市場價(jià)格:鍺錠的市場價(jià)格長期維持在較高水平,不同純度等級(jí)的鍺錠價(jià)格差異顯著,高純鍺錠的回收價(jià)格處于每公斤上萬元區(qū)間。
移動(dòng)速度過慢的影響
雜質(zhì)偏析充分,但生產(chǎn)效率低:慢速移動(dòng)時(shí),熔區(qū)與固相鍺的接觸時(shí)間長,雜質(zhì)在固 - 液兩相的分配能充分達(dá)到平衡,偏析效果好,能有效將雜質(zhì) “推” 向尾料端,利于提升鍺錠主體純度。但過慢的速度會(huì)大幅延長單爐生產(chǎn)周期,增加能耗和設(shè)備占用成本,降低產(chǎn)能。
易產(chǎn)生成分不均與晶體缺陷:長時(shí)間高溫會(huì)導(dǎo)致鍺原子擴(kuò)散過度,可能出現(xiàn)局部成分偏聚;同時(shí),緩慢冷卻易形成粗大晶粒,晶粒間的晶界增多,還可能因熱應(yīng)力累積產(chǎn)生微裂紋。
鍺揮發(fā)損失增加:熔區(qū)處于高溫的時(shí)間越長,鍺的揮發(fā)量越大,不僅降低成品收率,揮發(fā)的鍺蒸汽還可能污染爐體或重新凝結(jié)在鍺錠表面,引入二次雜質(zhì)。
半導(dǎo)體與電子領(lǐng)域:6N 以上區(qū)熔鍺錠是制備鍺單晶的核心原料,進(jìn)一步加工為鍺晶圓,用于制造高速晶體管、光電探測器、紅外傳感器等,廣泛應(yīng)用于航天、軍工、5G 通信等高端場景。?
紅外光學(xué)領(lǐng)域:高純度鍺錠經(jīng)切片、拋光后,制成紅外光學(xué)鏡片、窗口材料,具有優(yōu)異的紅外透過率(2~14μm 波段透過率≥40%),用于紅外熱像儀、導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)、衛(wèi)星遙感設(shè)備。?
光纖通信領(lǐng)域:鍺錠加工為鍺粉或 GeCl?,作為光纖芯層的摻雜劑,可提升光纖的折射率和傳輸性能,是通信光纖的關(guān)鍵原料之一。?
其他應(yīng)用:低純度鍺錠用于生產(chǎn)鍺合金(如鍺銅、鍺鋁合金),提升材料的強(qiáng)度和耐腐蝕性;高純鍺錠還用于核輻射探測器、半導(dǎo)體摻雜靶材等特種場景。
行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢?
資源與產(chǎn)能:鍺為稀缺分散元素,全球探明儲(chǔ)量約 8600 噸,中國儲(chǔ)量占比 41%,是全球的鍺生產(chǎn)國(2023 年產(chǎn)能約 105 噸,占全球 70%),主要產(chǎn)區(qū)集中在云南、貴州、四川等地。?
市場需求:隨著紅外探測、5G 通信、半導(dǎo)體芯片等行業(yè)的發(fā)展,高純度區(qū)熔鍺錠需求持續(xù)增長,尤其是 8N 級(jí)以上超高純鍺錠,市場缺口逐漸擴(kuò)大。?
技術(shù)趨勢:未來將聚焦于 “提升純度 + 降低成本”,如開發(fā)多場耦合區(qū)熔技術(shù)(電磁 + 溫度梯度)、優(yōu)化熔區(qū)參數(shù)控制算法,實(shí)現(xiàn) 9N 級(jí)鍺錠的規(guī)?;a(chǎn);同時(shí),鍺資源的回收利用(如從廢舊光纖、半導(dǎo)體器件中回收鍺)將成為重要發(fā)展方向,緩解資源短缺壓力。

