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锗行业分析报告 锗行业分析报告 目 录一、锗金属基本状况31、锗32、性质和用途43、资源分布6（1）原生锗6（2）再生锗8二、锗行业供需分析91、供应量增长缓慢92、未来市场需求将快速增长11（1）红外光学行业13（2）太阳能电池行业16（3）光纤市场20（4）PET市场22（5）新技术发展对锗的需求23（6）国家战略储备对锗的需求24三、上市公司简况：集优质资源与精深加工于一身241、云南锗业：产业链的行业龙头242、驰宏锌锗:铜矿是公司未来利润增长点26一、锗金属基本状况1、锗锗是一种稀有分散金属，在地壳中含量约百万分之七，属元素周期表的第四主族，元素符号为Ge，原子序数为32，原子量为72.59。锗为银灰色脆性金属；熔点937.4C，沸点2,830C，在温度为25摄氏度时，密度为5.323 克/厘米，摩氏硬度为6.3。锗的禁带宽度为(300K)0.67电子伏,本征电阻率(27)47欧姆厘米,电子迁移率3900100厘米2/（伏秒）,空穴迁移率190050厘米2/（伏秒）,电子扩散系数100厘米2/秒，空穴扩散系数48.7厘米2/秒。锗的提取方法是首先将锗的富集物用浓盐酸氯化，制取四氯化锗，再用盐酸溶剂萃取法除去主要的杂质砷，然后经石英塔两次精馏提纯，再经高纯盐酸洗涤，可得到高纯四氯化锗，用高纯水使四氯化锗水解，得到高纯二氧化锗。一些杂质会进入水解母液，所以水解过程也是提纯过程。纯二氧化锗经烘干煅烧，在还原炉的石英管内用氢气于650-680还原得到金属锗。锗是晶体管中首先使用的半导体材料，在20世纪六七十年代对固体物理和固体电子学的发展起过重要作用，具有国家战略物资的重要地位。进入21世纪以后，锗在红外和新能源领域的应用又得到极大的开拓和提升。目前红外用锗已跃升为金属锗的第一市场，锗材料在太阳能领域搞转换率、抗辐射和长寿命的特殊优势日益显现。随着深加工工艺的不断提高，锗的应用领域会不断拓展。2、性质和用途锗具备多方面的特殊性质，在半导体、航空航天测控、核物理探测、光纤通讯、红外光学、太阳能电池、化学催化剂、生物医学等领域都有广泛而重要的应用，是一种重要的战略资源。锗主要消费应用领域中，光纤、红外光学、太阳能电池等领域用锗占据越来越重要的地位。1886年，德国的温克莱尔发现了锗的存在。1921年，锗检波器被制成；1941年纯度为99.9%的二氧化锗被生产出来；1942年人们发现用锗可以制造晶体管来代替电子管，用作雷达和电子计算机的主要元件，锗才变为重要的尖端材料。锗金属的应用是随着半导体工业的发展而发展起来的。1948年，第一只非点接触晶体管放大器锗晶体管被制备出来，开始了锗在半导体行业中的应用，锗进入实用阶段。但由于锗是稀有元素，资源不如硅丰富，价格较高，且锗器件制作也不象硅器件那样能够实现平面工艺，故大部分半导体器件不选用锗而选用硅作材料。但锗的电子迁移率和空穴迁移率比硅大，适用于超高速转换开关电路，因而在高频快速低噪声的领域，锗器件的优点是硅器件不能代替的。锗用来制造晶体整流器(二极管)、晶体放大器(三极管)、检波器等，比通常的电子管寿命长、体积小、耐震、耐撞，所以被广泛地用于电子计算机、雷达设备、遥控仪器上。 1950年，世界上第一根锗单晶被培育出；1952年，区熔提纯技术被首先应用在锗的提纯上。20世纪60年代锗开始应用于红外光学领域，美国开始用红外热像仪装备军队。70年代锗开始应用于光纤光缆领域，这些新领域的开发应用推动锗行业进入了一个新的发展期，锗的战略地位越来越明显，美国在1984年就将锗定位为战略金属，列入了国防储备资源。1991年海湾战争后，各国军队均开始批量装备红外热成像装备，红外领域用锗的需求快速增长；另外航空航天领域对于以锗作为衬底材料的高效太阳能电池需求的增加，使得太阳能电池领域用锗也进入了增长阶段，这些快速增加的需求推动锗行业进入了快速发展期。3、资源分布（1）原生锗锗在整个地球中的平均含量为0.0007%，是一种典型的稀有分散元素，通常以分散状态存在于其他矿物中，独立的矿物很少。锗作为伴生元素主要来自某些有色金属矿床。