因?yàn)橛蛢r(jià)高企，導(dǎo)致新能源汽車(chē)（混動(dòng)HYBRID、純電動(dòng)）發(fā)展更快了。
動(dòng)力電池里所用到的“鋰”元素，出現(xiàn)了價(jià)格的跳變。電池級(jí)碳酸鋰報(bào)價(jià)從2021年初的不足5萬(wàn)元/噸到今年3月份52萬(wàn)元/噸，近期有所回落，也在45.2萬(wàn)元~47.3萬(wàn)元間，均價(jià)46萬(wàn)元/噸。這么算來(lái)，過(guò)去兩年，價(jià)格上漲了近10倍。因?yàn)閯?dòng)力電池越用越多，指望鋰價(jià)大幅回調(diào)顯然也是不現(xiàn)實(shí)的。馬斯克同學(xué)表示，要考慮是否進(jìn)入采礦和提煉領(lǐng)域了。
這讓我想起了“鍺”元素的故事。
一塊12克（2×3 cm）的鍺多晶體，百科
這是晶體管時(shí)代里最重要的元素。老百姓享受到的最大的好處是：半導(dǎo)體收音機(jī)。
電影《我和我的祖國(guó)》里，80年代上海弄堂老百姓用半導(dǎo)體收音機(jī)聽(tīng)女排奪冠
鍺曾經(jīng)隨著晶體管一度火爆，又隨著集成電路（采用硅工藝）發(fā)展而落寞，近年又隨著新技術(shù)應(yīng)用而重新回到大家的視野：王“鍺”歸來(lái)！
鍺有良好的半導(dǎo)體性質(zhì)，如電子遷移率、空穴遷移率等等，高純鍺單晶具有高的折射系數(shù)，對(duì)紅外線(xiàn)透明，不透過(guò)可見(jiàn)光和紫外線(xiàn)。因此，它在半導(dǎo)體、航空航天測(cè)控、核物理探測(cè)、光纖通訊、紅外光學(xué)與成像、太陽(yáng)能電池、化學(xué)催化劑等領(lǐng)域都有廣泛而重要的應(yīng)用。
長(zhǎng)壽命、高可靠、平均光電轉(zhuǎn)換效率約30%的三結(jié)砷化鎵太陽(yáng)能電池，具有高效率、高電壓、高溫特性好等優(yōu)點(diǎn)，在“玉兔”號(hào)月球車(chē)、天問(wèn)一號(hào)火星任務(wù)探測(cè)、神州九號(hào)、陸地探測(cè)一號(hào)衛(wèi)星上采用，比以前采用的晶體硅太陽(yáng)能光伏電池或者單結(jié)砷化鎵太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率要高。砷化鎵較硅質(zhì)在物理性質(zhì)上要更脆，這一點(diǎn)使得其加工時(shí)比較容易碎裂，所以，常把其制成薄膜，并使用襯底（常為Ge[鍺]），來(lái)對(duì)抗其在這一方面的不利，但是也增加了技術(shù)的復(fù)雜度。
天問(wèn)一號(hào)火星任務(wù)探測(cè)器采用太陽(yáng)能電池
2020年全球鍺產(chǎn)量為130噸，中國(guó)排第一，鍺產(chǎn)量為86噸，中國(guó)鍺產(chǎn)量長(zhǎng)期占全球鍺產(chǎn)量近六成以上的比例。2020年12月31日，氧化鍺(99.99%)倫敦戰(zhàn)略金屬市場(chǎng)現(xiàn)貨價(jià)為950美元/千克。作為重要的稀有資源,世界鍺的資源比較貧乏,全世界已探明的鍺保有儲(chǔ)量約為8600金屬?lài)?。我?guó)保有儲(chǔ)量約3500金屬?lài)?，全?guó)已探明鍺礦產(chǎn)地約35處，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量約9600金屬?lài)?。鍺通常與鉛鋅礦伴生，或存在于褐煤中，主要分布于內(nèi)蒙古和云南，大型的礦山包括云南鍺業(yè)擁有的大寨鍺礦和梅子箐煤礦、馳宏鋅鍺的云南會(huì)澤礦區(qū)、內(nèi)蒙古勝利煤田等。生產(chǎn)主要集中在云南鍺業(yè)、馳宏鋅鍺、中鍺科技、內(nèi)蒙通力等幾家企業(yè)。
