中国断供镓锗有效果吗?美国自己评估将损失34亿美元(图)

12月3日，据商务部消息，中国政府决定决定加强相关两用物项对美国出口管制。原则上不予许可镓、锗、锑、超硬材料相关两用物项对美国出口；对石墨两用物项对美国出口，实施更严格的最终用户和最终用途审查。 这是一项对美国的反制措施，因为12月2日，美国方面将140家中国半导体企业列入实体清单，包括北方华创、新凯来在内的多家芯片企业被美国列为了禁止出口对象。


实际上这已经不是商务部第一次限制镓、锗、锑等材料的出口，早在去年7月中国便首次对镓和锗进行了出口管制。作为全球镓、锗最大的生产国和出口国，中国的出口管制是必然有一定作用的。 具体有多大作用呢？美国方面其实在今年10月专门出了一份76页的报告进行了评估。


这份报告是由美国地质调查局（USGS）的专家搞出来的。他们设计了一种定量化模型，通过输入-输出表和非线性优化方法，分析供应中断对GDP和行业产出的影响。模型模拟了不同程度出口限制下的全球价格变化、供应量减少以及这些变化对美国关键行业的连锁反应。 最终，报告指出中国的出口限制可能导致美国GDP减少34亿美元（镓31亿美元，锗4亿美元），其中半导体制造业受到的冲击最为显著。 镓和锗的供应链其实非常集中，可以说“鸡蛋全放在一个篮子里”。全球超过90%的镓和锗都是中国生产的。这意味着，其他国家几乎完全依赖中国的供应。如果中国减少出口，其他国家短期内很难找到替代的来源，因为这些金属不像铜、铁那样到处都能挖到。 镓和锗的生产有个特别之处——它们是从其他金属的加工过程中“顺带”提取出来的。镓一般是生产电解铝的产物，而锗则是开采褐煤的附加品，这二者都属于相对高污染的生产方式，因此欧美国家想要自己开辟一条生产线难度是颇大的，不管是直接投入还是治理成本都十分高昂。 在市场需求方面，这两种金属用途非常“专精”。镓最常见的用途是做半导体材料，比如用在手机芯片、高效太阳能电池和LED灯里。锗主要用在光纤通信、电信设备、红外光学镜头等领域，甚至还用在军用设备中。它们有一些替代品，比如硅可以部分代替镓，但性能上不如镓，效率也会打折扣。所以一旦供应中断，替代起来并不容易。 更麻烦的是，镓和锗市场本身很小，但却牵动着高科技行业的“大局”。加上贸易数据透明度不高，市场弹性也很低，价格变动会特别敏感。这就像一根小木棍，却支撑着整个高科技的大机器，一旦出问题，影响会很大。 为了搞清楚中国限制镓和锗出口会对美国经济造成什么影响，这份报告用了一个数学模型，就像在玩“模拟城市”，试着预测不同情况下会发生什么。 他们的模型主要是从“输入-输出表”开始的，这张表就像一个经济活动的“流量图”，展示了各个行业之间的关系，比如半导体行业需要用多少镓和锗才能生产出芯片，而这些芯片又会被哪些行业用到。接着，他们用一个优化工具，试着模拟当镓和锗供应减少时，各行业如何调整，比如减少产量或者提高价格。 模型的核心数据来自2021年，包括镓和锗的全球生产量、库存量和贸易数据。他们假设中国减少出口会直接影响全球的供应，然后根据美国市场的占比，算出对美国的具体影响。 另外，他们也假设短期内市场需求不会突然变动，行业只能被动适应。这种方法虽然不能完全反映现实中的复杂情况，但能快速给出“最有可能发生”的结果。这种计算方式帮助他们估算了供应减少后，美国经济可能损失的GDP以及受到影响的主要行业。


模型的示意图 让我们看下这份报告的结论。 首先，报告分析了中国如果完全停止出口镓和锗，会发生什么。镓的影响特别大，因为它是半导体行业的重要材料。模型显示，全球镓的供应量会减少39.5%，价格会飙升2.5倍。而锗的供应减少只有5.5%，价格上涨幅度也比较小，大概是26%。 这就说明镓比锗对全球市场的影响更严重，因为其他国家几乎没有足够的库存或生产能力来弥补缺口。这是因为除了中国之外，其他国家完全没有提炼镓的能力。 研究还算出了供应减少对美国整体经济的冲击。如果中国完全停止镓的出口，美国的GDP预计会减少31亿美元，占2021年GDP的0.013%。而锗的出口中断带来的影响要小得多，GDP预计减少4亿美元。如果镓和锗同时中断，美国GDP的总损失大约是34亿美元。 报告特别分析了具体受影响的行业。镓的主要用户是半导体制造业，这个行业占美国GDP减少总量的46.5%。此外，还有电路板组装、汽车电子设备和计算机制造行业受到间接影响。 锗的影响则比较分散。光纤电缆制造、光学仪器、红外设备等行业都会受波及。尽管这些行业对GDP的贡献没有半导体那么大，但它们的特殊用途让锗变得不可或缺，比如电信和军工设备。 为了更全面地了解风险，报告还做了不同情景的分析，包括“高影响”和“低影响”两种极端情况。在最坏的情况下，镓的供应减少可能导致美国GDP损失高达82亿美元，而锗则可能损失11亿美元；在最乐观的情况下，这两个数字分别是17亿和0.01亿美元。 这种差异取决于很多因素，比如全球库存量有多大、其他国家的生产能力能否快速补充、行业对材料价格的敏感程度等。 尽管报告的模型主要分析了短期（大约一年内）的经济影响，但它也提到，长期来看，供应中断可能会促使一些行业采取替代策略，比如开发新材料或者寻找其他供应来源。这些变化可能会部分缓解短期的冲击，但需要时间和资金投入。 因此，在短期内，美国高科技行业的生产链依然非常脆弱。 报告建议美国增加镓和锗的战略储备，主要是为了应对像中国出口限制这样的突发情况。 具体来说，美国政府可以学日本，成立专门的矿物储备机构，定期采购镓和锗，存放在战略储备基地。同时，这些储备可以按照行业的重要性分配，优先保证半导体、光纤通信等关键行业的生产需求。虽然储备矿物会增加一些成本，但相比供应链中断造成的经济损失，这笔钱花得很值。 目前，美国对镓和锗的生产几乎完全依赖中国。为了改变这种局面，报告建议通过政策激励，让美国本土或者盟国提高生产能力。怎么做呢？首先，政府可以给矿产公司发放补贴，降低企业开采和生产镓、锗的成本。其次，可以出台税收优惠政策，让这些公司有更多资金投入到技术研发中，比如提高镓和锗的回收率，或者开发从其他矿物中提取镓和锗的工艺。 同时，美国还可以和加拿大、澳大利亚等资源丰富的盟友合作，帮助这些国家提高产能，把供应链多样化。这样，即使中国减少出口，美国也有“B计划”来保障供应，不会被卡脖子。 可以说，这份报告是一种“谨慎的悲观”：它明确指出了问题的严重性，但同时也承认通过储备、产业政策和供应链多样化，美国可以逐步降低风险。如果中国真的限制出口，美国将面临阵痛，但有希望通过调整逐步恢复平衡。