锗主要伴生在褐煤、铅锌矿和南非的铜矿当中，一般每吨矿中含着量大于50克就具有开采价值。锗矿物主要有硫银锗矿（4Ag2SGeS2）,含锗67；黑硫银锡矿4Ag2S(Sn,Ge)S2,含锗1.8；锗石（3Cu2SFeS2GeS2）,含锗89；硫锗铁铜矿(Cu,Fe)3(Fe,Ge,Zn,Sn)(S,As)4,含锗7.8；但都很稀少。锗通常以伴生状态存在于闪锌矿、某些铁矿及其他硫化矿物中。闪锌矿含锗量约为0.010.1。各种煤含锗在0.0010.1之间，低灰分煤（亮煤）中含锗较多。锗在一定条件下还可以超常富集，形成独立的矿床，如云南临沧超大型锗矿床、内蒙古乌兰图嘎超大型锗矿床、西南非特素木布锗矿床、刚果卡丹加锗矿床、玻利维亚中南部锗矿床和英国伊尔科什盆地锗矿床等。 世界锗的资源比较贫乏，全世界已探明的锗保有储量约为8,600金属吨。我国稀散稀有金属储量相对较丰富，锗储量位居世界前列。全国已探明锗矿产地约35处，保有储量约3,500金属吨，远景储量约9,600金属吨，在世界上占有明显优势；目前已探明储量主要分布在全国12个地区，其中广东、云南、内蒙、吉林、山西、广西、贵州等地区储量较多，约占全国锗总储量的96%。中国在20世纪50年代末60年代初开展过煤中锗资源调查，结果表明国内大多数煤中锗含量偏低，不具备工业开采价值，超大型含锗煤矿只有云南临沧锗矿床和内蒙古乌兰图嘎锗矿床。 （2）再生锗锗产品加工废料主要是由锗产品的生产和主要应用加工工艺中所产生，包括期间制造工业不合格品和废旧仪器中的锗元件。从锗的应用领域看，无论是红外光学领域、光纤电缆、PET催化剂、高效太阳能电池衬底材料、有机锗医药保健还是锗的特殊化合物材料，多数都有锗废料产生。以目前的技术水平看，除PET催化剂由于过于分散无法回收外，其他各领域应用的废料都可以进行回收再生。二、锗行业供需分析 1、供应量增长缓慢 电子革命之后最大的锗消费国美国消费量增长迅猛，随之全球锗产量也呈上升势头。2004年至2007年间年平均复合增长率为4.75%，目前全球金属锗的产能约为160吨/年。2009年全球锗矿产金属量约138吨，其中中国产量约为79吨，占57%，出口约44吨；加拿大产量为40吨，俄罗斯产量10吨左右。但中国政府开始对锗的初级产品出口退税、关税等政策的调整以及对铅锌生产企业的整顿和治理，影响了中国企业对世界锗产品市场的供应。金属锗行业本身规模不大，企业数量较少。90年代末，锗的生产厂家通过兼并收购等手段重组成为两种主要类型的公司，一种为综合型的矿业公司，锗业务在其主营业务中所占比例较小，这类型公司只将锗定位为原料，产量大，产品单一，占锗原料市场的份额较大，如加拿大Teckcominco公司，是世界上最大的锗产品生产商和供应商，只生产高纯二氧化锗；一种为致力于锗精深产品生产的公司，如比利时的Umicore公司，产能55吨左右。 09年国际上产量较大的主要企业还有中锗科技（42.5吨）、云南锗业（43吨），加拿大的Teck Cominco(40吨)，俄罗斯的Fuse（6吨）、GEAPP（5吨），德国的Photonic sense（6吨），美国的AXT（4吨）。 目前A股上市公司中，除以锗为主业的云南锗业外，还有驰宏锌锗、中金岭南和罗平锌电有锗产品的生产销售，其中罗平锌电具有年产3吨锗精矿的生产能力，驰宏锌锗具有年产约20吨锗系列产品的生产能力。2、未来市场需求将快速增长锗主要应用在太阳能电池、红外光学、光纤、PET催化剂、合金、医疗保健等领域。2005-2009年世界锗消费年均递增3.4%，2009年为140吨左右。其中美国是世界最大的消费国，占全球消费60%以上，但其锗产品生产企业原料主要依赖进口。2001年、2002年全球光纤市场进入低迷期，全球用锗量随之减少，造成了20012003年间全球锗行业发展进入了低谷期，各国生产厂家纷纷停业或转产。直至2003年底，锗的供求才基本保持平衡。2004-2005年度，由于全球锗产量持续减少及锗消费量显著增加，锗供应开始紧张，全球锗供应产生缺口。2006、2007、2008年度由于锗产量增长缓慢及需求增长较快，全球锗供应继续保持紧张态势，导致锗产品价格近年来持续走高。