鍺（Germanium，舊譯鈤）是一種化學(xué)元素，是1886年德國(guó)化學(xué)家文克勒爾C. A. Winkler（1838–1904）在弗萊堡礦業(yè)學(xué)院用光譜分析法首先發(fā)現(xiàn)的。英文名Germanium來(lái)自于德國(guó)國(guó)名Germany的拉丁名。
元素符號(hào)Ge，原子序數(shù)32，原子量72.64，在化學(xué)元素周期表中位于第4周期、第IVA族，正處于金屬元素和非金屬元素的邊界。
“鍺”盡管帶“金”字偏旁，但其實(shí)是典型的半金屬（類(lèi)金屬），兼具金屬性和非金屬性，導(dǎo)電性比一般金屬要差，比—般非金屬材料要強(qiáng)。
五種穩(wěn)定的碳族元素按照大陸地殼中的天然豐度排序，依次是硅（24.4%）、碳（0.2%）、鉛（12.6 ppm）、錫（1.5 ppm），最后是鍺（1.25 ppm）。注意到硅和鍺連在一起，它們兩者攪動(dòng)了整個(gè)電子世界。
鍺的比重為5.36， 熔點(diǎn)為958℃，沸點(diǎn)為2700℃。粉末狀的鍺呈暗藍(lán)色，結(jié)晶狀的鍺為銀白色脆金屬。鍺的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，很難與酸起反應(yīng)，在空氣中也不會(huì)被氧化，但在熔融狀態(tài)下，極易與堿發(fā)生反應(yīng)。
鍺在自然界分布很散很廣。銅礦、鐵礦、硫化礦、煤礦以至巖石，泥土和泉水中都含有微量的鍺。然而，鍺卻非常分散，幾乎沒(méi)有比較集中的鍺礦。
煤煙灰中提取鍺確有其事，而且使用到今天?，F(xiàn)代地球化學(xué)之父，德國(guó)科學(xué)家V.W.戈?duì)柕率┟滋赜?930年首次從煤灰的分析中發(fā)現(xiàn)鍺。
20世紀(jì)50年代，美國(guó)建設(shè)了世界第一個(gè)鍺廠(chǎng)。美國(guó)主要從鋅鍺渣中提鍺，英國(guó)主要從含鍺煙塵中回收鍺。1960年代比利時(shí)建設(shè)的鍺廠(chǎng)是世界上設(shè)計(jì)規(guī)模最大的鍺生產(chǎn)企業(yè)，月生產(chǎn)金屬鍺6噸。
目前鍺廠(chǎng)所采用的原料有煤燃燒產(chǎn)出的含鍺煙塵、重有色金屬冶煉過(guò)程中回收的鍺精礦和半導(dǎo)體器件生產(chǎn)中產(chǎn)出的含鍺廢料等。
中國(guó)最早提煉鍺就是從煙灰里。在煤中含有鍺，煤在燃燒時(shí)大部分鍺的化合物受熱蒸發(fā)，與煙灰一起出來(lái)，進(jìn)到煙道后，溫度降低，便冷凝在煙道灰中。據(jù)測(cè)定，煙道灰中含鍺量可達(dá)0.1％，有的甚至高達(dá)2%，比煤中含鍺量高100~2000倍。從煙道灰或礦物中提取的鍺，通常是氧化鍺或硫化鍺。用氫、碳或鎂還原，可得到鍺的金屬粉末，再用1000℃的高溫加熱，才能熔鑄成金屬鍺錠。用于制造半導(dǎo)體的鍺必須非常純凈，通常采用“區(qū)域熔煉”冶金法來(lái)提取。
上海電力大學(xué)吳江教授表示，中國(guó)一直在推進(jìn)這樣的研究，如煤灰的高附加值應(yīng)用以及鍺在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用等。
一、鍺晶體管發(fā)明，成為電子科技核心
二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事方面對(duì)雷達(dá)和無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的大量需求，英美不少研究機(jī)構(gòu)都投入精力研究半導(dǎo)體器件。找到合適的半導(dǎo)體，并用其制成晶體管元件，是二十世紀(jì)早期固體物理學(xué)家們探索的方向之一。早期人們認(rèn)識(shí)的半導(dǎo)體大多為金屬硫化物或氧化物，但實(shí)際上更合適的是半金屬單質(zhì)（硅或鍺）。
