈萨克斯坦斯坦等国的稀土来分散风险。很快日本从中国以外国家进口的稀土就占到进口量的一半以上。

2012年美国向世界贸易组织提出投诉,称中国违反了世贸组织的自由贸易承诺,之后欧盟、日本和其它国家的政府也加入了投诉之列。

2014年8月7日,世界贸易组织上诉机构裁定,中国实行的稀土出口管理限制措施不符合相关世贸规则和中国加入WTO时的承诺。

世贸组织的这份裁决书说,中国没有显示出它对稀土、钨、钼的出口所采取的一系列配额限制措施是合理的。世贸组织认为,“如果是为了保护环境,中国应采取措施限制国内生产,而不是限制出口。”

中国商务部《2015年出口许可证管理货物目录》,明确稀土出口执行出口许可证管理,仅需企业拿出口合同申领出口许可证。这也意味着稀土出口配额正式取消。

随着中国稀土管制的放松和价格的回落,日本又扩大了从中国的稀土进口量。

针对中国推出的镓、锗管制措施,韩国召开产业供应链检查会议,研讨给国内供应链带来的影响。因为对于三星、海力士等芯片企业来说,镓和锗对芯片良率具有关键作用。

据韩国官员表示,预计该措施对供需格局带来的短期影响将有限,但有关措施将持续多久尚不明确且限制出口品目或进一步扩大,政府将严密检查相关动向,迅速采取应对措施。

该报道称,与会的行业相关人士也预测,中方出口限制短期内对供需不会带来太大的影响。

据韩联社称,为了避免半导体等主要产业生产受到拖累,韩国政府将提升应对力量,包括挖掘替代进口来源地、加大储备,研发高度依赖特定国家的品目替代物和技术等。

日本则希望将此事像上一次稀土出口配额措施一样,诉诸WTO。日本经济产业大臣西村康稔7月4日表示,东京方面并不认为中国的限制措施是对日本提高其芯片制造设备许可要求的回应。将反对任何违反世界贸易组织规则和其他国际协议的行为。

根据WTO规则,成员国不得实施任意或无正当理由的出口限制措施。某些情况下,WTO允许成员国采取一些限制性举措,以保护国家安全、公共利益或履行国际义务。

例如美国限制向中国出口高端芯片,理由就是国家安全,但根据WTO规则,成员国对于所谓的国家安全问题必须提供充分的证据并做出合理的解释。

6月30日,荷兰政府宣布对先进半导体芯片材料、设备及技术实施出口管制,新规将于9月1日生效,理由也是“国家安全”。

针对2022年10月美国对华半导体出口的新管制措施,中国已经在12月向WTO提起诉讼。中方表示,美方阻碍芯片等产品的正常国际贸易,是典型的贸易保护主义做法。不过,世贸组织审理诉讼案件至少需要一年以上的时间才能做出裁决。

针对中国目前的管制措施,美国可以寻找其他稀土资源丰富的国家作为替代供应商,以降低对中国稀土的依赖。例如,一些国家如澳大利亚、巴西、俄罗斯、加拿大等也拥有相当数量的稀土资源。

美国自身也拥有大量的稀土资源,但由于环境和经济因素,目前尚未完全开发利用。通过加大对本国稀土资源的探索、开发和生产,可以减少对进口稀土的需求。改进材料设计、探索新的材料替代方案、提高稀土回收率等,可以减少对稀土的依赖。

毕竟,开采和生产能力也是影响稀土市场份额的重要因素。许多国家都具有稀土矿床。然而,开采和生产稀土是一个资金密集型、技术要求高的过程,需要大量的投资和专业知识。因此,一些国家可能由于各种原因,如环境限制、经济条件等,并未充分开采自己的稀土资源。

中国在过去几十年中,建立了完善的稀土开采、精炼和加工产业链,形成了较高的生产能力和竞争优势。而其他国家对于稀土的开采和生产相对较少,无法与中国的规模相媲美。

中国在稀土领域具有强大的生产能力和供应链优势,全球很多高科技产业已经建立了与中国的合作关系。要重新调整和建立新的供应链网络,这将涉及到重新协商合同、寻找替代供应商、改变生产流程等。重新构建供应链、寻找替代品、建立新的合作关系等需要投入大量的资源、资金和时间。

所以明哥就说,中国实施镓锗的管制,更重要的是震慑一下它们,也不能认为可以持久使用这种策略,以免他们在稀土产业上奋起直追。

在2010年,就开始对日本采取稀土临时禁运的措施,确实对当时的日本产业,造成了一定的立竿见影的效果。

但是,以此为转折点,美国、澳洲和东南亚的稀土产业,开始有了危机感,不得不自发成长。中国占全球稀土市场份额从近100%,开始减少,目前占到了世界三分之二。

所以很多人对于中国实施稀土材料管制,高呼,来啊,互相伤害啊。但在短期内,市场上也有一些储备,也存在替代来源和回收再次利用,这个管制措施短期内未必见效,中长期管制生效后会带来成本上扬,但不一定会导致断供。

因此,中国对镓锗,之前对钕铁硼永磁体,乃至以后对更多的稀土元素的出口进行管制,目的不是要互相伤害,而是增加自身的谈判筹码,敦促相关国家与中国进行谈判,互相就卡脖子的物项发放许可证。

毕竟互掐脖子,谁也不好过。

 

 

推荐器件

更多器件
器件型号 数量 器件厂商 器件描述 数据手册 ECAD模型 风险等级 参考价格 更多信息
34104 1 TE Connectivity SOLIS R 22-16 COMM 22-18 MIL 4

ECAD模型

下载ECAD模型
$0.31 查看
BSS138LT3G 1 onsemi Single N-Channel Logic Level Power MOSFET 50V, 200mA, 3.5Ω, SOT-23 (TO-236) 3 LEAD, 10000-REEL

ECAD模型

下载ECAD模型
$0.31 查看
MMBT3904WT1G 1 onsemi NPN Bipolar Transistor, SC-70 (SOT-323) 3 LEAD, 3000-REEL

ECAD模型

下载ECAD模型
$0.16 查看

相关推荐

电子产业图谱