锗（Ge），银灰色的类金属元素，位于元素周期表中的IVA族，原子序数为32。它展现出优良的半导体特性，这一性质使其在现代科技领域具有举足轻重的地位。尽管锗在地壳中的分布相当广泛，但其含量却极为分散，这导致了含锗矿石的相对稀缺性。


图1 锗金属

从地质学的角度来看，锗并不是一种易于获取的元素。它的分布模式使得矿石中的锗含量往往较低，从而增加了开采和提取的难度。然而，正是这种稀缺性和独特的物理性质，使得锗成为了高科技产业和未来能源发展中不可或缺的战略资源。
在高科技领域，锗的半导体特性得到了广泛应用。例如，在光纤通信、太阳能电池以及红外光学器件中，锗都扮演着重要角色。它的高导电性和对特定波长的光线的敏感性，使得这些器件的性能得到了显著提升。
从国家战略安全的角度来看，锗的稀缺性和重要性使得它成为了一种战略资源。掌握锗资源的开发和利用，对于维护国家的科技优势、经济安全和整体利益具有重要意义。因此，各国都在积极寻求稳定、可持续的锗资源供应渠道，以确保自身在高科技和未来能源领域的竞争力。


一、锗的战略价值

锗（Ge）的战略价值体现在其在多个关键领域中的不可替代性和广泛应用性。


（一）高新技术产业应用
1.半导体器件
锗是半导体材料的重要来源，可用于制造晶体管、集成电路等电子器件。虽然在现代半导体工业中，硅材料的应用更为广泛，但在某些特定条件下，如高温、高频等环境下，锗仍具有不可替代的优势。


2.航空航天测控
锗在航空航天测控领域的应用主要体现在其红外光学性质上。锗的红外折射率高、色散率低，这些特性使其在红外光学系统中具有优异的表现，可用于制造高精度的红外光学元件，如透镜、滤光片等。


3.光纤通讯
锗在光纤通讯领域的应用主要是作为光纤放大器的材料。掺锗光纤具有卓越的传输性能和稳定性，是现代光通讯网络的“信息动脉”。随着5G、人工智能、物联网等新兴产业的快速发展，对高速、大容量、低延迟的光纤通信需求不断增加，从而刺激了对锗的需求。


4.红外光学
锗在红外光学领域的应用非常广泛，包括军事领域的红外光学设备（如夜视仪、红外热像仪等）和民用领域的安防监控、自动驾驶等技术。随着红外技术的不断发展，锗在红外光学领域的应用前景将更加广阔。


5.太阳能电池
锗是太阳能电池的关键材料之一，能有效提升电池的转换效率和机械强度。在能源转型的大背景下，光伏产业的发展前景广阔，也将为锗带来更多的市场需求。


图2 2015-2021年中国太阳能电池产量及增长情况
（数据来源：国家统计局，观研天下整理）

6.化学催化剂
锗及其化合物在某些化学反应中可以作为催化剂，提高反应速率和效率。


7.生物医学
锗在生物医学领域也有一定的应用，如锗盐在医学上可以用来治疗恶性贫血等。


（二）国防军工领域
1.军用透镜
锗可用于制造高精度的军用透镜，用于各种光学仪器和设备中。


2.红外雷达
锗在红外雷达领域的应用主要体现在其红外光学性质上。红外雷达能够探测和识别目标物体的红外辐射，具有隐蔽性好、抗干扰能力强等优点。


3.热成像仪
锗可用于制造热成像仪，用于探测和显示物体的温度分布。在军事领域，热成像仪可用于夜间侦察、目标跟踪等任务。


4.放射线检测仪
锗可用于制造放射线检测仪，用于检测放射性物质的辐射强度和分布。在核能领域和核安全监测中具有重要的应用价值。


5.核反应能谱仪
锗可用于制造核反应能谱仪，用于测量和分析核反应产生的粒子和辐射的能量分布。这对于研究核反应机制、评估核能安全等方面具有重要意义。


二、资源储量与分布

全球锗资源的分布相对集中，主要分布在中国、美国和俄罗斯等国家，这些国家在全球锗资源市场中占据重要地位。


（一）全球储量
全球锗储量约为8600吨，这一数据表明锗是一种相对稀缺的资源。锗资源的分布呈现出明显的地域性特征，主要集中在中国、美国和俄罗斯等国家。这些国家不仅拥有丰富的锗资源，而且在全球锗资源市场中具有重要地位。


