ゲルマニウムとガリウムのサプライチェーン：米国と半導体業界が抱えるリスク

ゲルマニウムとガリウムはともに、高周波 (RF)・センサーデバイス、5G、IT通信、自動車向け電子機器の生産に不可欠な重要金属です。中国は精製ゲルマニウムとガリウムの世界有数の生産国であり、それが米国の半導体サプライチェーンのリスクを高めています。特に最近は、両金属の輸出許可要件に関する中国からの最近の発表により、世界の供給リスクはさらに増幅されています。

当レポートでは、世界の米国のゲルマニウム (Ge) およびガリウム (Ga) のサプライチェーンについて分析し、各製品のサプライチェーンの基本構造や主な特徴、現在直面している課題・リスクなどを調査しております。

目次

第1章 調査範囲

第2章 エグゼクティブサマリー

第3章 ゲルマニウム

• ゲルマニウム (Ge) の概要：なぜ重要なのか？
• ゲルマニウム：どのような種類の半導体に使用されているのか？
• ゲルマニウム：どこから来たのか？
• どのように作られているのか？ - 鉱石から最終用途製品まで
  • 北米の主要なゲルマニウム供給源：
  • GeH4の製造方法
• Ge最終用途製品の半導体業界へのサプライヤー
  • 米国のGeH4メーカー
  • ゲルマニウム・スパッタターゲットおよび基板
  • GeH4サプライチェーンの追跡
• 米国のゲルマニウムの輸入元の場所と配合
• ゲルマニウム：米国の新たな生産能力の構築
• ゲルマニウム：誰が使うのか？ - 半導体デバイスメーカーの場合
• ゲルマニウム原材料の価格動向

第4章 ガリウム

• ガリウム (Ga) の概要：なぜ重要なのか？
• ガリウム：どのような電子機器に使用されているのか？
• ガリウム：どこから来たのか？
• どのように作られているのか？ - 鉱石から最終用途製品まで
• Ga最終用途製品の半導体業界へのサプライヤー
  • ガリウムのサプライチェーンの追跡
• ガリウムの米国輸入元の場所と配合
• ガリウム：米国の新たな生産能力の構築
• ガリウム：誰が使う？ - 半導体デバイスメーカーの場合
• ガリウム原材料の価格動向

第5章 中国のGa・Ge貿易制限

第6章 ガリウム・ゲルマニウムの地政学的リスクと評価

第7章 参考資料

The electronic materials advisory firm providing business and technology information on semiconductor supply chains - has uncovered a significant supply chain risk for germanium and gallium for the global semiconductor market. Both germanium and gallium are critical metals essential to producing RF and sensor devices, 5G, IT communications, and automotive applications. China is the world's leading producer of refined germanium and gallium, which has increased risk for the US semiconductor supply chain. Global supply risks have been further amplified by recent announcements from China regarding export permit requirements for both metals, as explained in TECHCET's new Report on Germanium and Gallium Supply Chain Risks.

TABLE OF CONTENTS

1. SCOPE

2. EXECUTIVE SUMMARY

3. GERMANIUM

• 3.1. GERMANIUM OVERVIEW-WHY IS IT IMPORTANT?
• 3.2. GERMANIUM-WHAT KINDS OF SEMICONDUCTOR IS IT USED FOR?
• 3.3. GERMANIUM-WHERE DOES IT COME FROM?
• 3.4. HOW IS IT MADE? FROM ORE TO END USE PRODUCT
  • 3.4.1. Leading North American Sources of Germanium:
  • 3.4.2. How is GeH4 made?
• 3.5. SUPPLIERS OF GE END USE PRODUCTS TO THE SEMICONDUCTOR INDUSTRY
  • 3.5.1. US GeH4 Producers
  • 3.5.2. Germanium Sputter Targets and Substrates
  • 3.5.3. Tracing the GeH4 Supply Chain
• 3.6. GERMANIUM US IMPORTS-ORIGINATING LOCATION AND MIX
• 3.7. GERMANIUM-BUILDING NEW US CAPACITY
• 3.8. GERMANIUM-WHO USES IT? SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURERS
• 3.9. GERMANIUM RAW MATERIAL PRICE TRENDS

