“半导体工业新粮食”“军用领域万能添加剂”……禁止对美出口的两用物项有哪些军事用途？

活在枫叶国

来源：环球时报

【环球时报特约记者 晨阳】编者的话：中国商务部3日发布公告，宣布禁止两用物项对美国军事用户或军事用途出口；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。该公告同时强调，任何国家和地区的组织和个人，违反上述规定，将原产于中华人民共和国的相关两用物项转移或提供给美国的组织和个人，将依法追究法律责任。这被外界视为中国针对美国滥用对华半导体出口管制措施的反制。《环球时报》注意到，中国商务部公告主要针对的是相关材料的军事用途，那么它们都可以用在哪些武器上？对美国相关产业和美军影响有多大呢？

镓：“半导体工业新粮食”
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  O: A, e" Z( I/ S香港《南华早报》4日称，根据美国地质调查局的数据，中国的镓储量占全球70%以上，2023年中国生产了全球98%的镓。相关资料显示，全球镓资源远景储量超过100万吨，绝大部分伴生在铝土矿床中。但美国地质调查局2020年报告中提到，铝土矿和锌资源中只有不到10%的镓具有潜在可采性。目前镓主要来自氧化铝生产过程的副产品。
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对于镓资源的战略地位，全球早有共识，美国的《关键矿产战略》报告、欧洲委员会的《欧盟关键矿产原材料》报告、日本的《稀有金属保障战略》报告、联合国环境规划署的《未来持续技术用关键金属及其循环回收潜力》报告均将镓作为战略性或关键性矿产资源。2011年，我国也将镓列为战略储量金属之一。2023年7月，中国商务部和海关总署发布公告，对镓和锗两种关键金属实行出口管制。美国《纽约时报》4日称，自1987年以来，美国就再也没有开采过可用于半导体的镓。报道提到，中国出台相关管制措施后，美国更多地依赖从日本等其他国家购买半加工材料，这些国家可以直接从中国购买。“在美国进口的镓中，日本占26%，中国占21%，德国占19%。”

镓早在第二次世界大战期间就被认为是一种战略性和关键金属，早期原子弹为解决钚弹的加工难题，就添加少量镓以形成钚镓合金作为解决方案。如今镓依然在核反应堆领域有广泛应用。
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+ X% L, I5 P* v镓对于现代社会的意义尤其重大，它被称为“半导体工业新粮食”，主要用于复合半导体、集成电路、雷达、电视和手机屏幕、太阳能电池板等领域。在军事方面，砷化镓和氮化镓是先进雷达不可或缺的核心材料。例如美国空军F-22隐形战斗机装备的AN/APG-77有源相控阵雷达、F-35隐形战斗机搭载的AN/APG-81有源相控阵雷达，都采用第二代砷化镓电子元器件。相比之下，氮化镓材料具有更高的功率密度和频率特性，使用氮化镓技术的相控阵雷达具备更高的功率输出和更宽的工作频率范围，可以在体积和重量基本不变的情况下大幅提升探测距离和提供更精确的目标锁定能力。目前美国空军正计划为F-35配备采用第三代氮化镓技术的AN/APG-85有源相控阵雷达。基于同样的理由，号称可以发现隐形战斗机的美军E-2D和E-7预警机，或是美国海军主力驱逐舰，它们配备的先进雷达也都离不开镓。



F-35隐形战斗机搭载的AN/APG-81有源相控阵雷达
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  ~# L: l3 [5 P3 f% f) r锗：红外设备的理想材料
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" S0 D5 {1 {6 ]相比于其他稀有金属，美国拥有全球最多的锗储备，占全球的45%，略高于中国（41%）。与镓的储藏情况类似，锗也没有单独的富矿可供开采，而是以伴生矿的形式分布在含硫化物的铅、锌、铜矿以及特定的煤矿中。美国的锗资源虽然丰富，但主要以铅锌伴生矿为主，这也意味着美国需要大量生产铅锌，才能从中提炼出极少量的锗，而中国锗资源主要来源于褐煤矿，开采相对便利。此外，美国从1984年以来，就将锗作为国防储备资源进行保护。
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' v( O9 }  P1 G5 ^: {8 c* ~5 J% N美国国际贸易委员会今年3月的一份报告显示，2018年至2021年，中国占美国锗进口量的54%。2023年中国生产了全球60%的锗，但在中方去年8月开始正式实施出口管制后，中国海关数据显示，截至今年10月，中国没有向美国付运任何锻造和未锻造的锗或镓。
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伦敦帝国理工学院商学院的加尔格对《南华早报》表示，锗是国防应用中光纤和红外光学的关键材料。例如锗玻璃在红外成像仪工作的2-13微米波段具有高透光性和色差小的特性，是制作高性能红外成像系统中光学镜头和光学窗口的理想材料。无论是单兵红外侦察仪，还是先进红外制导导弹使用的焦平面红外成像制导装置，或者是太空中的天基红外预警卫星，都离不开锗。同时，随着全球通信行业的高速发展，无论是军用还是民用领域都已经离不开光纤，而高纯度四氯化锗正是制作光纤预制棒的重要原材料。