图3 世界锗矿资源分布图

图4 全球锗资源分布状况

（二）中国储量
中国是全球第二大锗资源国，储量丰富，达3526吨，占全球储量的41%左右，仅次于美国。中国的锗资源储量丰富，为全球锗产业的发展提供了有力支撑。


（三）分布特点
中国的锗资源分布较为广泛，但主要集中在内蒙古、云南、广东、吉林等省份。其中，内蒙古的锗资源储量最为丰富，占全国保有储量的46%，云南则占34%。然而，需要注意的是，部分地区的锗矿品味较低，可开采性较差，这在一定程度上影响了锗资源的开发利用。


图5 中国主要成锗带分布图

具体而言，内蒙古的锗资源主要分布在赤峰市等地，这些地区的锗矿品位较高，易于开采。云南的锗资源则主要分布在临沧市等地，这些地区的锗矿品位虽然相对较低，但储量丰富，具有一定的开采价值。广东和吉林的锗资源分布也呈现出一定的地域性特征，但相对于内蒙古和云南来说，其储量和品位都较低。


三、生产与供应

（一）全球生产格局
全球锗生产的集中度较高，主要集中在中国、美国和俄罗斯这三个国家，它们的产量合计占全球总产量的75%。自2004年起，中国便成为了全球最大的锗生产国，在全球锗市场中扮演着举足轻重的角色。


图6 全球锗产量及中国占比

（二）中国生产情况
近年来，中国的锗产量稳步增长，为全球锗市场提供了大量的原材料。2022年，中国的锗产量达到了151吨，其中原生锗产量为130吨，占比高达86.09%，显示出中国在原生锗生产方面的强大实力。同时，回收锗产量为21吨，占比13.91%，表明中国在锗资源的循环利用方面也取得了一定的进展。
中国的锗产业链完备，冶炼分离技术领先，这使得中国在全球锗市场中具有显著的竞争优势。此外，中国还拥有丰富的锗资源储量，为锗产业的发展提供了坚实的基础。


图7 锗行业产业链结构图

（三）供应趋势
未来，随着全球对锗需求的增长，特别是在红外、光纤、卫星等领域的应用不断扩大，中国的锗产量有望同步增加。然而，受环保和资源出口政策的限制，中国的锗产量增幅将有限。环保压力的加大将促使一些铅锌冶炼厂减产或停产，进而影响锗的供应量。同时，中国政府对稀有金属资源的出口也实施了一定的限制政策，以保障国内市场的供应和产业的可持续发展。
为了缓解供需紧张态势，未来中国的锗二次回收产量也将增加。随着技术的不断进步和环保意识的提高，越来越多的企业开始关注锗的回收利用。通过回收废旧电子产品、光伏电池等含锗废弃物，可以提取出其中的锗元素，实现资源的循环利用。这将有助于缓解锗资源的供需矛盾，促进锗产业的可持续发展。


四、应用与需求

（一）主要应用领域
锗作为一种稀散金属，具有独特的物理和化学性质，在多个领域都有广泛而重要的应用。以下是锗的主要应用领域：
半导体领域：锗是最早应用的半导体元素之一，可用于制作晶体管和集成电路。虽然随着硅材料的发展，锗在半导体领域的部分应用被硅取代，但在一些对材料性能有特殊要求的高速开关电路等方面，锗仍具有优势。
航空航天测控领域：锗在航空航天器中可用作高温结构材料和热沉材料，还可用于制造航空航天测控设备中的相关部件，对飞行器的状态进行监测和控制。
核物理探测领域：锗材可用于辐射探测器，能够探测核辐射，在核物理研究和核辐射监测等方面发挥作用。
光纤通讯领域：锗光纤是光纤通信的重要材料，二氧化锗是新型光纤材料添加剂。光纤中掺入二氧化锗可以提高光纤的折射率和透明度，用于制造高速通信中的光纤和光纤放大器。
红外光学领域：锗对红外辐射的透过性良好，是制造红外光学镜头的主要材料。此外，锗还可用于制造红外光学窗口，广泛应用于各种监控热像仪、夜间辅助驾驶仪等。
太阳能电池领域：高纯度锗晶片可用于太阳能电池的制造，能够将光能转化为电能。特别是硒化亚锗等锗的化合物，是重要的太阳能电池材料。
化学催化剂领域：锗化合物常用作催化剂，可促进化学反应的进行，用于生产聚合物、制备有机化合物等。
生物医学领域：锗化合物可以作为抗肿瘤药物用于治疗多种恶性肿瘤，如肺癌、胃癌和乳腺癌等。此外，锗还可用于制备医用陶瓷，如人工关节和牙科材料。