鍺和硅進(jìn)入了人們的研究視野，在美國(guó)尤其以K. Lark-Horovitz在Purdue大學(xué)的研究組對(duì)鍺的純化及其器件功能進(jìn)行了豐富詳細(xì)的研究。
與此同時(shí)，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室W. Shockley、J. Bardeen和W. H. Brattain組成的固體物理研究小組試圖要制造一種能替代電子管的半導(dǎo)體器件。1947 年 12 月 15 日，這種實(shí)驗(yàn)結(jié)出了碩果：他們用刀片在三角形金箔上劃出了兩道極細(xì)的縫隙，然后兩邊分別接上導(dǎo)線(xiàn)，用彈簧將其壓進(jìn)鍺塊（Lark-Horovitz提供的鍺元件）表面。這是一個(gè)由鍺、電池、金線(xiàn)、彈簧、紙板、組成的小裝置。連好線(xiàn)后，當(dāng)鍺塊上的兩個(gè)接觸點(diǎn)越來(lái)越近時(shí)，他們觀察到了電壓放大作用：1.3v電壓被放大了 15 倍！改變歷史的第一個(gè)晶體管誕生了。
2019年科技老兵戴輝瞻仰貝爾實(shí)驗(yàn)室第一個(gè)transistor
看到了鍺巨大的商業(yè)價(jià)值之后，業(yè)界發(fā)展了單晶硅制造、提純鍺的區(qū)域熔煉技術(shù)和摻雜原子技術(shù)等。憑借著獨(dú)特的“氣質(zhì)”，從1947年到1960年，鍺在半導(dǎo)體原件制造業(yè)中扮演了核心地位，大多數(shù)元件都是以鍺晶體為核心生產(chǎn)出來(lái)的。
與鍺相比，雖然硅的禁帶更寬，電子和空穴遷移率不如鍺，但依然是一種性能很好的半導(dǎo)體，貝爾實(shí)驗(yàn)室在發(fā)表三極管論文的時(shí)候也已經(jīng)指出二者可望相互替代。硅的提純技術(shù)與鍺同時(shí)也在發(fā)展，但由于二氧化硅熔點(diǎn)較高，直到二十世紀(jì)五十年代后期才開(kāi)發(fā)出可靠的工藝制造單晶硅，這也為硅在集成電路的大規(guī)模利用鋪平了道路。
二、集成電路發(fā)明，硅接替鍺成為新核心
1958年，集成電路發(fā)明。當(dāng)時(shí)的半導(dǎo)體雙強(qiáng)德州儀器和仙童半導(dǎo)體相互PK。
德州儀器的杰克·基爾比（ Jack Kilby）發(fā)明了世界上第一塊混合集成電路，他用的是鍺晶片。
第一塊集成電路，淺藍(lán)色矩形是鍺晶片
仙童半導(dǎo)體公司的羅伯特·諾伊斯（Robert Noyce）把注意力放在了硅晶片上。他的最初設(shè)想是：“把多種元件放在單一硅片上，同時(shí)用平面工藝將它們連接起來(lái)，這樣可以大幅降低電路的尺寸、功耗及成本。”諾伊斯創(chuàng)造性地在氧化膜上用“平面工藝”制作出鋁膜連線(xiàn)，使電子元件和導(dǎo)線(xiàn)合成一體，為半導(dǎo)體集成電路工藝和量產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
1961: First Monolithic Silicon IC Chip. Invented by Robert Noyce, Fairchild
事實(shí)證明，這個(gè)路線(xiàn)是成功的，德州儀器也隨后采用了這條技術(shù)路線(xiàn)。