金融危机爆发后，锗消费受到冲击，产品价格逐步回落。 自全球金融危机以来，光纤、PET催化剂、红外光学、太阳能电池领域的需求量稳步复苏，金属锗供大于求的局面将逐渐被打破，同时中国正在酝酿将包括锗在内的10种稀有金属进行战略收储，锗价开始筑底回升。长期来看，在全球经济结构升级背景下，锗特殊的性能决定了全球锗需求仍将继续攀升。随着我国产业结构持续升级，今后我国的锗消费水平也将保持高速增长。锗产品将持续保持供不应求的态势，锗废料回收将会在一定程度上缓解锗产品的供需紧张态势。 （1）红外光学行业 红外光学材料在军事、国防等高端领域有广泛应用，各类民用需求也不断增长。红外光学是一个发展前景非常广阔、成长性非常高的行业，其最具代表性的主要产品是红外热像仪。军用红外热像仪产品是红外技术最早的应用领域，目前军用市场仍然是红外产品的最大市场，也是红外光学锗镜头的最大市场。近年来，随着非制冷红外热成像技术的发展，红外热像仪在民用领域得到了广泛的应用，红外热像仪民用市场消费额的增长幅度一直远大于军用领域。在军用领域，红外热像仪成为现代高技术常规兵器装备中不可缺少的重要部分，主要将其用于夜间监视、侦察、防空、巡逻和飞机的导航、着陆、营救、空中侦察等。红外热像仪在民用领域可广泛用于预防检测、消防、制程控制、安防、汽车夜视、环境监测等，还有不断的新应用需求在开发。据权威机构Maxtech International调查显示，近年来全球军用红外热像仪市场消费额一直以稳定的趋势增长，06年市场消费额达45.29亿美元，预计2011年将达到68.95亿美元，2006年-2011年年均复合增长率将达到8.8%。红外热像仪在民用市场消费额的快速增长主要来源于新应用领域的不断扩大，随着红外热像仪在电力、建筑、执法、消防、车载等行业应用的推广，国际民用红外热像仪行业将迎来市场需求的快速增长期。04年-08年，全球民用红外热像仪消费额一直保持增长，08年全球民用红外热像仪市场销售额达28.22亿美元，同比增长33.27%。据Maxtech International预测，2009年-2014年全球民用市场将继续保持稳定的发展趋势，2014年，民用红外热像仪消费额达到61.77亿美元，年均复合增长率达15%。锗在大气层中对2-14微米具有高而均匀的透射率，且不吸湿、不软化、不溶于水，光学性能好，价格相对较低，是优良的红外光学材料。由锗光学元件组成的红外光学镜头是热像仪产品里除探测器以外的重要关键部件，直接决定着红外热像仪的光学成像质量。 目前世界锗在红外光学领域的年需求量占整个锗消费量的20-30%。锗红外光学器件主要作为红外光学系统中的透镜、棱镜、窗口、滤光片、整流罩等的光学材料。红外热像仪所涉及的红外锗镜头用量最大，直接决定红外光学行业的用锗量。09年红外光学领域用锗量约为58吨，其中红外镜头用量占比约80%。军事装备的日益现代化和红外技术在民用市场的应用将共同推动红外市场对锗产品的需求。预计到2015 年，全球红外光学锗镜头的军用市场需求量将达到190 万套，并保持年均14%的增长速度。据美国著名的红外热像仪行业咨询公司Maxtech International 的预测，全球民用红外热像仪市场需求年均增长率将达到15%。（2）太阳能电池行业近年来，世界太阳能光伏发电产业在技术进步、地球变暖、世界各国光伏发展计划和太阳能屋顶计划的刺激和推动下，成为全球发展最快的新兴行业之一。00-09年间世界太阳能电池产业呈30%-70%的快速发展，09年全球太阳能电池产量达11337MW，年增长率达65.5%，连续三年保持超过60%的快速增长。太阳能发电经历了第一代的晶体硅电池、第二代的薄膜电池，目前已发展到第三代的聚光太阳能发电。与前两代电池相比，第三代多结太阳能电池采用三种不同半导体材料（即镓铟磷/镓砷/锗单晶）构成PN结，即3个子电池；不同的子电池分别对应太阳光谱中不同的光谱成份，从而提高整个电池的光电转换效率。高倍聚光光伏发电系统(CPV)利用菲涅尔透镜把太阳光聚焦到面积更小但效率更高的多结太阳能电池上，同时高精度的自动追日跟踪技术提升了系统的发电量，从而进一步降低发电成本；显著提高太阳能电池芯片的使用率。