（二）需求增长趋势
随着5G兴起等新兴产业的发展，以及军队信息化建设要求的提升，全球对锗的需求将持续增长。特别是在红外和光纤领域，锗的应用将更加广泛。
5G及新兴产业发展：5G通讯技术的广泛应用将催生对光纤用锗的大量需求。同时，无人驾驶、物联网等新兴产业的发展也将推动对锗的需求增长。
军队信息化建设：随着地缘政治影响大国博弈加剧及国防信息化的更高建设要求，夜视仪、探测仪、红外热像仪和雷达等军用红外用锗需求和消费会大幅提升。
其他领域需求增长：在生物医学、化学催化剂等领域，随着技术的不断进步和应用领域的拓展，对锗的需求也将持续增长。


（三）中国市场需求
中国作为锗的主要消费国之一，对锗的需求量逐年攀升。未来，随着高新技术的发展，中国对锗材料的需求将持续增长。


图8 2016-2023年中国金属锗产量及需求量统计

国内产业发展：随着国内光纤通信、红外光学、太阳能电池等产业的快速发展，对锗的需求量将不断增加。
进口依赖与自给能力提升：虽然中国是全球最大的锗生产国，但在某些高端锗材料方面仍存在一定的进口依赖。未来，随着国内技术的不断进步和产业链的完善，中国对锗的自给能力将得到提升。
政策支持与环保压力：国家对锗产业的支持力度不断加大，同时环保压力的加大也将推动锗产业的转型升级和可持续发展。这将有助于提升中国锗产业的竞争力和市场占有率。


五、出口管制与战略储备

（一）出口管制政策
为维护国家安全和利益，中国对锗这一稀缺且重要的战略资源实施了严格的出口管制政策。这一政策旨在确保锗的出口活动在合法、有序和可控的范围内进行，防止因无序出口而损害国家利益。


图9 对锗实施出口管控

中国对锗的出口管制包括以下几个方面：
出口许可制度：所有涉及锗的出口活动，包括锗的原材料、制品及含有锗成分的产品，均需事先获得相关部门的出口许可。未经许可，任何单位或个人均不得擅自出口锗及其相关产品。
出口限制与监管：在获得出口许可后，出口单位还需遵守国家关于锗出口的数量、价格、目的地等具体限制条件。同时，相关部门将对出口活动进行全程监管，确保出口行为符合国家政策要求。
法律责任：对于未经许可出口、超出许可范围出口或有其他违法情形的，中国将依法对违法者进行行政处罚或追究刑事责任。这一举措旨在维护出口管制政策的严肃性和权威性，保障国家安全和利益。


（二）战略储备意义
锗作为稀缺的战略资源，进行战略储备对于保障国家安全和利益具有重要意义。通过储备锗资源，中国可以确保在关键时刻能够满足国家安全和经济发展的需要。
保障国家安全：锗在军事、航空航天、核物理探测等领域具有广泛应用。通过战略储备，中国可以在紧急情况下迅速调用锗资源，确保国家安全和军事需求的满足。
支持经济发展：锗在半导体、光纤通讯、红外光学等高新技术产业中也发挥着重要作用。通过战略储备，中国可以在市场需求激增时，及时供应锗资源，保障相关产业的平稳运行，推动经济发展。
应对国际风险：在全球经济一体化和地缘政治复杂的背景下，锗资源供应可能受到国际政治、经济等因素的影响。通过战略储备，中国可以降低对外部市场的依赖，增强应对国际风险的能力。


