第一节金属镓的资源分布情况及应用现状
一、全球镓矿资源概况
目前公布的镓的世界总储量约为23万吨，我国的镓金属储量居世界首位，约占世界储量的80％～85％，国外金属镓的储量约为4～5万吨，其中美国镓储量为0.45万吨，南美洲镓储量1.14万吨，非洲为5.39万吨，欧洲1.95万吨。截止年，我国镓基础储量为32.67万吨，年在内蒙古准格尔发现的与煤伴生的超大型镓矿，探明储量85.7万吨，远景储量万吨。
据估计全球镓的远景储量超过万吨，其中铝土矿中含镓最高，其次锌矿中还有一定储量的镓资源。虽然全球镓资源相对较多，但按目前的技术水平，可经济回收的数量仅仅是其储量的一小部分，目前能从中开发回收的镓资源量很少，在全球所有铝矿生产厂家中，只有1/3的铝厂回收镓。
二、我国金属镓的应用现状
1、金属镓应用领域
目前4N-5N纯度的金属镓主要用于太阳能电池、气体传感器、稀土永磁材料等领域，6N及以上纯度的金属镓主要用于制造砷化镓、氮化镓等化合物半导体。目前，化合物半导体是我国金属镓最大消费领域，占消费量65%左右。按照最终用途测算，我国金属镓76%左右用于LED和无线通讯领域。
图表2：我国金属镓消费领域及用量比例从未来发展趋势看，我国金属镓在永磁材料、LED领域的消费将保持相对平稳增长；而在无线通讯（砷化镓、氮化镓半导体材料）领域的消费将呈现较高的增长速度。
砷化镓和氮化镓分别作为第二代和第三代半导体材料的代表，拥有各自特性，应用在不同的领域，其中砷化镓经过多年开发应用已经比较成熟，氮化镓的应用方兴未艾，在5G基站、快速充电器等领域应用发展迅速。
2、砷化镓材料应用前景
砷化镓、磷化镓等是第二代半导体材料的代表，特点是电子迁移率高（是第一代半导体硅材料的5～6倍）、禁带宽度较大且为直接带隙、本征载流子浓度低、光电特性好，容易制成半绝缘材料。砷化镓是目前最重要的光电子材料，也是继硅材料之后最重要的微电子材料，适合于制造LED芯片、激光器等光电子器件以及手机射频芯片等高频、高速集成电路。砷化镓是我国金属镓的最大细分消费领域（占42%左右）。
年全球砷化镓衬底材料市场规模为4.1亿美元，其中中国为0.6亿美元。砷化镓衬底材料市场主要分布在射频芯片、LED和光电子三个领域。
据Yole、StrategyAnalytics等研究机构预测，砷化镓衬底在射频芯片、光电子、LED三大领域均有较好的应用前景。由于5G手机中PA射频芯片数量增多，预计受5G手机出货量快速上升拉动，手机PA射频芯片用量将增大，带动砷化镓衬底需求增长，特别是国产射频芯片用砷化镓衬底预计将取得进口替代突破，年均复合增长率高达%。受到微型LED、VCSEL激光器等应用领域快速发展带动，全球光电器件用砷化镓衬底未来几年的市场增长率也很可观。
预计到年，全球和中国砷化镓衬底规模将分别上升至10.5亿美元和3.5亿美元，5年CAGR分别为21%和45%，中国增长率是全球平均水平两倍。
3、氮化镓材料的应用现状与前景
氮化镓、碳化硅、氮化铝等是第三代半导体材料的代表，特点是拥有更宽的带隙，能比硅、砷化镓承受更高的电压，拥有更好的导电能力，因此效率更高，是迄今理论上电光、光电转换效率最高的材料体系，下游应用包括微波射频器件（5G通信基站等），电力电子器件（电源等），光电器件（LED照明等）。氮化镓是目前全球最快功率开关器件之一，并且可以在高速开关的情况下仍保持高效率水平，能够应用于更小的变压器，让充电器可以有效缩小产品尺寸。据研究，如果氮化镓替换现在所有电子设备，可能会让电子产品的用电量再减少10%或者25%。目前，氮化镓手机充电器的推广应用正热火朝天。氮化镓是我国金属镓的第二大细分消费领域（占23%左右）。
易普咨询指出，氮化镓未来几年最大的消费增长将出现在5G基站领域。5G宏基站和小基站都需要使用氮化镓制作的射频元件。年我国氮化镓射频市场规模约为12亿元，无线通信基站约占20%，即2.4亿元。年，由于5G通信试验基站的建设，基站端氮化镓射频市场达4.2亿元，同比增长达75%。根据国内外的调查数据显示，年维持70%以上的同比增速；年为国内5G建设加速年，基站端氮化镓市场规模预计将达到32.7亿元，同比增长.8%；到年，市场规模预计将达到.7亿，年均复合增长率达%以上。
三、镓消费区域分布
自40年代镓开始其商业性应用，50年代末期，世界镓的年消费量还不到kg，进入60年代后，随半导体工业的迅猛发展，镓的用量迅速增加，之后由于电子及信息工业继续持续发展，加上镓的用途不断扩大，自80年代初开始，世界镓的需求量始终保持每年递增15％～20％。年世界镓的消费量达到了约22t，年增至t以上，年全球镓消费量约t。—年，全球镓的消费量总体上呈现一个缓慢增长的趋势，年均增长10t，年均增速为5％左右。日本、美国、欧洲是目前世界上镓消费的主要国家和地区，其中日本、美国两个国家消耗镓量占全球镓消耗的80％。
