《美国矿物调查 矿物概要》2019 镓

以下信息由贾江涛译自U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, February 2019, P62, Prepared by Brian W. Jaskula [(703) 648–4908, bjaskula@usgs.gov]

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600万美元和2.3亿美元。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68%，光电设备占30%，研究和开发占2%。美国75%的镓消费量在GaAs和GaN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，制造ICs占剩余部分。光电设备用于航空航天领域，消费品，工业、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(2014–17)：中国32%，英国28%，德国15%，乌克兰14%，其他国家11%。

资源枯竭补贴：不适用

政府储备：无

事件、趋势和问题：2018年5月，美国内务部和其他执行分支机构合作，发布了包括镓在内的35种关键矿物清单(83 FR 23295)。该清单用做重点关注执行指令13817,“联邦战略保障安全和可靠供应关键矿物”(82 FR 60835)。

进口金属镓和GaAs基片继续占全部美国镓消费。2018年进口金属镓同比2017年增加60%。由于基于镓消费的美国用户在亚洲建厂，便于靠近亚洲领先的光电工业，2018年金属镓进口同比2014年减少了39%。

中国低纯原镓(99.99%纯度)价格2018年增长了40%，主要归因于消费者再储存。由于中国低纯原镓产量持续超出全球消费量，低纯原镓价格连续5年跌价后全球增长。中国低纯镓平均月度价格从2017年的140$/kg增加到2018年全年200$/kg。中国的低纯原镓年产能已从2010年的140吨急剧扩大到2016年的600吨，占全球低纯镓能力的80%。

由于原镓大量过剩，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、俄罗斯和乌克兰。德国和哈萨克斯坦分别在2016年和2013年分别停止了原镓的生产。

2018年原高纯精炼镓产量约205吨，中国、斯洛文尼亚、英国和美国是主要的高纯精炼镓生产国。加拿大、中国、德国、日本、英国和美国从新废料中回收镓。

2018年世界主要低纯镓生产能力预计730吨/年；高纯精炼产能320吨/年，二次产能270吨/年。

全球无线电频率GaAs设备消费值2017年增加了7%，达到88亿美元，得益于亚洲无线通讯基础设施增长，第三代和第四代(3G, 4G)智能手机增长，其GaAs使用量10倍于标准蜂窝电话，军用雷达和通讯领域等也有增长。全球GaAs基片消费价值增加了13%，达7.9亿美元。亚太地区内国家主导GaAs基片市场，蜂窝电话、光电子器件和无线制造商消费了61%的GaAs基片。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基产品已开始用于电视传输电缆、商用无线基础设施、功率电器和卫星市场。2018年，GaN射频设备市场已增长23%，达4.67亿美元。

普通照明是LED应用的主要部分，预计在接下来10年占据LED市场的主要份额。由于中国政府支持奖励增加LED产量，亚洲的LED产能显著增长。2017年，中国占全球LED制造产能的54%，2018年前9个月，中国LED产量超出全球消费量，LED价格下跌。2018年全球LED市场价值188亿美元，同比2017年增长4%。

全球产量和储量：

世界资源：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，其他从新处理渣中产出。铝土矿中平均镓含量为50ppm。由于硅含量高，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，因而无从在这些矿中回收镓。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

4 资源和储量定义及相关数据来源信息参见附录C。