六、发展趋势与挑战

（一）发展趋势
未来，锗产业将迎来更加广阔的发展前景，主要得益于以下几个因素。
全球需求持续增长：随着科技的进步和新兴产业的崛起，如半导体、光纤通信、太阳能电池等，对锗的需求将持续增长。特别是在高科技领域，锗的独特性能使其成为不可或缺的材料。
回收技术不断进步：随着环保意识的增强和技术的进步，锗的回收利用率将不断提高。这不仅可以减少对新锗资源的开采，还可以降低环境污染，实现资源的可持续利用。
中国发挥自身优势：作为全球锗资源的重要产地和加工基地，中国将继续发挥自身优势，推动锗产业的创新与发展。通过加强技术研发、优化产业结构、提升产品质量等措施，中国锗产业将不断提升国际竞争力。


（二）面临的挑战
尽管锗产业具有广阔的发展前景，但仍面临以下主要挑战。
锗资源稀缺性：锗是一种稀有的金属元素，其在地壳中的含量非常低。随着全球对锗需求的不断增长，锗资源的稀缺性将成为制约产业发展的关键因素。因此，如何高效、可持续地开发锗资源，将是未来锗产业面临的重要挑战。
开采和加工环境问题：锗资源的开采和加工过程中会产生大量的废水、废气和固体废弃物，对环境造成污染。如何平衡经济发展与环境保护的关系，实现锗产业的绿色、可持续发展，将是未来锗产业发展中必须解决的问题。
国际市场竞争：随着全球锗产业的不断发展，国际市场竞争将更加激烈。如何在激烈的市场竞争中保持优势，提升中国锗产业的国际竞争力，将是未来锗产业发展中需要关注的重要问题。


七、结论与建议

（一）结论
锗，作为中国战略性矿产的重要组成部分，在高科技领域和未来能源发展中扮演着至关重要的角色。随着全球科技的不断进步和新兴产业的快速发展，锗的应用领域日益广泛，其需求量也在持续增长。中国政府高度重视锗产业的发展，通过一系列政策支持和推动，为锗产业的健康、快速发展提供了有力保障。
未来，随着全球对锗需求的持续增长以及中国政府的持续支持和推动，锗产业将迎来更加广阔的发展前景。然而，在锗产业的发展过程中，仍需面对资源稀缺性、环境问题、国际市场竞争等多重挑战。因此，中国需要继续加强锗资源的勘探与开发，推动锗产业的创新与发展，提高产品附加值和市场竞争力，同时加强国际合作与交流，共同应对锗产业发展面临的挑战。


（二）建议
锗资源的勘探与开发：加大对锗资源的勘探投入，提高勘探精度和效率，寻找新的锗矿资源。加强锗资源的开发与利用，提高资源保障能力，确保锗产业的可持续发展。
锗产业的创新与发展：加强科技创新，提高锗产品的质量和附加值，推动锗产业向高端化、智能化、绿色化方向发展。鼓励企业加大研发投入，加强产学研合作，推动锗产业的技术创新和成果转化。
国际合作与交流：加强与国际锗产业界的合作与交流，共同应对锗产业发展面临的挑战。推动国际锗市场的开放与合作，促进锗资源的合理配置和有效利用。
相关法律法规和政策措施：制定和完善锗产业相关的法律法规和政策措施，为锗产业的健康发展提供有力保障。加强对锗产业的监管和管理，规范市场秩序，保障公平竞争。
综上所述，中国应继续加强锗资源的勘探与开发，推动锗产业的创新与发展，加强国际合作与交流，并制定和完善相关法律法规和政策措施，为锗产业的健康、快速发展提供有力保障。


致谢：国家统计局、中商情报网、腾讯网、搜狐网、新浪网、东方财富网、观察者网、百家号、观研天下等，百度及微信等网络媒体。

来源: 高维度地质科技《中国战略性矿产——锗》