现在锗衬底生长III-V 化合物薄膜太阳能电池可实用的转换效率为28%-32%，聚光后更高达42.8%。与传统基于单晶硅电池相比，锗衬底电池具有更高的光电转换效率和更低的发电成本，而且具有更好的耐高温性能和更好的空间抗辐射能力，寿命可比硅太阳能电池增加约1-2倍。广泛应用于空间卫星太阳能电池、国防边远山区雷达站、微波通讯站等国防军事、航空航天领域，和地面太阳能电站建设。太阳能电池用锗在2007年已经占据全年锗总消耗量的15%。锗衬底片高效太阳能电池由于高温性、抗频性和抗幅射性好，同等功率重量轻于硅电池性，已广泛应用于空间领域。全球各国都将太阳能电池作为一种高效率、长寿命、高可靠性的空间能源，在已发射的3,000多颗各类人造卫星中，80%以上的卫星能源都利用了太阳能电池组件，未来将提高到95%。普通卫星大约需要太阳能电池用锗单晶片约0.6-1.5万片，大型卫星需要数万片。国际上已经形成了第三波太空开发热，随着各国竞相投入巨资进入航空航天领域及卫星市场，作为航天器主要能源供应的太阳能电池的市场需求将扩大。地面光伏产业方面，晶硅电池仍占据主导地位，2009年晶硅电池占78%左右的市场份额，薄膜电池占22%的市场份额。CPV由于系统的复杂性，较适用于大型的光伏发电电站。全球地面聚光太阳能刚处于起步期，装机容量还很少。2008年之前CPV系统应用多为KW级，以企业和国家能源单位测试为主。2008年9月首个3MV CPV发电系统在西班牙建成发电，紧接着西班牙又将建超过10MV的CPV发电电站，希腊宣布将建第一个CPV发电电站，功率为1.6MV，之后又提高到10MV。09年一些国家开始发展10MW级的中小规模CPV发电场建设，这意味着CPV的技术验证阶段结束和中大规模（10-50MW装机）应用时代到来。来自EPRI统计数据显示，2007-2009年全球每年新增聚光太阳能装机容量分别为2MW、10MW和2MW，目前全球装机容量不到200MW，计划安装项目已达950MW，西班牙和美国仍是领先国家。未来随着光伏装机容量的不断提高，以及聚光太阳能性能的不断提升，聚光太阳能的成本和技术优势将逐步显现，市场规模将有爆发式的增长。据三安光电预测随着聚光技术的成熟和产业规模化，CPV成本将低于硅基和薄膜太阳能技术，在2012年达到或接近平价上网的水平。CPV Consortium预计，2010年全球新增CPV装机容量将达到150MW，2015年新增装机容量达到1.8GW。我国目前仅有少量示范电站，未来随着光伏装机容量的提升，CPV的市场也将逐渐打开。全球有多家公司在推动CPV 系统的发展，多数集中于美国，Emcore 和SolFocus 是其中的代表。SolFocus 为目前西班牙和希腊两大10MV 级CPV 电站系统供应商，Emcore 也为包括中国在内的全球CPV 系统应用做出了诸多贡献，08 年来自CPV 领域的销售收入超过5000万美元。国内方面，钟顺科技在重庆和西昌已经实现CPV 并网电站的建设，其中西昌为国家863 计划组成部分。预计全球光伏产业2010年需求量将达到10GWP，年增长速度为44%。目前地面光伏市场非硅技术所占比例为9%，2010年有望达到20%，在地面光伏市场发电技术中，使用高效三结电池约占非硅技术的40%左右。由此测算，2010年以锗为衬底的太阳能电池占地面光伏市场的8%，为0.8Gwp。每1Gw的太阳能电池产量需要4英寸锗晶片240万片，那么2010年4英寸锗晶片消耗量约为199.2万片，并将保持较高的增长速度。今后几年太阳能电池用锗单晶片需求将以每年2030%的速度增长，预计2015年全球需求量将达到811.8万片，中国需求量约139.28万片。2009年，全球4英寸锗衬底片的产量约为140万片，预计未来3年将保持30-50%的增速，2012年全球4英寸锗衬底片产量将达400万片。（3）光纤市场在技术发展和业务应用的引领下，全球宽带用户发展迅速，宽带投资加大，更高速率、更加可靠、覆盖更广、更加安全的高品质的宽带网络成为市场最迫切的需求。全球光纤市场总量较大，发展增速平稳。