鎵的發現及行業發展史

鎵的發現簡史

布瓦邦德朗（Paul Emile Lecoq de Boisbaudran）鎵是化學史上第一個先從理論預言，後在自然界中被發現驗證的化學元素。1871年，門捷列夫發現元素周期表中鋁元素下面有個間隙尚未被佔據，他預測這種未知元素的原子量大約是68，密度為5.9 g/cm³，性質與鋁相似，他的這一預測被法國化學家布瓦邦德朗(Paul Emile Lecoq de Boisbaudran)證實了。布瓦邦德朗利用光譜分析發現在鋁和銦之間缺少一個元素，並從1865年開始用分光鏡尋找這個元素，他分析了許多礦物，但都沒有成功。直到1875年9月，他在閃鋅礦礦石(ZnS)中提取鋅的原子光譜上觀察到了一個新的紫色線，於是斷定這是一種新元素，並於同一年通過電解鎵的氫氧化物得到了這種新的金屬，他將此物質命名為gallium，元素符號定為Ga。

鎵行業發展歷程

鎵應用到LED20世紀60年代初，金屬鎵開始引起各國的注意。砷化鎵作為一種新型優質半導體的研究熱興起，但砷化鎵的大規模生產則始於20世紀80年代。隨著砷化鎵化合物用作半導體材料的優異性能不斷被發現，砷化鎵也被廣泛應用到微波器件、雷射器和發光二極體等產品中。藍色LED於20世紀90年代初研究成功，白色LED的開發也隨之展開，一場"照明革命"由此開始。鎵的消費量劇增，再加上商業炒作，鎵的價格大幅上漲。經過近20年的發展，白色LED照明技術已經取得巨大成就。與傳統的照明技術相比，LED照明技術具有高效節能、超長壽命、綠色環保、光效率高等優勢而受到世界各國政府的支持。目前，對砷化鎵的研究和生產已大部分轉向了LED產業。

砷化鎵應用到太陽能電池雖然全球鎵的需求量自2005年以來只增加了26.68%，但鎵的消費領域卻發生了很大的變化。原來金屬鎵用於製造GaAs、GaP體材料，但作為體材料增加的速度有限。雖然LED、集成電路、雷射器和太陽能電池等發展規模在不斷增大，但以鎵金屬量來計算，鎵的消費量還是比較少。由於鎵的化合物用作半導體材料具有很大的優異性，因而半導體行業對鎵的需求將會穩步增長。

根據美國地質調查局發布的數據，2014年全球精鎵產量約為170噸，粗鎵為440噸，世界粗鎵產能為680噸，精鎵為230噸，回收產能為200噸。2014年粗鎵產量與2013年的350噸相比上漲了25.7%，精鎵產量較2013年200噸下滑了15%。

中國、德國和烏克蘭是當今世界三大粗鎵生產國，其他粗鎵生產國還包括匈牙利、韓國和俄羅斯。2012年，哈薩克斯坦也是粗鎵主要生產國，但2013年該國未生產粗鎵。

中國、日本、英國、美國以及斯洛伐克為精鎵的主產國，而加拿大、德國、日本、英國以及美國則是當今世界鎵主要回收國。

日本一直是世界上金屬鎵消費量最大的國家，其次是美國、歐洲、韓國和中國。隨著中國半導體、太陽能電池等用鎵行業的不斷發展，預計未來中國對鎵的需求增長速度將高於全球其他國家。隨著鎵消費量的不斷增長以及鎵應用領域的拓展，金屬鎵的重要性也被越來越多的國家注意到。我國已經於2011年將鎵列為戰略儲備金屬，計劃在適當的時候對鎵進行戰略儲備，而美國、日本數年前就已經將金屬鎵定位為「戰略資源」，歐盟則將鎵列入了「緊缺名單」。