仙童科技成為了芯片創(chuàng)業(yè)的“黃埔軍校”，并在四季如春的加州造就了“硅谷”這個(gè)稱(chēng)號(hào)。2018年，我和明銳理想冀運(yùn)景赴硅谷紀(jì)念集成電路發(fā)明60周年。
采用硅工藝的集成電路大量使用后，1960年之后鍺元素在電子工業(yè)中的核心地位卻迅速被硅所取代。
今天幾乎所有的集成電路都使用硅作為基本材料，其年產(chǎn)量高達(dá)800萬(wàn)噸左右，是鍺的數(shù)萬(wàn)倍（2020年全球鍺產(chǎn)量為130噸）。
由于鍺的載流子遷移率和散熱性都比硅要優(yōu)秀，在某些高速開(kāi)關(guān)和需要密集散熱的半導(dǎo)體元件上使用鍺作為材料，高頻大功率器件上有一定用量，光電雪崩二極管用量較大。
大自然中，硅的可獲得性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)鍺。
中國(guó)的硅提純起步并不晚。1960年秋，601實(shí)驗(yàn)所（中國(guó)電科46所前身）丁守謙團(tuán)隊(duì)在一次又一次的反復(fù)改良和試驗(yàn)之后，得到了一根純度達(dá)到7個(gè)9（即99.99999%）的硅單晶，這也是我國(guó)第一根區(qū)熔高純度的硅單晶。
不過(guò)，在集成電路浪潮中，中國(guó)當(dāng)年的進(jìn)步較為緩慢。
三、鍺元素從煙灰中“刨”出，中國(guó)晶體管一直繁榮到80年代
和西方不同，中國(guó)晶體管繁榮的時(shí)間很久。收音機(jī)、電視機(jī)中都大量采用鍺二極管和鍺三極管。事實(shí)上，鍺在中國(guó)電子工業(yè)的核心地位一直延續(xù)到了1980年代。之后，由于外來(lái)的先進(jìn)集成電路大量使用，鍺失去了中國(guó)電子業(yè)江湖老大地位。
1956年11月，中國(guó)第一只晶體三極管在中國(guó)科學(xué)院北京應(yīng)用物理研究所半導(dǎo)體研究室誕生。在王守武、吳錫九等領(lǐng)導(dǎo)下，開(kāi)展半導(dǎo)體鍺的研究工作。一方面抓鍺材料的提純，一方面親自設(shè)計(jì)制造了我國(guó)第一臺(tái)制備半導(dǎo)體鍺材料的單晶爐。
1957年，搞電子管起家的北京電子管廠(chǎng)（774廠(chǎng)、京東方前身）籌建半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室，自制設(shè)備開(kāi)始研發(fā)鍺材料和鍺晶體管。
1957年，林蘭英作為賓夕法尼亞大學(xué)第一位中國(guó)博士，也是學(xué)校歷史上的第一位女博士，放棄了美國(guó)工作，回國(guó)加入了中國(guó)科學(xué)院北京應(yīng)用物理研究所半導(dǎo)體研究室。1957年11月，林蘭英與王守武共同努力，與北京電子管廠(chǎng)聯(lián)合，通過(guò)從煙灰中還原氧化鍺，再用區(qū)熔法提純，拉出了中國(guó)第一根鍺單晶，在我國(guó)半導(dǎo)體材料發(fā)展史上寫(xiě)下了輝煌的一頁(yè)。在此之前，我國(guó)用于生產(chǎn)鍺半導(dǎo)體器件的鍺材料，均由前蘇聯(lián)提供。在此之后，僅用1個(gè)月的時(shí)間，又研制出了1公斤的N型和P型鍺單晶，提供給北京電子管廠(chǎng)，用于生產(chǎn)半導(dǎo)體收音機(jī)所需的鍺晶體管。
1958年8月，上海無(wú)線(xiàn)電技術(shù)研究所和復(fù)旦大學(xué)物理系（謝希德教授）合作，試制成功第一只上海產(chǎn)鍺二極管和鍺三極管。上海無(wú)線(xiàn)電器材廠(chǎng)用這批國(guó)產(chǎn)鍺晶體管，于1959年國(guó)慶10周年前夕組裝出美多牌872—1—1型便攜式7管中波段超外差式收音機(jī)300臺(tái)并投放市場(chǎng)，首次實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)晶體管收音機(jī)商品化。
