中方管制鎵、鍺出口 可能是回擊美方半導體限制
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中國作為全球最大鎵、鍺生產國,將自下月起對這 2 種半導體所需的關鍵金屬原物料實施出口管制。有媒體認為,這是中國回擊美國半導體出口限制的最新舉措。
鎵、鍺是最基本的半導體製造元素,而中國則是這 2 種元素的主要生產國,若是短期內中國開始實行出口限制,將促使市場價格上漲,進而衝擊這 2 種元素製成的半導體材料,並改變電動車、5G 通訊、照明、顯示器等產品在全球的市占率。如今,歐盟使用的鎵有 71% 進口自中國,鍺則有 45% 進口自中國。
儘管在半導體製造中,矽仍占據主導地位,但事實上,現代晶片製造早已超出矽的範圍。在元素週期表中,鍺跟矽一樣同屬於 IV 族元素,具有跟矽類似的半導體特性,可用作開關和放大訊號。鍺的熔點低於矽,更易熔化後製作成晶體,因此早期晶體管是用鍺來製成。有報導指出,沒有鍺,就不可能會有晶體管的發明。
不過,由於鍺多一層電子,特性更加趨近金屬,如果溫度高於攝氏 70 度,鍺晶體管恐怕就難以正常運作。因此,專家也為鍺找到了新的應用,即應變工程,有望大幅提高晶體管運行速度。
鎵元素則是屬於 III 族,主要作為化合物來應用,結合成氮化鎵和砷化鎵等,這 2 種化合物屬於直接半導體,可以直接發光。氮化鎵具有優良的功率轉換效率,在同等體積下可實現更高的充電功率,或者在同樣的充電功率下能做到更小體積。
相較其他半導體,氮化鎵設備功率更大、體積更小、可以承受更高的電壓。在 5G 通訊站中可以有效減小收發通道數,進而降低成本。