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中国产量第一的矿产,生产芯片必备原料,为何加工后被日本垄断?

人阅读 2023-04-15 17:58:02

生产芯片的必备原料之一,目前中国产量世界第一,约占全球产量的近60%,但中国的储量其实只占全球的13%,墨西哥的储量最多,约占21%,但墨西哥的产量却只有我国的1/4至1/3的样子,这是一种可以发光的神奇石头,萤石,同时,萤石也是一种不可再生资源,又是国务院批复的国家战略性矿产。

萤石

通过上面这几句,想必你已经看出点什么来了?

为什么我们的储量看似不大,产量却这么大呢?

既然是战略性矿产,又不可再生,那为什么我国还生产这么多?

是不是都卖给国外了?

这东西用在生产芯片的哪个阶段?

还有哪些重要的用途呢?

如果你不知道萤石是什么,那你肯定知道夜明珠,对,夜明珠就是萤石,因为萤石的主要成分是氟化钙,莫氏硬度只有4,有点弱,不适合拿来做珠宝一类的,所以现在的萤石大多都不会拿来直接做某种东西,我国除了自己用之外,主要出口给印度、日本、荷兰、美国等,大部分都是用来生产氢氟酸了,氢氟酸又是一种神奇且万能的东西,是制造各种有机和无机氟化物的最关键的原料之一,但是,目前世界氟化工行业呈现出高度集中和高度垄断的特点。

氢氟酸

比如高纯度的氢氟酸市场,基本全都被日本给占了,其中瑞星化工、大金、森田化学三家日本企业的市场份额就占了全球93%以上,妥妥的垄断。

而高纯度的氢氟酸又是半导体行业中最关键的辅助材料之一,主要用作在半导体加工中的清洗和蚀刻,举个例子,光刻机的作用就是把大的电路图缩小并投影到硅片上面,然后硅片这么小,用什么把这个电路图雕刻到硅片上呢?总不能拿小刀去刻吧?这时就需要用蚀刻机把这个电路图的硅片上不需要的部分给腐蚀掉,所以蚀刻,是在芯片制造中非常重要的一个工艺。

芯片蚀刻过程演示

而顶级蚀刻液目前主要又被日本垄断,比如韩国三星多牛X是不是?世界上少有的既能自己设计芯片,又能自己制造芯片的企业,但2019年,日本制裁了韩国,限制向韩国出口氢氟酸,这一下成了当时韩国新闻的头版头条,搞得三星和海力士等韩国的半导体巨头们头都大了,因为当时除了日本,他们想找个替代的供应商都很难,没有这东西,他们能耐再大,也干不了活,这就是被卡脖子的滋味,所以他们只能找中国台湾等地方求助,看看有没有从日本那购买多余的存货,转手点给他们。

被日本制裁后的韩国新闻

再比如美国的杜邦、3M、霍尼韦尔,这三家公司想必人人都很熟悉了吧?但你可能不知道,这三家公司同时也是全球著名的八大氟化工巨头中的其中三个,所以氟化工行业,已经被日本和美国给占一大半了。

杜邦、3M、霍尼韦尔

像我们以前冰箱、空调里最常用的制冷剂,氟利昂,就是由杜邦公司搞出来的,我们小学就学过,这玩意会破坏臭氧层,所以现在早已经不让用氟利昂做制冷剂了,而生产氟利昂的主要原料也是氢氟酸。

杜邦氟利昂

再比如我们最常用的不粘锅,其中的不粘锅的涂层叫特氟龙,不管你是普通的不粘锅,还是什么某巴赫,或者是所谓的麦饭石炒锅等,基本全是特氟龙涂层,这点请相信我,没错的,而特氟龙其实也是杜邦公司搞出来的,这种涂层被世卫组织归为3类致癌物,3类的意思也就是还不清楚会不会致癌,而且这种涂层超过260℃,化学性质就开始不稳定,大家也应尽量避免不粘锅被干烧。

