在新经济条件下金属镓市场发展趋势展望
陈峰 一、 概述
在过去的一年多时间里，我们共同经历了一次世界范围的经济危机。这场经济危机带给这个世界的不仅仅是惨痛的经济损失，同时也让人们对过去过分依赖化石能源，无限度地对各类自然资源开发的发展模式进行更深刻的思考。人们在不停的探索中找到了发展低碳经济，开发可再生能源和绿色能源等新的发展经济的共识，并以此推动世界经济走向可持续发展之路。
所谓低碳经济，其核心是建立高能效、低能耗、低排放的发展模式，包括生产模式和消费模式，从而引导整个经济发展向清洁、高效的方向转型，以此应对气候变化，提高能源利用效益，达到可持续发展和提高绿色GDP的目的。要实现这个目的离不开现代科学技术，而在这个发展过程中金属镓正在发挥着是越来越大的作用。
随着生产技术的发展，金属镓产品的等级和品种都在增加，如4N镓、高纯度的6N、7N甚至8N镓，砷化镓、氮化镓等，同时由于提炼原料来源的不同还分为原生镓和回收镓。但4N金属镓是所有镓产品的基础，为避免概念和统计数字的混淆，如无特殊说明，本文中所提到的金属镓是4N原生镓。此外，对于金属镓的特性和在各种用途中的具体作用，很多专家都在各种专业场合做了比较详尽的阐述，在这里恕不赘述。我想与大家讨论的是在当前世界经济正在逐渐走出衰退的低谷，人们正在以低碳经济、绿色能源等新的发展理念推动经济增长的时候，会给金属镓市场带来什么样的变化。
二、
一） 现代工业中金属镓的主要用途
金属镓是一种银白色，易熔金属。这种金属广泛存在于地表之中，但由于富集程度极低，所以被人们称为“稀散金属”。自1875年被法国人发现后，金属镓似乎只作为一个离我们很遥远的元素符号而存在。直到近30年来，由于现代科学技术的发展，才使得这种金属逐渐走入人们的视野，走入我们的生活。从下图可以看到，几乎金属镓所有用途都和当前现代科技发展及低碳经济，绿色能源
1
金属镓在低碳经济中所发挥的的作用
和环境保护相关。
目前金属镓的应用领域主要有：
1、 现代半导体工业； 2、 现代太阳能工业； 3、 现代磁性材料工业； 4、 现代石油工业催化剂； 5、 医疗器械领域； 6、 合金材料； 7、 各种新材料科研、试验领域；
半导体工业 Semi-conductor
太阳能工业
Solar energy
磁性材料工业 Magnetic materials
金
属镓
石油催化剂 Catalyst
医疗器械领域 Medical equipment
新材料科研、试
验 Scientific research
and experiment 合金材料 Alloy materials
二）
半导体工业是金属镓化最主要的用途
信息产业是当今世界最有活力的生产力之一，与其它产业相比，信息产业以其科技含量高，在工业生产过程中耗能相对较小、对社会发展贡献大等原因成为世界各国都在竭力促进发展的一个产业。现代半导体工业正是信息产业的核心所在，而半导体材料则是这个金字塔的基础。以砷化镓为主的金属镓半导体化合物，在这个基础中占有非常重要的地位。据有关部门统计，半导体行业金属镓消费量通常占总消费量的80%~85%。因此半导体材料行业的发展变化与金属镓市场变化的关系将是本文重点讨论的核心。从2001年2009年，该行业用镓量一直在以5~8%的速度增长。根据我们的估算，2008年~2009年原生镓在该行业的消费量约120吨左右。在该工业领域中，无线通讯和光电半导体
2
是最主要的用途。
1、 半导体材料是信息技术和产品发展的“载体”和“粮食”， 砷化镓在所有半导体材料中起着越来越重要的作用。砷化镓材料可用于生产超高速、超高频微波及光纤通讯元件，可广泛应用在无线通讯、照明、能源、军事、医疗等领域。现阶段砷化镓化合物半导体晶片的主要应用领域有：无线通讯、光纤通讯、高亮度LED、可见光雷达、近紅外线雷达、太阳能电池等方面，无线通信是其中最主要的用途。据有关方面统计，砷化镓在无线通讯方面的使用量约占砷化镓总量的80%以上。近年来无线通讯领域的宽带局域网和手机市场一直在以较快的速度发展，特别是在后经济危机时代，很多国家政府都加大对该行业的扶持力度使得该行业率先走出经济危机的阴影。早在2009年底，国际上主要砷化镓生产企业就开始获得较大的订单。进入2010年，更是受世界经济复苏的拉动，科学技术的突破、3G手机、智能手机等无线通讯器材的更新换代等诸多因素的影响，市场对砷化镓等化合物半导体产品的需求迅速增长从而导致该行业用镓量迅速上升。
2、LED（发光二极管）是Light Emitting Diode的缩写，是利用半导体材料
