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 |
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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 |
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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 |
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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 |
资料来源:观研天下整理(WYD)
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