1959年2月，774廠(chǎng)又拉出了鍺單晶——這是我國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)首次拉出的鍺單晶，標(biāo)著著我國(guó)半導(dǎo)體晶體管的研發(fā)完成了從科學(xué)界向工業(yè)界的技術(shù)遷移。同時(shí)，還制定出一套充分利用中國(guó)特色提純鍺錠和銻進(jìn)行摻雜拉晶的計(jì)算方法，并制定出制造二極管、三極管的鍺單晶技術(shù)要求。
此后形成了年產(chǎn)二極管100萬(wàn)只，三極管3萬(wàn)只的生產(chǎn)能力。為了使全國(guó)半導(dǎo)體器件工業(yè)迅速發(fā)展，上級(jí)要求774廠(chǎng)向各地移交鍺、硅器件的生產(chǎn)線(xiàn)，同時(shí)還要支援技術(shù)骨干。
60年代，晶體管在中國(guó)開(kāi)始大量生產(chǎn)，并廣泛用于收音機(jī)之中。
礦石收音機(jī)里的檢波器，也由用礦石改為用鍺晶體二極管，通常用2AP9等型號(hào)。中學(xué)生和無(wú)線(xiàn)電愛(ài)好者大量采用。
常用的晶體管鍺檢波二極管2AP9
百花牌礦石收音機(jī)，戴輝攝于上海無(wú)線(xiàn)電博物館
四、上海冶煉廠(chǎng)半導(dǎo)體鍺分廠(chǎng)曾是全國(guó)最大的鍺生產(chǎn)廠(chǎng)
《上海有色金屬工業(yè)志》第三編粉末冶金和半導(dǎo)體材料第二章半導(dǎo)體材料第一節(jié)“鍺”里有詳細(xì)描述。
半導(dǎo)體材料是電子工業(yè)的基礎(chǔ)。鍺、硅化合物半導(dǎo)體等材料的出現(xiàn)，迅速推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是電子工業(yè)的發(fā)展，成為更新?lián)Q代最活躍的領(lǐng)域，有力地促進(jìn)大規(guī)模集成電路和功率元件、探測(cè)器、太陽(yáng)能電池、微波、光電器件、制冷合金等的發(fā)展。
上海生產(chǎn)半導(dǎo)體材料是從50年代后期研制鍺多晶開(kāi)始的。金屬鍺及其化合物在電子工業(yè)、軍事工業(yè)、石油化工、醫(yī)藥、激光、紅外光學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的用途。二氧化鍺可以制造光學(xué)玻璃熒光粉，并可作為催化劑用于石油提煉時(shí)轉(zhuǎn)化、去氫、汽油餾份的調(diào)整、彩色膠卷及聚脂纖維生產(chǎn)。四氯化鍺可以制造光導(dǎo)纖維，用于光通訊技術(shù)。鍺單晶可以制造晶體管、放大器、整流器和核輻射探測(cè)器等。鍺大量用作紅外材料，制造透鏡、紅外窗口、濾光片、棱鏡，成為夜視儀和熱成像儀的關(guān)鍵材料。這些儀器安裝在飛機(jī)、坦克、人造衛(wèi)星和宇宙飛船中，無(wú)論白天黑夜都能巡視目標(biāo)，拍攝月球表面和地球上軍事目標(biāo)的照片。60年代先后試制生產(chǎn)硅多晶、硅單晶、硅外延片、硅紅外線(xiàn)濾波罩、硅太陽(yáng)能電池以及化合物半導(dǎo)體材料。廣泛應(yīng)用于航空、航天、自動(dòng)化儀器儀表、遙控、遙測(cè)、電子計(jì)算機(jī)、家用電器等領(lǐng)域。80年代以來(lái)，各種半導(dǎo)體材料品種、規(guī)格、質(zhì)量都有新的發(fā)展，有些已接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