4. GALLIUM

• 4.1. GALLIUM OVERVIEW-WHY IS IT IMPORTANT?
• 4.2. GALLIUM-WHAT KIND OF ELECTRONIC DEVICES IS IT USED FOR?
• 4.3. GALLIUM WHERE DOES GALLIUM COME FROM?
• 4.4. HOW IS IT MADE? FROM ORE TO END USE PRODUCT
• 4.5. SUPPLIERS OF GA END USE PRODUCTS TO THE SEMICONDUCTOR INDUSTRY
  • 4.5.1. Tracking the Gallium Supply Chain
• 4.6. GALLIUM US IMPORTS-ORIGINATING LOCATION AND MIX
• 4.7. GALLIUM-BUILDING NEW US CAPACITY
• 4.8. GALLIUM-WHO USES IT? SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURERS
• 4.9. GALLIUM RAW MATERIAL PRICE TRENDS

5. CHINA GA & GE TRADE RESTRICTIONS

6. GALLIUM AND GERMANIUM GEOPOLITICAL RISKS & ASSESSMENT

7. REFERENCES

FIGURES

• FIGURE 1: GERMANIUM AND GALLIUM PRODUCTION BY REGION ESTIMATES
• FIGURE 2: US GERMANIUM USE APPLICATIONS ESTIMATE (AS A PERCENT OF TOTAL WEIGHT) 2022
• FIGURE 3: SILICON-GERMANIUM (SIGE) IS CRUCIAL IN 2 NM GAA-FET FABRICATION
• FIGURE 4: 2021 GERMANIUM PRODUCTION ESTIMATES AS A PERCENTAGE OF TOTAL OUTPUT (TONS)
• FIGURE 5: GEO2 AND GECL4 PRODUCTION FROM GE CONCENTRATE
• FIGURE 6: AIR LIQUIDE (VOLTAIX) GERMANE PLANT IN BRANCHBURG, NJ (USA)
• FIGURE 7: GERMANIUM ORE TO FINISHED PRODUCTS INTO THE US --SUPPLY CHAIN FLOW
• FIGURE 8: GERMANIUM US IMPORTS BY COUNTRY OF ORIGIN
• FIGURE 9: SEMICONDUCTOR DEVICE MANUFACTURERS USING SIGE TECHNOLOGY BY REGION (AS A PERCENT OF 200MM EQUIVALENT CAPACITY*)
• FIGURE 10: GERMANIUM PRICE TRENDS 2018 TO 2023
• FIGURE 11: GERMANIUM METAL SHANGHAI METAL MARKET FUTURES (PRICES PER KG)
• FIGURE 12: CHINA WROUGHT AND UNWROUGHT GERMANIUM EXPORT FOR JAN-AUG 2023
• FIGURE 13: WORLD GALLIUM PRODUCTION AS A PERCENT OF TOTAL VOLUME (METRIC TONS)
• FIGURE 14: GALLIUM PRECURSOR SUPPLY CHAIN
• FIGURE 15: EXAMPLE OF MOLECULAR BEAM EPITAXY SYSTEM
• FIGURE 16: GALLIUM ORE TO FINISHED PRODUCTS INTO THE US --SUPPLY CHAIN FLOW
• FIGURE 17: US GALLIUM IMPORTS SHOWING COUNTRY DEPENDENCY
• FIGURE 18: : SEMICONDUCTOR DEVICE & LED MANUFACTURERS USING GAAS/GAN/GAP BY REGION
• FIGURE 19: GALLIUM METAL PRICE TRENDS 2018-2023
• FIGURE 20: GALLIUM METAL SHANGHAI METAL MARKET FUTURES (PRICES PER KG)
• FIGURE 21: CHINA WROUGHT AND UNWROUGHT GA EXPORTS 2023

TABLES

• TABLE 1: ELECTRONIC DEVICES AND THEIR USE OF GERMANIUM
• TABLE 2: GERMANIUM SEMICONDUCTOR VALUE CHAIN
• TABLE 3: MOST POPULAR APPLICATIONS FOR GALLIUM SUBSTRATES INCLUDE GAAS AND GAN COMPOUND
• TABLE 4: GA-CONTAINING SEMICONDUCTOR PROCESS MATERIALS SUPPLIERS AND LOCATIONS
• TABLE 5: GALLIUM SEMICONDUCTOR VALUE CHAIN