日本由于半导体工业发达，在过去若干年中，一直是世界上金属镓消费量最大的国家。日本所消费的镓主要依靠进口和从废料中回收，目前日本的镓回收技术先进，其再生镓的产量占日本镓供应总量的55％。美国是继日本之后的第二大镓消费国。除以上两大镓消费国外，欧洲、韩国和中国也消耗一定的镓。
第二节金属镓产业现状
一、原生镓产能分析
年全球原生镓产量达吨左右，中国原生镓产量约吨，约占世界产量的61.9%。国外原生镓产量约为80吨，约占世界产量的38.1%。国外生产原生镓的主要国家为：德20吨、俄罗斯20吨、哈萨克斯坦15吨、乌克兰10吨、匈牙利10吨、其他5吨。
近5年来，中国以砷化镓为主的化合物晶片工业迅速扩大，尤其是近两年来，增势更为迅猛，而且还将以更快的速度发展。所以，对镓的需求也急剧增加。为顺应市场的需求，生产镓的企业数量和规模也迅速增加。中国铝业目前有河南分公司产量40吨/年；遵义氧化铝有限公司产量40吨/年；广西分公司建设的40吨/年金属镓生产线正在调试，估计很快投运。民营氧化铝企业已有多家涉足镓生产领域。东方希望（三门峡）铝业公司产能40吨/年；山西兆丰铝业公司与北京吉亚半导体公司合资建厂，三门峡市的开曼铝业公司，山西万荣的方园公司，产能都在20吨/年以上；杭州锦江集团的山西孝义化工公司也在兴建产能为20吨/年的项目；这些民营企业的实际总产能在吨左右。当前，民企的镓产量已超过中铝公司的产能。今后几年，中国的金属镓市场这些民营企业不容小视，他们已经掌握了镓回收的技术，有扩产的可能，这些因素都能影响全球的金属镓市场。
二、中国金属镓供需态势
我国是全球最大的金属镓生产、消费和出口国。年，我国原生镓产量.6吨、同比降低11.7%，消费量吨、基本持平，出口量预计为91.3吨、同比降低42.6%；原生镓产量和消费量分别占全球的95.2%和48.9%。总供应为吨，总消费为吨，存在21吨供应缺口，市场库存持续走低。
自年开始，受我国LED产业规模发展带动，我国取代日本成为全球最大金属镓消费国。同时，我国出口供应了全球几乎全部的金属镓需求，但年由于国内产量下滑，企业减少出口，同时国外下游用户由于对金属镓价格走势的不确定，普遍谨慎采购，加大消化库存，导致出口量骤减近一半。
总体来看，我国金属镓供需基本平衡，国内持续多年的供应过剩态势得到初步扭转。
图表4：年全球原生镓产量分布（%三、金属镓价格走势
金属镓作为重要资源，在年之前长期保持元/千克以上价格，
但之后由于国内企业加大产能产量，全球金属镓始终处于供应过剩局面，导致价格持续下滑。年以后，我国部分氧化铝企业使用的铝土矿由国产改为进口，导致金属镓产线由于母液杂质变化和镓含量下降纷纷停产，金属镓出现产量增长放缓态势，加之金属镓需求保持平稳增长，金属镓价格出现触底回升并在0元/千克上下震荡。
图表5：国内金属镓价格（元/kg）第三节金属镓市场趋势及前景
一、金属镓市场趋势判断
未来2～3年，金属镓市场供需走势主要受到三个因素影响。
一是金属镓需求预计将持续增长。国内外传统射频通信和LED产业将保持平稳发展态势，5G基站建设、微型LED和VCSEL光电芯片等新兴产业将加速发展，不断增加对砷化镓、氮化镓等核心材料需求，从而带动金属镓需求，持续改善金属镓供需平衡，有利于推动镓价格平稳回升，促进金属镓产业健康发展。
二是金属镓产量存在不确定性。从近几年来看，金属镓产能产量总体上呈现触顶下降的态势，但山西、广西、贵州等国内铝土矿资源富集地仍有新建金属镓产能情况，现有生产线也有技改提升产能的潜力。若新增产能超过消费增长速度，有可能打破当前供需33基本平衡，导致全球金属镓再次出现过剩，从而阻碍价格回升。
三是泛亚库存的后续影响。年，昆明泛亚交易所多吨金属镓库存以元/千克的较高价格顺利拍卖，缓解了市场的长期担忧。但该部分库存被拍卖后会如何处理没有明确消息，贸易商仍然担心库存释放造成市场供应过剩，下游用户也存在观望等待心理，影响了供销情绪和市场活跃度。
总体判断，当前各方对于金属镓的消费增长持较强烈的预期，尤其是对未来国内砷化镓、氮化镓发展抱持积极看法，但金属镓价格走势很大程度上取决于国内新增产能和产量。如果金属镓新增产能增长低于消费增速，预期金属镓供需将维持弱平衡态势，金属镓价格将平稳回升，有望成为最早走出低迷的稀有金属；相反，则将维持在当前价格区间的震荡态势。
二、镓行业前景展望
镓行业具备长期增长潜力。我国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，其中半导体行业已成为镓最大的消费领域，约占总消费量的80%。随着镓下游应用行业的快速发展，尤其是半导体行业和太阳能电池行业，未来金属镓需求也将稳步增长。我国镓的消费量正在以每年20%～30%的速度增长。未来镓行业需要：
（1）延伸产业，提高附加值。管理机构加强对行业管理和引导，引导行业向高精尖产品延伸，延长产业链，提高竞争力。
（2）增强行业聚集度，提高话语权。借鉴相关行业经验，组建行业管理组织，协调各企业产能，形成定价机制，促进企业长期健康发展。