的特性将电能转化为光能的固体发光器件。LED光源具有体积小、寿命长、节能环保、高亮度低热量以及可控性强等优良特性，应用领域非常广阔，已逐渐在手机、显示屏、汽车、特种照明、交通信号、景观装饰等多个领域得到了广泛应用。随着LED技术的逐渐成熟，作为LED重要发展方向之一的高亮度LED光源取代传统照明光源将是未来几年的主流趋势，市场前景极好。由于LED工业的迅猛发展，作为生产LED的重要原料，三甲基镓（TMG）目前已成为世界上最抢手的产品之一。2009年以前该产品是以一种逐渐加速度的方式向前发展。进入2010年借助世界经济复苏的大潮，低碳经济的大力推动以及多项技术的突破，LED生产和普及都出现了爆发式的增长。为迅速占领LED产业市场，许多国家和地区都在加大对该行业的投入，仅MOCVD设备一项，据有关资料统计，2008年4月全球已安装数量仅为500台，到2009年6月
3
此数字已达到1000台，2010年，将会再新增500台，2011年将还会增加700台。按经验数据测算，每台MOCVD在正常生产的情况下金属镓消耗为50kg/年，因此2009年该行业消费金属镓约为25吨，2010年达到50吨左右，2011年将达到75吨左右，2012年将突破100吨。正是由于LED下游产业的发展导致了对金属镓的需求出现爆发式增长。 3、半导体行业的快速发展已经给目前的金属镓市场带来了巨大的影响。本
次参加亚洲金属峰会的代表很多人都与金属镓行业有关，并且非常关注金属镓市场的变化。人们注意到经历了2009年的低迷之后，2010年金属镓市场几乎是突然变得供不应求，价格也从年初的320美元/千克上涨到目前的620美元千克的价格水平。通过上述市场分析我们可以看出，当前金属镓市场变化主要是半导体工业下游产业迅猛发展造成的。
目前世界许多国家都希望通过半导体工业拉动经济增长。9月8日温家宝总理主持召开国务院常务会议，审议并原则通过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》。“新一代信息产业”被列入七项“战略性新兴产业”之中。对于这些战略性新兴产业，国家将从政策、金融等多方面给予重点支持。8月31日，日本政府提前公布了总额为9200亿日元（约108亿美元）的新经济刺激方案。在该方案中LED产业成为主角，政府决定，如果确定在国内建立LED等与环保相关的生产基地，政府将设置补贴制度，以此来促进企业向国内投资。据悉，该方案计划于9月10日提交国会批准，并于9月底执行。近一年来日本政府已多次出台相关政策以扶持LED产业的发展。受优惠政策的鼓励和市场需求的拉动，日本三菱电子、东芝电器等大的LED厂商都在积极扩大产能。2010年9月7日，科技部高新司在北京组织召开了“十二五”国家863计划新材料领域“高效半导体照明关键材料技术研发”重大项目实施方案可行性论证会。这表明，中国“十二五计划” 半导体照明科技计划启动并尝试机制体制创新以促进该产业健康快速发展。凡此种种，所有信息都表明在今后相当长的时间内半导体行业还将会以较快的速度发展，因此对金属镓的需求还会较大幅度增长。
4
三） 在低碳经济的大潮中，太阳能是最节约也是效率最高的一种可再生
能源，随着科学技术的不断突破，人们对太阳能开发与利用的步伐越来越快。在众多太阳能电池产品系列中与金属镓相关的主要有两种：1）砷化镓（GaAs）聚光太阳能电池；2）CIGS太阳能薄膜电池。 1）砷化镓（GaAs）聚光太阳能电池
砷化镓三五族太阳能电池具有良好的耐热、耐辐射等特性，其光电转换率非常高，该产品的开发开时间比较长，但是过去由于生产成本和使用成本都非常高，往往只被应用在航天工业和军工领域。然而，随着近几年由于科学技术的发展，砷化镓太阳能电池的生产和使用成本都在降低，搭配上聚光光学组件从而使其应用范围开始扩大，并且正在以较快的速度开始普及。 目前三接面砷化镓电池之转换效率已可高达40%，制造成本也大幅降低。在全球热切寻找永续替代能源的今日，高效率砷化镓太阳能电池已经成为光能发电的一项重要选择。近两年我们已经注意到，砷化镓用于太阳能电池方面的数量正在以加速度的方式增长。据我们了解，近期国内外一些大的生产厂都在扩大相关产能。该产业的发展势必增加市场对金属镓的需求。 2）CIGS太阳能薄膜电池
作为第三代太阳能电池，CIGS薄膜太阳能电池以其生产、安装、使用成本低，光电转换率高的优势在众多太阳能电池产品中成为发展最快的一族。随着各国对廉价新能源的迫切需求，CIGS太阳能电池技术正迅速从试验室走向规模化生产。目前世界上已投产或在建的CIGS工厂已超过40多家，这个数字还在迅速增长。确切地讲，金属镓在CIGS的原材料中所占比重很小，大约在5~10%左右，但是随着CIGS生产规模的扩大，该行业对金属镓的需求会显著增长。进入2010年吉亚公司收到相关行业询价的数量已明显增多。国际很多机构都在预测2015年~2020年该行业会有巨大发展，那么对金属镓的需求又会出现一个新的高峰。
四） 磁材是现代机电工业、自动化工业和半导体工业必不可少的基础材料。
高性能磁材对提高机械效能，降低能源消耗起着非常重要的作用。作为第三代高性能磁材，钕铁硼已经成为现代磁材行业的主流产品，而高品质磁材需要添加0.5‰~2‰的金属镓。目前中国已成为世界钕铁硼生产中心，每
5