8 m" i2 {# p# ~此外，锗基太阳能电池具有空间抗辐射、耐高温、高光电转换效率等特点，正在取代传统的晶体硅太阳能电池。目前蓬勃发展的新一代低轨卫星星座普遍采用基于锗衬底的高性能砷化镓太阳能电池，极大推动了全球对于锗资源的需求。
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锑：军用领域的万能添加剂
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根据美国地质调查局的数据，2023年全球锑矿储量约为217万吨，集中在中国、俄罗斯、玻利维亚、吉尔吉斯斯坦、澳大利亚、缅甸等国。美国境内没有锑矿资源，主要盟友中也仅有澳大利亚有少量储备。美国《防务新闻》2022年提到，美国众议院军事委员会的相关报告显示，中国长期以来是“最大的锑矿开采和精炼国，也是美国的主要进口来源。根据美国国防战略储备的锑资源储备，一旦被切断相关供应，美国最快在2025年就将出现短缺。”
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0 J! t1 W- T& k报道称，锑对国防工业供应链至关重要，锑和锑化合物目前被广泛应用于弹药生产、红外制导、核武器、火箭阻燃剂等领域，例如三硫化锑是生产子弹底火的重要组成成分；锑化合物具有高耐热、低电阻的优良特性，常被用来制造激光制导炸弹以及各型导弹的导引头，其中锑化铟是红外导弹中电子元器件的核心材质，是用于制作波长为3-5微米的红外探测器的重要材料；锑作为高能阻燃剂，经常被用于现代战斗机以及远程战略导弹的发动机，使发动机能承受更高的燃烧温度从而得到更大的推力；加入少量的锑还能够增加金属的硬度和强度，用于枪管和炮管的制造等，可以很好地避免枪管炮管发热膨胀造成的精度下降。
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  v* Y1 C; z$ M3 P+ K. \% k1 L超硬材料：“工业牙齿”
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中国商务部在公告中没有明确点名超硬材料的具体定义。美国《纽约时报》称，“中国对超硬矿物出口的禁令可能会引起美国国家安全界的特别不满”。正计划在美国内华达州开采钨矿的一家英国公司首席执行官奥利弗·弗里森表示，这一禁令似乎是针对中国的钨矿出口，钨对于制造穿甲子弹和炮弹至关重要。他说，在内华达州新开一座钨矿需要近三年的时间。
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据介绍，钨作为一种战略金属，也被誉为“工业牙齿”。由于硬度大熔点高，钨金属被广泛用于各种军事装备，包括坦克、导弹、飞机发动机和穿甲弹等，堪称“战争金属之王”。美国媒体称，中国是钨的生产大国，掌控了全球供应链的80%以上。美国消费者新闻与商业频道（CNBC）引述美国地质调查局的最新年度报告指出，美国自2015年起已经没有商业开发钨矿的活动。今年8月，美国政府的研究人员考察了位于韩国首都首尔东南187公里处的桑东钨矿，试图绕开中国寻求强化美国的钨供应链。

! l( ?( J6 c$ U' ^' B* Q% [/ v/ V除了钨矿之外，美国媒体猜测超硬材料也可能包括人造金刚石等超硬材料。除了工业上的广泛应用外，金刚石有着带隙宽、热导率高、击穿场强高、载流子迁移率高、耐高温、抗酸碱、抗腐蚀、抗辐照等优越性能，使其在高功率、高频、高温领域等方面发挥重要作用，例如金刚石超高的热导率和绝缘性成为卫星热沉材料、雷达功率组件散热中的新秀；金刚石拥有从紫外波段到远红外波段乃至微波的超宽透过波段，因而成为高功率激光、微波装备及大通量光源的理想窗口材料。金刚石膜也具有极高的抗激光损伤阈值，将其沉积在各种红外窗口材料表面，可作为光电对抗的防护材料，能在很大程度上提高军事光学设备的抗激光干扰能力。

石墨材料：耐高温部件的关键材料

与“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”不同，中国商务部对于石墨两用物项对美国出口的要求是“实施更严格的最终用户和最终用途审查”。

+ z8 k' q, ^8 U: [* P目前石墨在冶金、航空航天、军事和新能源领域有广泛用途。例如在新能源汽车领域，中国提供了全球97%的石墨电极。而在军事领域，石墨能够承受非常高的温度，具有熔点高、重量轻，易于加工、耐腐蚀的特性，因此在导弹和高超音速飞行器领域，高纯度、高强度、高密度的石墨被用于弹道导弹的鼻锥、发动机喷管内衬和扼流圈等需要耐受数千度高温的重要部位。此外石墨也可用于核反应堆作为中子减速剂和中子反射体，它的耐高温、纯度高特性是核反应堆中极为重要的原材料。
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海牙战略研究中心去年的一份报告称，天然石墨和铝是军事应用中最常用的材料。由于供应商集中及与供应国相关的不稳定性，面临相当大的供应安全风险。在列出的40种关键材料的临界程度中，天然石墨被评为“非常高风险”。报告指出：美国国防部门面临的风险是对地缘政治竞争对手的严重依赖，这将直接阻碍其关键防御系统和设备的制造。