未来对光纤的需求主要来自城市基础设施建设和网络建设需求，特别是基于光纤到楼和光纤到户的需求。2009年全球单模光纤总需求达到了1.685亿芯公里，比2008年增长了24%，其中中国2009年单模光纤需求达到了7880万芯公里，占世界总需求的46.8%。预计2012年全球光纤市场需求接近2亿芯公里，亚太市场特别是中国市场需求增长显著。我国宽带用户发展与投资逐步加快，但是与发达国家相比，在宽带建设、宽带普及、宽带应用差距很大，宽带中国的国家战略将会在整个“十二五”期间被强化，2010年10月发布的国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定中，将新一代信息技术产业作为7大战略性新兴产业，其中第一条就是加快建设宽带、泛在、融合、安全的信息网络基础设施。指出了带宽建设在信息产业和国民经济发展中的重要地位。三网融合、物联网、云计算、下一代移动通信技术、电网智能化，所有这一切都将围绕着高速带宽展开，这必将带动我国光纤光缆的大量需求，预计今后5年光纤光缆市场将保持15%左右的高速增长。2011年电信、广电等对于光通信的投资力度将增加，我国光通信建设将再次出现高增长情况。中国电信、中国移动、广电体系均表明要追加宽带接入资本开支，加速FTTH建设。OPLC电力光纤入户想象空间巨大。智能电网通过电力光纤到户实现电网与用户的双向互动，实现智能电表、智能楼宇、智能家居等终端用户的信息采集与互动化。虽然我国拥有了世界最大的电力光纤通信网络，但是从总体来看，整体网络布局呈现出“骨干网强、接入网弱”、“高端强，低端弱”的态势。我国电力网中，110kV以上骨干网基本实现100%光纤化，而35kV及10kV中压配电网仅仅50%光纤化，特别是电网“最后一公里”的380V及220V用户接入网光纤化率极低，光纤接入仅占0.14%。预计国家电网对电力光纤入户进行职能电网试点的基础上，将积极开展和电信运营商的合作，开展光纤资源的共享和租用，此举将加快通信运营商光纤到户实施的进程。锗在光纤应用上具有不可替代性。由于光纤通信的工作波长在红外区域，并且尤以长波为好，在多种长波光纤材料中，性能优良（折射率、膨胀系数）的还是掺锗石英光纤，其他超长波红外光纤材料在损耗系数等参数上与掺锗石英光纤相差很大，所以高速信息传输必然的首选是掺锗的单模石英光纤，锗是具有战略性质的光信息材料。2007年度锗需求量增长的首要因素是全球光纤网络市场尤其是北美和日本光纤市场的建设复苏，未来光纤市场对锗产品的需求继续保持增长。（4）PET市场二氧化锗可以作为聚酯纤维（PET）生产的催化剂。自2003年以来，全球PET的产能以年均10%左右的速度扩张，据世界塑料工业协会的数据，2009年，全球PET产能达7050万吨，增长5.2%。目前二氧化锗作为PET催化剂的应用市场主要在日本，中国PET生产用锗量较小，由于健康的原因无法找到安全的替代物，预计未来PET生产用锗量增长将保持稳定。（5）新技术发展对锗的需求二氧化锗通过生长为锗酸铋晶体（BGO），作为重要的闪烁晶体，应用于科研和检测仪器领域。硅锗化合物已经应用于芯片和晶体管生产中，它能使芯片及晶体管体积变小，同时减少芯片及晶体管本身产生的电子噪声污染，延长电池寿命以及在超高频环境下保证使用的稳定性。硅锗芯片（常温下运行度达到350GHz，即每秒3,500亿周期）目前已经从实验室走向产业化，Intel公司已经开始将添加了微量锗的硅材料运用到该公司生产的处理器上。由于添加了锗，低电力高性能的CPU已被开发，该领域的用锗量有可能会有突破性的增长。硅锗市场销售额由2001年的3.2亿美元增长到2006年的约27亿美元。金属锗还以有机锗的形式运用于保健品、药品和化妆品行业。锗在医学领域的开发研究起始于20世纪60年代，有机锗化学尤其是对有机锗化合物抗癌活性的研究得到了空前的发展，目前有机锗的抗癌效果已取得了一定的成效。由于有机锗类化合物具有毒性低、价格低等优点，作为抗癌药物将具有广阔前景，该领域的用锗量保持稳定并呈现逐步增长。（6）国家战略储备对锗的需求锗又是一种典型的稀散稀有金属，世界可开采的锗资源比较贫乏。随着锗系列产品在国防领域