我国锗行业生产规模位居全球前列 5G、星链计划拉动市场需求上升

2024-01-02 10:26

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1、锗性质独特的金属，难以独立成矿

根据观研报告网发布的《中国锗行业发展现状分析与投资前景预测报告（2024-2031年）》显示，锗（Ge）是化学元素周期表第4周期IVA族中呈明显非金属性质的稀有分散碳族元素，同时也是一种拥有良好半导体材质（仅次于硅）质硬性脆的银灰色“三稀”金属。

锗难以独立成矿，常以化合物形式存在于闪锌矿、硫砷铜矿、银铅、铁矿及煤矿中。全球与锗相关的矿床类型主要有独立锗与伴生锗两个大类。锗矿（矿床规模较大，锗含量≥20%；矿床中有独立锗矿物、富含锗的吸附体或类质同象矿物等载体矿物）可划分为3个亚类：铜铅锌锗矿床；砷铜锗矿床；锗煤矿床。伴生锗矿（依据矿床中锗元素的主要赋存形式）分为3个亚类：含锗的铜铅锌锡银硫化物矿床；含锗的铝土矿或沉积型铁矿床；含锗的页岩、油页岩、石油、煤等有机岩矿床。

锗矿床分类

矿床大类	矿床亚类	主要矿物	赋矿围岩	典型矿床
独立锗矿床	铜铅锌锗矿床	硫银锗矿、白铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿	泥质页岩、凝灰岩、斑岩、流纹岩	纳米比亚楚梅布锗矿、玻利维亚中南部锗矿
	砷铜锗矿床	锗石、硫锗铁铜矿、斑铜矿、黄铜矿、砷黝铜矿、硫砷铜矿	元古代白云岩、晶质灰岩	刚果卡丹加锗矿、西南非特素木布锗矿
	锗煤矿床	含锗凝胶化煤、亮煤	早白垩世、新第三纪煤、碎屑岩、硅质岩、泥灰岩	英国伊尔科什盆地锗矿、内蒙古乌兰图嘎锗矿、云南临沧锗矿
伴生锗矿床	含锗的铜铅锌锡银硫化物矿床	含锗闪锌矿、方铅矿、黄铁矿	上古生代、碎屑岩-碳酸盐岩石	广东仁化凡口铅锌矿、云南曲靖会泽铅锌矿
	含锗的铝土矿/沉积型铁矿床	赤铁矿、绿泥石、含锗赤铁矿	上古生代碎屑岩、或铝土质沉积岩	湖南长沙宁乡铁矿
	含锗的页岩、油页岩、石油、煤等有机岩矿床	含锗复合腐殖酸盐及锗有机化合物	中生代褐煤、瘦煤;第三纪煤、碎屑岩、泥质岩	俄罗斯巴浦洛夫锗煤矿、内蒙古五牧场区次火山、热变质锗煤矿

资料来源：观研天下整理

2、我国锗储量位居全球前列，是世界最大的生产国

根据数据显示，截至2022年3月，全球已探明锗资源保有储量约为8600吨。从区域分布来看，全球锗储量排名依次为美国3870吨、中国3500吨、俄罗斯860吨，分别占比约45%、41%与10%。

数据来源：观研天下整理

目前，我国是全球最大的锗生产国，2016-2017年产量下降至106吨，到2021年回升到140吨。

数据来源：观研天下整理

3、锗应用广泛，红外、光纤是最大的应用领域

锗（Ge）因具红外电磁光谱的部分透明性、玻璃锗氧四面体的扩展三维网络形成器、低色散度与高红外折射率等诸多优良的光电力性能，金属锗及其化合物常被列作信息通讯、生物科学、现代航空和新能源等重要行业的基础原材料，广泛应用于聚酯催化剂（PET）、光纤通讯、高频超高频电子器件、太阳能光伏电池、红外光学、航空航天测控、核物理探测、生物医学等国防军工及民用领域。

根据数据显示，在锗产品消费结构中，红外市场份额占比为36%，市占比第一；其次是光纤，市占比为34%。

数据来源：观研天下整理

4、5G拉动光纤用锗需求发展

锗在光纤应用主要是通过四氯化锗的形式应用于光纤预制棒，光纤预制棒成品质量对光纤的质量及特性存在重大影响。近年来，得益于国家政策支持和5G技术应用与发展，光纤领域发展迅速，对锗行业需求量大幅上升。根据相关资料可知，结合光纤需求年增长速度，2020年，我国光纤所需锗达到60.5吨，预计2035年需求有望达147吨，2020-2035年需求量CAGR为6%。

数据来源：观研天下整理

5、我国星链计划有望为太阳能锗需求带来快速增长

据高欢欢所著《砷化镓空间太阳电池用4英寸低位错锗单晶的研制》，美国ASEC公司提出用气相外延生长技术制备GaAs/Ge异质结太阳能电池，用机械强度更高、成本更低的锗单晶作为衬底片；2014年，国内的天津三安光电公司成功研发GaInP/GaInAs/Ge高倍聚光太阳电池，效率也超过40%。

我国GW星链计划规划发射卫星数12992颗，G60星链计划规划发射卫星数12000多颗。假设GW星链在2027年前发射完毕，2024-2027分别发射总卫星数的10%、20%、30%、40%，G60星链在2028年前发射完毕，2024-2028年分别发射卫星总数的5%、10%、20%、30%、35%；假设GW、G60星座中砷化镓电池渗透率95%，每个卫星需要用锗片6000-15000片，谨慎假设锗片直径50.8mm，锗厚度140微米，最终测算2027年GW和G60星链预计拉动太阳能用锗需求达76.08吨，前景广阔。

2020-2026年仅考虑GW、G60增量的太阳能领域锗需求

类别	2020E	2021E	2022E	2023E	2024E	2025E	2026E	2027E
GW卫星发射数量（颗）	0	0	0	0	1299.2	2598.4	3897.6	5196.8
G60卫星发射数量（颗）	0	0	0	0	600	1200	2400	3600
GW砷化镓锗电池渗透率（%）	0	0	0	0	95%	95%	95%	95%
G60砷化镓锗电池渗透率（%）	0	0	0	0	95%	95%	95%	95%
单卫星用锗片量（片）	6000	6000	6000	6000	6000	6000	6000	6000
锗密度（克/立方厘米）	5.35	5.35	5.35	5.35	5.35	5.35	5.35	5.35
锗片表面积（平方厘米）	20.26	20.26	20.26	20.26	20.26	20.26	20.26	20.26
锗片厚度（微米）	140	140	140	140	140	140	140	140
单锗片重量（克/片）	1.52	1.52	1.52	1.52	1.52	1.52	1.52	1.52
单卫星用锗重量（千克）	9.10	9.10	9.10	9.10	9.10	9.10	9.10	9.10
GW和G60的锗太阳能电池片需求（吨）	0	0	0	0	16.43	32.85	54.47	76.08