1. 锗产业链全景图与价格复盘
1.1. 锗产业链全景图
锗产业链包括上游采矿冶炼，中游提纯与深加工以及下游终端应用。锗 的上游资源端主要包括褐煤锗矿、铅锌冶炼副产品、锗锭和锗单晶废料 三种。其中褐煤锗矿是指含有较高锗含量的褐煤；铅锌冶炼副产品则是 指在铅锌矿的冶炼过程中，锗以氯化物或氧化物的形式挥发进入烟尘或 炉渣，再经过富集、浸出、煅烧等工艺可以得到锗精矿；而在锗锭及锗 单晶废料中可以回收锗，得到较高纯度的四氯化锗，再经水解、还原等 工艺，制备出高纯度的锗锭或锗单晶。锗的中游加工工艺复杂，经过提 纯和深加工可以得到二氧化锗、高纯锗和锗单晶等产品。锗单晶是以区 熔锗锭为原料，用直拉法或垂直梯度法等方法制备的锗单晶体，可进一 步加工为红外级锗单晶与半导体器件用锗单晶。而由于锗优异的半导体 特性和高红外折射率、色散率低等光学性质，可以应用于红外成像仪、 太阳能电池、光纤通讯材料等领域。
1.2. 锗价复盘：预期供需错配定基调，板块具备高价格弹性
预期供需错配决定锗价走势，需求拉动下锗价中枢提升。锗价受到锗主 要产地供应量变化以及下游红外、光纤、太阳能电池等需求影响。此外， 全球宏观经济运行趋势、现货交易情况以及各个国家与地区对锗的供给 政策也对锗价有所刺激，但核心变动基调拉长周期来看依旧为对预期供 需平衡错配的影响。近年来，伴随下游需求的持续增长，全球主要供应 国家纷纷开始重视锗金属的战略资源意义，逐渐对其进行资源保护和自 主控制，锗供给侧维持相对刚性；而 2023 年 7 月中国海关总署和商务 部宣布将对金属镓和锗进行出口管制，进一步引发市场对于全球锗供应 短缺的担忧。需求侧伴随全球红外探测市场稳定增长、5G 通信建设提速 以及太阳能光伏产业发展，锗金属在下游需求拉动下，价格中枢已有所 提升。
供给受限下，锗具备高价格弹性。由于全球锗供给较为集中且各国对锗 资源开采维持严格控制，全球锗产量相对刚性，因而在短期需求拉动或 地缘政治政策刺激影响下，锗的历史价格波动较大。随后伴随全球主要 锗产地产能的逐渐提升，锗产量缓慢释放，结合下游市场需求情况，逐 渐演变出锗产能出清到过剩的周期变动，而在每轮周期内锗板块上行区 间中，锗金属展现了较高的价格弹性。
2. 锗供给：资源较为匮乏，供给相对刚性
2.1. 全球锗矿资源较为稀缺，中国为主要供给国
2.1.1. 锗多伴生成矿，资源集中分布中美两国
锗为稀散资源，多伴生成矿。锗作为一种稀散元素，在地壳含量仅约为 0.0007%。因所处化学环境的不同，锗常表现出亲石、亲铁、亲硫和亲有 机质等多重性质，难以独立成矿，常以化合物形式分散存在于闪锌矿、 硫砷铜矿、银铅矿及铁矿中或某些特定煤矿中，被视为多金属矿床的伴 生部分。目前全球含锗矿床包括独立锗矿床与伴生锗矿床两大类：其中 独立锗矿床规模较大，锗含量较高≥20%，矿床中有独立锗矿物、富含 锗的吸附体或类质同象矿物等载体矿物，主要包含铜铅锌锗矿床、砷铜 锗矿床、锗煤矿 3 个亚类；伴生锗矿床中锗元素主要依附于其它元素矿， 主要包含含锗的铜铅锌锡银硫化物矿床、含锗的铝土矿或沉积型铁矿床、 含锗的页岩、油页岩、石油、煤等有机岩矿床 3 个亚类。
全球锗资源储量匮乏，集中分布于美国、中国与俄罗斯。据 USGS，受 限于极低的元素丰度，全球已探明锗资源储量仅为 8600 金属吨，集中分 布于美国、中国与俄罗斯。其中美国、中国和俄罗斯锗资源保有储量为 3870 吨、3526 吨和 860 吨，分别占全球总量的 45%、41%和 10%。
中国已探明储量稳中有增，以伴生锗矿床为主，主要分布于内蒙古。据 《2022 年全国矿产资源储量统计表》，近年来中国已探明锗资源储量稳 中有增，截至 2022 年，中国已探明锗矿储量为 2333.47 吨，同比增长 7.89%。国内锗资源多以伴生形式产出，据 CNKI《全球锗资源分布供需 与产业链发展现状思考》，在全国 35 处已探明锗资源储量的矿床中，以 煤伴生的锗矿和以铅锌、铝等有色金属伴生的锗矿资源储量分别占全国 总储量的 42%和 55.4%。而《2022 年全国矿产资源储量统计表》数据显 示，全国锗矿资源广泛分布于内蒙古、云南、江西、广西、甘肃、陕西、 四川等 12 个省份，其中内蒙古 2022 年已探明锗矿储量为 1524.63 吨， 约占全国 65.34%，为主要锗矿产资源地区。
