奇妙的化学元素｜金属终结者，芯片之星——镓(8)

美国镓终端消费占比情况
镓的应用领域十分广泛，包括半导体材料和光学电子材料、太阳能电池、合金材料、医疗器械、磁性材料等。其中应用最多的领域就是新兴半导体行业，占到整个镓消费量的80%以上，其次为太阳能电池、医学材料、LED及光学设备等。根据美国地质调查局2021年数据，镓的最终用途可分为三类，分别是光电设备（包括激光二极管和发光二极管）、集成电路（包括光电探测器和太阳能电池）、研究与开发，其中集成电路和光电设备的占比在98%以上。以下是一些镓的主要应用详情：

氮化镓半导体
半导体材料：
镓是一种低熔点高沸点的稀散金属，被誉为“电子工业的脊梁”。镓与砷和氮组成的化合物砷化镓（GaAs）、氮化镓（GaN）都是优质的半导体材料，在光电子工业和微波通信工业中有广泛的用途，如用于制造微波通讯和集成设备元器件、红外光学与探测元器件、集成电路设备元器件、发光二极管等。其中砷化镓作为第二代半导体材料，在高频、高速、高温及抗辐照等环境条件下的微电子器件的制造中十分重要，主要用于制作无线通讯（卫星通讯、移动通讯）设施设备、光纤通讯设施设备、汽车电子设备中的微波元器件；在军事方面主要用于雷达、电子战争、通信等方面。氮化镓是典型的第三代半导体材料，也是目前世界上最先进的半导体材料，是新兴半导体光电产业链的核心材料和基础器件，在手机快充、5G网络通信、电源电池设备、新能源汽车、LED光源以及雷达等方面都有广泛的应用。
目前，半导体行业是金属镓使用量最大的行业，约占总镓金属总使用量的80%~85%。

铜铟镓硒薄膜(CIGS)太阳能电池
太阳能电池：
砷化镓太阳能电池，是一种具有高耐热、耐辐射、光电转换率高等多种优秀特性的电池，常被应用到航天和军工领域。随着科技手段的提升，砷化镓太阳能电池的生产和使用成本有了大幅度降低，应用范围和速度都在不断提升。铜铟镓硒简称CIGS（含Cu10%，In28%，Ga10%，Se52%）可用于制作一种薄膜太阳能电池，这是第三代太阳能电池的代表，具有生产、安装、使用成本低，但是光电转换率高等突出优势，因而在众多太阳能电池产品中备受青睐。目前全球范围内，已投产或在建中的铜铟镓硒太阳光伏薄膜工厂已经超过40家，生产这种薄膜电池的镓使用量约占全球镓消费的5%。但随着CIGS生产规模和稳定性及供应链的完善与不断扩大，太阳能电池产业对金属镓的需求将会有明显增长。