中美“镓大战”激战正酣，中国近日氧化镓生产突破扳回一局，然而这却是一场极为蹊跷，让人完全看不懂的禁制与反禁制大战。中国供应了全球2021年96%的镓，为什么美国反而对中国实施氧化镓禁令，进而导致中国实施镓锗出口管控呢？中国的氧化镓生产突破，又会对这场“镓大战”产生什么影响呢？

镓是第31号元素，一种低熔点高沸点的稀散金属，有“电子工业脊梁”的美誉，熔点仅29.76 °C，在人的手里都会熔化。镓在自然界没有单质，而是痕量存在于铝土矿和锌矿石中，因此主要是铝锌加工的副产品。而中国的铝产量占全球的一半以上，锌也占了三分之一，因此在镓的产量上占据了绝对主导地位。

根据阿拉丁统计，2021年中国镓产量达497吨（含再生镓），占全球总产量的95.68%，其他国家如俄罗斯、乌克兰、哈萨克斯坦、加拿大、日本等，分别只有14吨、10吨、8吨、5吨和4吨。

然而紧接着在2022年8月，美国就宣布禁止向中国出口氧化镓，这是有着怎样的底气呢？

原来镓虽然在国防军工、航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂和生物医学等领域都有广泛而重要的应用，但大量的镓是用于低端领域的，如LED、磁材、光纤、光伏太阳能等，绝大部分的镓都是中国自己用于生产了。

而以氮化镓为代表的第三代半导体，和氧化镓为代表的第四代半导体，是新型的宽禁带和超宽禁带半导体材料，具有高电场强度、高击穿电压、高热稳定性、高辐射抗性等优点，可以用于制造高性能的功率器件、射频器件、光电器件等，在通信、航空航天、雷达、太阳能等领域有广泛的应用前景。

但氮化镓和氧化镓的生产是一项技术难度较高的工程，需要高温、高压、高纯度等条件，以及精密的设备和工艺，而且成本相对较高，限制了它们的规模化应用。

目前在氮化镓和氧化镓生产上处于领先的是日本、美国、中国、德国等国家，氮化镓中国有一些民营企业在研发和生产，而氧化镓此前一直没有什么重要进展，一直依赖于进口。

所以你看看，镓金属不值什么钱，用来大量生产LED，而高科技领域镓的需求量并不多，随便匀一点就出来了，并且全球伴生铝土矿储量亚洲仅占18%，非洲、大洋洲、南美才是大头，再就是全世界再生镓产量很大，所以美国可能觉得不管怎么样，都不太可能影响到需求低的高科技领域，所以才有底气在中国占了全球镓产量96%的情况下，仍然禁止向中国供应氧化镓。

那么中国在今年8月也开始实施镓锗的出口管控措施，这又是有什么底气呢？

氮化镓中国已经可以生产了，而氧化镓单晶熔点达到1820℃，高温生长过程中极易分解挥发，容易产生大量的氧空位，进而造成孪晶、镶嵌结构、螺旋位错等缺陷，因而生产难度很大。

目前能够制造大尺寸（6英寸）高质量氧化镓晶圆的方法只有导模法，而这种方法需要使用基于贵金属铱的坩埚，成本非常高昂，是黄金的3倍，且坩埚易损坏还有使用次数限制。

为什么一定要使用铱坩埚呢？这就是前面所说的氧化镓单晶熔点高达1820℃，铱坩埚可以在2100～2200℃工作几千小时，可以保持晶体的纯度和稳定性。

铱坩埚是目前能够制造大尺寸质量氧化镓晶圆最常用的方法，根据中国科学院院士、浙江大学硅材料国家重点实验室主任杨德仁团队的说法，日本和美国普遍采用导模法生产氧化镓，一个4英寸的坩埚就需要5公斤的铱，可以说贵得惊人。

而杨院士团队提出了一种新的工艺熔体法来生产氧化镓，可以减少80%的铱用量，从而显著降低生产成本，只有导模法的1/10。该团队自去年生产出2英寸的晶圆后，目前又取得重大突破，生产出了4英寸的晶圆。

与此同时，中国电科46所也取得了重大突破，今年3月已制备出高质量的8英寸氧化镓外延片，达到了国际最高水平。

所以中国在氧化镓材料和器件方面已经具备了一定的自主创新能力和产业基础，从而有底气管控镓的出口，在这轮“镓大战”中扳回了一局。

那么中美双方在这场“镓大战”中的战略考量各是什么呢？

从美国来说，一是要保持在高端镓材料和产品方面的技术领先优势，尤其是第三代氮化镓和第四代氧化镓制备，因为这关系到美国在军工和高科技领域的战略地位。

二是要遏制中国在这些高端技术取得突破，维持对中国的封锁，保证自身领先。

三是打击中国依靠低成本优势实现规模化应用的能力，限制中国的产业发展。

从中国来说，一是要努力提升镓高端材料的自主创新能力，突破技术壁垒，尤其是氧化镓，因为这关系到高科技产业的发展。

二是要充分利用在镓矿产资源等方面的优势，发挥规模效应。

三是学会利用低成本生产获得先发优势，在应用领域取得领先。

四是在贸易谈判中用镓作为博弈筹码，对抗美国的科技封锁。

中美“镓大战”是一场复杂而漫长的博弈，双方都有各自的优势和劣势，但无论如何，这场大战都像是损人不利己，不会有赢家，而只会有输家，这就是人类文明的发展和进步。当然，从另一个方面来说，你也可以说都赢了，因为这种大战更像是一场竞争，让更多的人掌握了更先进的技术，从而推动了人类文明整体的技术发展。

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