2.1.2. 全球锗矿产量稳定，中国为主要供给国
全球锗矿产量稳定，中国为最大锗矿供给来源。据 USGS，全球锗矿产 量自 2008 年以来基本保持稳定，在 2014 年达到 165 吨的峰值后，全球 锗矿产量迅速收缩，后小幅增长，2020 至 2021 年全球锗矿产量稳定在 140 吨。中国是全球锗矿最大供给国，中国锗矿产量自 2014 年达到 120 吨后，因受环保政策和资源保护措施的影响，锗矿产量连年下滑。2018 年在下游需求拉动下，锗矿年产量小幅回升，近几年中国锗矿产量稳定 在 95 吨，约占全球锗矿供给量的 70%。
2.2. 中国主导全球锗冶炼，供给维持相对刚性
2.2.1. 全球金属锗产量稳定，中国为主要供给国
全球金属锗产量稳中有增，中国为最大金属锗供给国。据中商产业研究 院，2016-2021 年全球金属锗产量平稳增长，2021 年全球金属锗的产量 为 178 吨，2022 年产量达到 182 吨，同比增长 2%。由于中国锗产业链 完备，冶炼分离技术领先，为全球金属锗的最大供给国，同时中国金属 锗产量随市场需求增加得以释放。据智研咨询，2022 年中国锗金属产量 达到 151 吨，约占全球金属锗总产量的 83%。
2.2.2. 多国实施资源保护，回收锗需求提升
多国对锗资源保护，回收锗需求增加。由于锗的稀缺性与战略性，多个 国家和地区已采取相应的措施，对锗资源进行保护。英国于 2015 年将锗 列入风险矿产清单，欧盟于 2017 年将锗列入 61 种关键原材料目录，成 为战略性矿产资源，美国于 2018 年将锗列为关键矿产目录。在锗资源保 护趋势愈加强烈的背景下，未来回收锗的地位有望提升，据中商产业研 究院，2022 年中国金属锗产量约 151 吨，其中原生锗产量为 130 吨，回 收锗产量 21 吨，回收锗产量占比已从 2021 年的 10.67%增加到 2022 年 的 13.91%，未来有望进一步扩大。
2.2.3. 中国锗产品大量出口，但整体呈现收紧趋势
中国锗产品出口量远大于进口量。据海关总署，2023 年中国出口锻轧的 锗及其制品 41.2 吨，较 2022 年的 42.7 吨下降 3.5%，而 2023 年中国进 口锻轧的锗及其制品仅为 1.1 吨，锗产品出口量远大于进口量。从出口 结构上来看，中国锗相关产品主要出口到日本、法国、德国等国家。
出口管制政策颁布后，中国锗产品出口量明显下滑。2023 年 7 月 3 日， 中国商务部、海关总署发布关于对镓、锗相关物项实施出口管制的公告。 其中锗相关物项包括金属锗、区熔锗锭、磷锗锌、锗外延生长衬底、二 氧化锗、四氯化锗共 6 类，出口经营者应按照相关规定办理出口许可手续，并通过省级商务主管部门向商务部提出申请，填写两用物项和技术 出口申请表并提交相应文件，获得出口许可证后方可进行出口贸易。该 规定自 2023 年 8 月 1 日起正式实施，8 月和 9 月全国锻轧的锗及其制 品的出口数据为 0；而随锗出口企业两用物项出口许可证的获批，10 月、 11 月、12 月的全国锻轧的锗及其制品出口数据分别为 0.6 吨、0.7 吨和 3.4 吨，环比出现提升，但整体来看，中国锗出口整体呈现收紧态势。
3. 锗需求：红外制导、卫星电池等场景打开需求空间
3.1. 需求稳定增长，核心下游为红外与光纤领域
锗下游主要面向红外、光纤与太阳能电池领域。锗作为战略性稀有金属， 具有良好的光学性质和力学性质，并拥有半导体特性。锗最初主要应用 在二极管、晶体管、PET 催化剂等工业领域，后伴随下游军工、通信技 术的发展，锗的应用逐渐扩展到光纤电缆、红外成像等领域。目前全球 锗下游需求以红外、光纤和光伏太阳能为主，其中红外光学需求占比达 到 36%、光纤需求占比为 34%、太阳能电池需求占比为 17%。