特氟龙涂层不粘锅

我们开头说了,萤石主要成分是氟化钙,所以根据萤石中氟化钙的纯度,主要又分为3种级别,而美国和日本使用的萤石,基本上都是最高级别的,也就是氟化钙含量>=97%的萤石,主要都用在上面说的各种氟化工产业,就是看起来科技含量比较高的行业当中。

而纯度比较低的萤石,主要都用在钢铁、铝等各种金属的冶炼上面,比如它可以在炼钢中当做助溶剂,可以把钢铁中的杂质给去除掉,而我国主要在这方面用的比较多。

炼钢加入可去除杂质

我国早些年,萤石市场也非常混乱,很多都是私人小矿,分布范围很广,在山上打得到处都是洞,开采技术和装备也都非常落后,这就造成了极大的资源浪费,至于环保什么的就更别提了,不规范施工导致各种砸死人的事故也不少,就有点类似大家知道的私人黑煤矿差不多。所以那时候我国萤石产量都很高,供大于求,自然价格也就只能卖白菜价了。

乱开采的萤石矿及污染

卖白菜价还有一个重要原因就是,早期的氟化工行业还没发展起来,比如上面说的半导体行业,早些年我们都没有什么智能手机,甚至连手机都没有,电脑也没那么普及,学校上个电脑课还得穿鞋套呢是不是?自然对半导体芯片等需求也非常少,所以萤石开采出来大多都只能用来炼钢和铝之类的,这就好比上好的木材,明明能打成实木家具卖个几千块一件,你却一直卖给别人拿来当柴烧,自然也就卖不上价格了。

所以要说萤石价格的上涨,你间接的还得感谢日本美国这些氟化工企业,是他们发掘了萤石更高的使用价值,拉高了萤石的价格。但是,羊毛出在羊身上,他们做出来的东西最终还是我们这群消费者买单,而且价格相比萤石又不知道翻了多少倍,反正被垄断的产品价格肯定都不便宜,比如你现在用的手机电脑为什么如此之贵?

当然这种问题国家也早就意识到了,所以2010年,我国开始对萤石开采建起了比较高的准入门槛,对选矿、开采的工艺,尾矿、废水的处理等,都有严格的要求,不允许不符合资质的乱开乱采。同时也对开采下达限制指标,不允许过多的开采,导致供大于求,卖白菜价。

2016年,国务院也正式批复,将萤石列为我国重要的战略性矿产资源之一。

通过我国的这一系列管控以及氟化工行业的快速发展,萤石的价格也在极速地增长,比如2016年12月的萤石价格是1400元/吨,到2019年6月涨到3100元/吨,仅仅3年不到,价格翻了一倍多。

萤石价格趋势

而且我们最近也眼看着新能源汽车的极度火爆,人工智能,自动驾驶,5G,还有我国最近也发射了空间站,火星探测器等,这些行业也必然会导致未来的萤石资源越来越重要。

所以为了保护萤石资源,我国不仅出台了以上各种政策来限制开采,同时也加大了对萤石的进口,比如2014年,我国萤石的出口量是进口量的3倍,到2018年,进口量就开始大于出口量,2019年,进口量达到出口量的近2倍,这种加大进口,减少出口的管控也是非常迅速的。

萤石进出口趋势

像美国就是全世界除中国以外,最大的萤石消费国,但美国1996年就停止了萤石的生产,绝大部分都靠进口,而且还都是进口的高等级萤石,一部分原因是美国的没有啥萤石储量,只有1.3%,另一个原因当然就是进口便宜嘛,他们低价买入,经过各种垄断性的高技术加工,又可以翻N倍的高价再卖出,何乐而不为呢?人家能靠科技改变命运,你没有科技就只能卖矿,怎么办呢是不是?不过每次说到美国某种矿产资源少,必然有很多人会说,他们有很多,只是不公开也不开采而已,关于这个我们就不作过多的猜测解读了。

《东堂老》有句话说得好:“便好道坐吃山空,立吃地陷。”,也就是说,你纵使有再多再好的资源,也经不起每天坐吃山空,所以也希望我国的天然矿产优势,能尽早为国家获取更大更长远的利益与地位。

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