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美國最難搞定的不是稀土,而是稀有金屬“鎵” 2025-10-25 22:31:51

2025-10-26    史書凌軒閣

美國最難搞定的不是稀土,而是稀有金屬“鎵”,某種程度上來說,其難度相當於美國“再造一個英國和澳大利亞。”


鎵金屬,是第三代“氮化鎵”雷達系統和第四代“氧化鎵”雷達系統的關鍵材料。

說到戰略資源,很多人第一反應是稀土。稀土確實重要,但今天要聊一種更特別、更讓某些國家頭疼的金屬——鎵。

它不像金銀那樣閃耀,也不像鋼鐵那樣堅硬。在自然界,你甚至很難找到一塊純粹的鎵礦石。它是一種典型的“低調實力派”,藏在很多尖端科技的心臟部位。


鎵本身是一種柔和的銀白色金屬,有個有趣的特性:你把它放在手上,它可能會融化。因為它的熔點很低,只有29.76攝氏度。在夏天,它就可能變成液體。

但正是這種看似不起眼的金屬,經過與其他元素化合後,身價倍增。它化身成為兩種關鍵材料:氮化鎵和氧化鎵。

這兩種材料是新一代雷達、衛星通信、5G基站甚至未來電動車的核心技術所在。它們能讓電子設備在更高的頻率、更高的功率下工作,同時體積更小、效率更高。簡單說,有了它們,雷達看得更遠、更清楚,通信速度更快、質量更穩。含鎵組件用於反隱身雷達後,能夠顯著提升雷達功率和探測距離,比如目前中國率先研發的氧化鎵技術可使雷達在400公里遠就可精確識別F-22隱身戰機。再有,砷化鎵是衛星太陽能電池中的重要材料。


為什麼鎵如此難“搞定”?


難點不在於地底下沒有鎵元素。恰恰相反,鎵在地殼中的含量比某些常用金屬還要多。真正的挑戰在於,它極少形成獨立的礦床。

鎵就像是一個喜歡交朋友、不愛獨處的傢伙。它總是分散在其他的礦石里,主要是鋁土礦(生產鋁的原料)和鋅礦中。它在這些礦石里的含量極低,好比一大鍋湯里只撒了一點點胡椒粉。

因此,獲取鎵的主要途徑,不是在礦山里直接開採“鎵礦”,而是作為生產鋁或鋅過程中的一種副產品回收而來。這個提取過程技術複雜,成本高昂,而且會產生大量廢料,需要妥善處理。

這就引出了核心問題:供應鏈。一種產品的供應鏈,就像一棵大樹,有樹根、樹幹、樹枝。如果樹根環節集中在某個地方,那麼整棵樹的生命力就依賴於此。

目前,全球高純度鎵的供應,絕大部分都源於鋁和鋅的冶煉過程,而這些冶煉產能高度集中。這種集中度,比稀土還要高。這意味着,如果想新建一套完整的、有經濟價值的鎵供應鏈,其難度超乎想象。

有分析認為,這個難度相當於“再造一個英國和澳大利亞”。

這句話不是字面意思去造兩塊大陸,而是形容其工程浩大、耗時漫長、投入驚人。它需要重建的不僅僅是一兩個工廠,而是從礦石來源、大規模冶煉設施、複雜的化學提純工藝,到最終的材料加工和應用技術的一整個生態體系。這需要時間,不是一兩年,可能是十年以上,還需要巨大的資金和技術人才投入。

為什麼非得搞定鎵不可?因為由它衍生出的材料,正在引發一場靜悄悄的,質的突破。

先說氮化鎵。它是第三代半導體材料的明星。相比傳統的硅材料,氮化鎵能承受更高的電壓和溫度,讓電子元件以更高的頻率工作。結果就是,軍用雷達可以探測得更遠、更精確,能有效發現隱形飛機;民用5G基站的信號覆蓋和質量能大幅提升;甚至未來的快速充電器也能做得更小、充電更快。

再看氧化鎵,它屬於第四代半導體,潛力更大。它的禁帶寬度更寬,意味着它能承受的電壓極高,功率損耗極低。用氧化鎵製作的芯片,有可能製造出功率驚人但體積小巧的雷達系統,或將電力設備的效率提升到新高度。雖然氧化鎵技術還處於商業化初期,但已被視為決定未來高技術競爭勝負的關鍵材料之一。

既然開採這麼難,那回收舊產品里的鎵行不行?理想很豐滿,現實很骨感。

鎵在大多數電子產品中是用量極少的“摻雜劑”或薄膜材料,好比蛋糕上那層薄薄的糖霜。從一堆廢棄的複雜電子產品中,經濟高效地把這層“糖霜”分離提純出來,技術上非常複雜,成本也可能高於直接生產新鎵。目前,鎵的回收利用率還非常低,無法形成可靠的供應來源。

因此,對於嚴重依賴進口鎵的國家來說,這就形成了一個戰略困境。

他們的戰鬥機、通信、新能源等關鍵領域,都離不開由鎵材料製造的核心部件。供應鏈的任何風吹草動,都可能對高科技產業和國家安全產生深遠影響。

這種依賴性,迫使他們不得不考慮那條極其艱難且昂貴的路:嘗試自建供應鏈。但這意味着要投入天量資金,克服環保門檻,培養專業人才,並做好長期堅持的準備。

再有,鎵礦在全球都極為稀有,已探明的儲量全球不過23萬噸,其中19萬噸在中國。而且目前中國鎵產量占全球的97%,中國在其供應鏈上無疑是起着舉足輕重的作用。


所以,下次當你聽到手機信號滿格、看到天氣預報的雷達圖,或者了解到更先進的軍事科技時,可以想到背後可能有這個默默無聞的金屬“鎵”在發揮作用。

它的故事告訴我們,現代科技競爭的本質,越來越多地體現在對這些看似不起眼、卻至關重要的基礎材料的掌控上。誰掌握了這些“工業維生素”的穩定供應,誰就在未來的科技競賽中占據了更有利的位置。鎵的博弈,是一場關於技術、供應鏈和國家韌性的深層較量。


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