3.1.1. 军民市场共同拉动，红外光学需求旺盛
锗主要应用于红外成像部件的镜头部分。晶体锗具有良好透光性、稳定 性，折射率大于 4，镀膜后的锗玻璃可以达 95%以上透过率，在红外激光器、热成像仪、红外测温仪、夜间监视器和热探测器等的红外成像部 件中有重要作用。在红外光学领域中，锗通常被制成红外光学镜头来采 集热红外波段的光，探测物体发出的热辐射，并通过信号处理器将结构 转化为灰度值，并利用各物体的灰度值差异来进行红外成像。
锗镜片广泛用于国防军工、工业生产，日常生活中的红外成像。锗镜片 是红外成像环节的关键零部件，红外成像最先应用于军事领域，主要用 于红外夜视仪、巡航导弹、防御导弹等制导和防御等先进军事技术。红 外成像赋予现代军事装备如弱小目标探测、自主智能目标识别等先进能 力，具有高分辨率、高信噪比与抗干扰能力、强环境适应性等优势。在 巴以冲突中，以色列反导系统的高层防御工事由具有红外工作机制的主 导引头的“箭”式导弹系统承担；而俄乌冲突中的导弹、巡航、光 电对抗系统中均搭载了红外成像模块。此外在民用场景中，红外成 像可用于工业生产、日常生活的中温度检测、安防监控等。
全球地缘冲突频发有望提升军工锗需求弹性。目前军用红外产品在美国、 法国等发达军事国家的军队中普及率较高，2014 年全球军用红外热像仪 系统的北美销售占比达到 50%，而西方发达国家对于红外成像采取严格 的技术封锁及产品禁运政策，也制约了全球军用红外市场规模的大幅增 长。但近年来，全球地缘政治局势紧张，俄乌冲突、巴以冲突等军事摩 擦频发，预计军工锗的需求有望增加。据智研咨询，Maxtech International 预测 2023 年全球军用红外市场规模将达到 107.95 亿美元。
民用红外设备渗透率提升，贡献新增长动力。伴随红外技术的普及应用， 民用红外设备逐渐推广，起初可以应用于电力监测、工业监测和医疗检 疫等领域。而随着新技术的不断突破，在汽车辅助夜视、安防监控和工 业视觉等领域，民用红外应用空间迅速扩大，市场规模进入高速增长阶 段。2020 年由于新冠疫情爆发使红外测温产品需求爆发式增长，全球民 用红外市场需求量进一步增加。据智研咨询，2023 年全球民用红外市场 规模将达到 74.65 亿美元。目前，全球民用红外设备主要运用于商业及 公共服务领域，主要产品为各类安防监控系统。
3.1.2. 全球 5G 基站建设提速，光纤锗需求提升
锗用于生产光纤预制棒，掺锗光纤性能更加优异。锗元素主要以四氯化 锗的形式存在于光纤纤芯中，是生产光纤预制棒的重要原材料之一，光 纤预制棒通过拉伸和涂层即成为光纤。制备成的光纤从结构上看，分为 芯层、包层和涂覆层，光纤纤芯为高折射率掺锗纤芯，包层为低折射率 纯二氧化硅硅玻璃包层。光射入光纤，将在光纤和包层间发生全发射， 从而在光纤中进行传播。掺锗光纤通过加入锗来提高折射率，从而拥有 高光敏性、高机械强度、低化学活性和易与普通光纤连接等显著优势。 光纤按传输模式可分为单模和多模光纤，前者仅输送一种模式光信号， 可实现较远距离传输，要求纤芯的纯度高、色散小，用四氯化锗量低， 约为 2g/km；后者可以传输多种模式光信号，但衰减快，多用于短距离 传输，光纤直径粗，用四氯化锗量更高，约为 10g/km。
5G 频段更高需要更多的基站，并对基站间连接用光缆提出更高要求。 相比 4G 网络，5G 网络频段高、基站覆盖范围小，需要建设更多的基站 来完成网络覆盖，基站间连接用光纤量提升。据长飞光纤发布的《5G 时 代光纤光缆应用白皮书》，5G 基站将是 4G 的数倍，带宽需求将达到 10 倍。同时，5G 高速率、低时延的特征对光纤的容量、连接密度、成本等 都提出了更高要求，推动光纤光缆进行多元化创新。比如，为降低网络 延时，需要使用超低消耗和更宽有效面积的 G.654.E 光纤；为降低建设、 运营成本，需要使用室外拉远光缆等。
全球 5G 基站建设步入高速增长阶段，中国基站规模领先全球。自 2019 年首次实现商用后，全球 5G 技术布局飞速发展，据 TD 产业联盟《5G 产业和市场发展报告》，截至 2023 年三季度末，全球 5G 基站部署总量 超过 481 万座，预计 23 年全年全球 5G 基站将超过 520 万座。作为全球 5G建设引领者之一，中国已建成了全球规模最大、技术领先的5G网络。 截至 2023 年底，中国 5G 基站总量达 337.7 万座，占全球规模超六成。 根据国家发布的《十四五规划和 2035 年远景目标纲要》，计划 2025 年 每万人拥有 5G 基站数 26 个，用户普及率达 56%，预计我国 5G 基站建 设规模将持续高速增长。
5G 基站建设将拉动全球光纤消费。据 CRU，2014 年起，中国对光纤光 缆的需求量约占全球的 50%，而在 2015 年-2018 年国内大力建设 FTTH 和 4G 网络，需求占比迅速提升。此外，全球其他国家和地区光纤光缆 需求量维持平稳增长态势。与此同时，中国光纤光缆的供应量约占全球 总供应量 60%。近年来中国光缆产量整体呈现增长态势，据国家统计局 数据，2023 年国内光缆产量达 3.23 亿芯公里，同比下降 7%，但依旧处 于较高水平。伴随 5G 全面商用及东数西算工程建设的推进，中国光纤 光缆行业的需求量有望进一步得到释放。
3.2. 锗衬底性能优异，卫星发展将拉动需求高增
3.2.1. 砷化镓锗衬底电池转换效率高，主要用于空间供电
多结锗衬底砷化镓太阳能电池性能优异，转换效率高达 40%。多结锗衬 底砷化镓电池由多个不同子电池串联而成，并采用外延伸长技术，制备 不同禁带宽度材料串联的外延层，通过调整子电池的禁带宽度来吸收不 同波长范围的太阳光，从而大幅度提高光谱吸收范围。而砷化镓较硅质 材料在力学性能上更脆，利用传统加工工艺容易碎裂，因而将其制成薄 膜，选择合适衬底进行生长，晶体锗具有与砷化镓相近的晶格常数和热 膨胀系数，是目前砷化镓太阳电池最为理想的衬底材料。砷化镓太阳能 电池性能优异，相比于传统硅基太阳能电池，光电转化效率更优，据云 南锗业，目前锗基多节太阳能电池空间转换效率最高可达 30%以上。
多结锗衬底砷化镓太阳能电池用于空间供电的优势有两点：一方面，砷 化镓物理性质优越，和硅材料进行对比可以发现，砷化镓的禁带宽度、 饱和速率、击穿电压和电子迁移速率均优于硅，从而具有高转换效率和 优异的耐高压性、抗高温性。在太阳能电池中，砷化镓电池为直接禁带 材料，5～10μm 的厚度就可以吸收高达 95%的太阳光，因而能够制成超 薄的太阳能电池；同时，其抗高能粒子辐射能力也高于间接材料硅，更 适合运用在航空航天领域。另一方面，由于锗机械强度更高、与砷化镓 晶格常数和热膨胀系数相近的等特点，使用锗作为衬底，可以进一步提 高砷化镓太阳能电池的转化效率、更耐辐照和高电压，机械性能提升， 使得多结锗衬底砷化镓太阳能电池在航空航天领域应用更具优势。
目前砷化镓锗衬底电池主要应用于航天供电领域。砷化镓锗衬底太阳能 电池优异的物理化学特性，使其在航空航天空间供电领域中具有不可替 代的地位，据 QYResearch，目前全球空间供电使用锗衬底砷化镓电池的 比例已超过 95%。砷化镓锗衬底太阳能电池主要用在航天器的太阳能翼 部分，据人民网，以我国“问天”实验舱为例，太阳能翼是由十几万片柔 性三结砷化镓太阳电池组成，电池单板厚度不足 1 毫米，通过串、并联 组成太阳能电池阵，利用太阳能为航天器提供能量。但由于砷化镓电池 技术复杂、成本高昂，目前应用范围较窄，大多限于航天领域。 QYResearch 数据显示，2022 年航天领域约占砷化镓太阳能电池下游市 场规模 91%。随着技术逐渐成熟、成本降低，砷化镓电池有望进一步拓 宽应用场景。
3.2.2. 卫星互联快速发展，光伏锗应用空间广阔
全球卫星互联网密集催化，近地轨道通信卫星战略布局。全球卫星互联 网技术的发展，对通信卫星的需求量快速提升。据美国卫星产业协会， 2022 年全球共计发射 2325 颗卫星，同比增长 74%，商业通信卫星占比 达到 84%。其中，低地球轨道（LEO）通信卫星成为各国布局卫星互联 网的首选，低轨通信卫星指飞行高度低于 2000km 的通信卫星，具备发 射成本低、传输延时和功耗低、抗干扰性与容错性高的优势，在军事、 通信领域都具有广泛应用。同时，由于地球频轨资源有限，积极布局低 轨卫星通信集群更具有稀缺性与战略意义。据 CNKI《Starlink 星座通信 建模仿真分析》中统计，全球通信卫星从 21 世纪初 141 颗爆发式增长 至 1369 颗，其中 1254 颗为低轨卫星，占总数 92%。
美国星链（Starlink）是目前全球在规划规模最大的低轨卫星系统。美国 太空探索计划公司（SpaceX）2014 年提出的“星链计划”，计划向太空近 地轨道发射 1.2 万颗通信卫星，后经过多次调整，截至 2022 年初“星链” 计划总规模提升至 4.2 万颗卫星，共规划三个阶段。随着“星链”计划顺 利推进，截至 2024 年 1 月，全球星链卫星发射总数达 5806 颗，用户突 破 230 万，覆盖 62 个国家。
中国“GW 星链”和“G60 星链”共同打造中国卫星互联网集群。我国明确 提出建设航天强国的战略目标，并成立中国卫星网络集团，加快布局卫 星互联网集群。据 ITU，我国在 2020 年首次提交了“GW”计划，该计划 是由近 1.3 万颗低轨卫星构成的互联网计划，预计 2030 年完成整个卫星 网络搭建。同时，上海开展“G60 星链”互联网项目，打造低轨宽频多媒 体卫星“G60 星链”。2023 年 7 月，据中国证券网，“G60 星链”实验卫星 完成发射并成功组网，该计划一期将实施 1296 颗，未来将实现一万两千 多颗卫星的组网，与“GW”计划联合打造中国卫星互联网集群。
全球卫星发射量增长为锗衬底太阳能电池创造了广阔的需求空间。据 CNKI《锗在太阳能电池中的应用》，大型卫星则需要使用数万砷化镓太 阳能电池，卫星需求增长可以有效拉动锗衬底太阳能电池需求上升。仅 考虑美国“Starlink 星链”与中国“GW 星链”、“G60 星链”计划，谨慎 假设单个卫星锗片数为 1000 片，单个锗片含锗质量为 9g，三者卫星发 射数量均以年 50%的增速增长，我们预计 2024-2026 年三者合计对光伏 锗需求增量为 29/44/66 吨。
4. 供需平衡测算：金属锗供应偏紧，锗价有望走高
全球金属锗供应或小幅增长。伴随下游需求持续释放，未来原生锗、再 生锗产量或将保持稳定增长，其中再生锗占比持续提升，但由于产能限 制和各国对锗资源的战略保护，预计锗金属供给增幅有限。 全球金属锗需求将持续增长。未来光纤与红外市场依旧是全球锗应用的 核心领域。地缘冲突频发下，伴随全球军用红外市场快速增长、民用红 外设备渗透率提升，预计红外光学对锗的需求量稳定增长；伴随全球 5G 技术快速渗透，基站用光纤数量快速增长，拉动光纤用锗需求提升；同 时全球卫星互联网密集催化，卫星发射量增长为锗衬底太阳能电池创造 了广阔的需求空间，太阳能电池用锗量稳定提升。
锗供应预期偏紧，锗价有望走强。预期供需错配决定锗价走势，供给侧 整体呈现收紧态势，目前世界主要锗供给国家陆续意识到锗资源的战略 地位，对其开采和出口持收紧态势。而 2023 年 7 月中国海关总署和商 务部宣布将对金属镓和锗进行出口管制，进一步引发全球市场对于全球 锗供应短缺的担忧。受限于锗供给刚性，金属锗具备较高的价格弹性， 而需求拉动下锗价格中枢已有抬升。展望后续，伴随全球红外探测市场 稳定增长、5G 通信建设提速以及锗衬底太阳能电池空间供电领域的发 展，对锗的需求量有望进一步抬升。我们预计 2026 年全球金属锗供需缺 口将达到 101 吨，供应偏紧下，锗价有望挺强。
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