1、煤煙灰還原干餾富集法提鍺
地殼中無(wú)單獨(dú)的鍺礦，只在閃鋅礦、銅鉛鋅硫化礦、黃鐵礦和煤炭中含有微量鍺。這些礦物在冶煉或燃燒時(shí)所產(chǎn)生的煙塵中含有鍺而成為提鍺的原料。1958年初，國(guó)家科委在長(zhǎng)春召開(kāi)“從煤煙灰提鍺”經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)。同年3月，上海市工業(yè)生產(chǎn)委員組織上海地區(qū)提鍺會(huì)戰(zhàn)，并決定以上海冶煉廠(chǎng)為主，由該廠(chǎng)副廠(chǎng)長(zhǎng)、總工程師田庚錫主持。抽調(diào)李顯光工程師和職工200多人，成立第五車(chē)間，開(kāi)展從煙灰中提鍺大會(huì)戰(zhàn)。為了盡快取得鍺，在簡(jiǎn)陋的臨時(shí)廠(chǎng)房?jī)?nèi)，利用陶瓷缸作浸出槽，廢舊電解槽作沉淀槽，木棒做攪拌槳進(jìn)行入工攪拌、浸出、沉淀等操作。經(jīng)過(guò)半年多的試驗(yàn)，終于在同年10月獲得第一克鍺。由此填補(bǔ)了上海地區(qū)無(wú)鍺的空白。同時(shí)，上海市有色金屬工業(yè)公司中心試驗(yàn)室也從煙道灰中提取鍺，1958年冬獲得成功。由于煤灰中鍺的含量太低，浸出1～2噸煤煙灰才能得到一克鍺，處理量大，產(chǎn)量低，成本高達(dá)16萬(wàn)元/公斤。
1959年，上海冶煉廠(chǎng)田庚錫、楊云龍主持設(shè)計(jì)并試驗(yàn)成功“煤煙灰還原干餾富集法”工藝，將煤煙灰在1200～1300℃溫度下和適當(dāng)?shù)倪€原氣氛下焙燒，使鍺揮發(fā)富集，獲得比原煤煙灰含鍺高10倍以上的富集灰。同年10月建造一座日處理15噸的富集爐，鍺回收率提高30%，材料消耗降低，月產(chǎn)量增加到300克以上，受到上海市工業(yè)生產(chǎn)委員會(huì)的表彰。
2、熔融法提鍺
1959年，在國(guó)防科委召開(kāi)的提鍺經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)上，上海冶煉廠(chǎng)獲悉江蘇溧水縣南關(guān)山的赤鐵礦含鍺高達(dá)100～150克/噸。1960年在中國(guó)科學(xué)院上海冶金研究所和復(fù)旦大學(xué)協(xié)助下，研究成采用硫酸鈉溶融法提鍺的工藝。1960年建造爐膛面積為4.5平方米反射爐一座，帶有機(jī)械攪拌的浸出槽2只，沉淀槽2只，操作條件有所改善。采用含鍺赤鐵礦提鍺，4個(gè)月共提取鍺15公斤，成本低于3萬(wàn)元/公斤。
接著該廠(chǎng)又用高爐揮發(fā)氯化鈉堿液淋洗吸收提鍺的試驗(yàn)。該工藝流程簡(jiǎn)單，回收率高，處理量大，更適合于工業(yè)生產(chǎn)。1960年第三季度建造兩座容積為5立方米的提鍺高爐及淋洗塔等附屬設(shè)備，擴(kuò)大鍺的生產(chǎn)。后溧水赤鐵礦供應(yīng)中斷。1962年探得江蘇高淳縣產(chǎn)硅鐵礦含鍺40～50克/噸，可以供應(yīng)。該廠(chǎng)即與之簽訂協(xié)議，以解決鍺生產(chǎn)原料問(wèn)題。同樣采用高爐揮發(fā)、堿液淋洗的工藝處理鍺硅鐵礦，生產(chǎn)到1965年。在此期間，不斷改進(jìn)操作方法，采用“大風(fēng)量、熱爐頂、高鈣渣”延長(zhǎng)爐齡，擴(kuò)大日處理量，后又將堿液淋洗改為水淋洗，取得同樣的吸收效果。由于摸索出高爐配料、風(fēng)量及溫度控制、焦比等最佳工藝及技術(shù)參數(shù)而提高了鍺的回收率，每噸礦石可提取鍺20克以上，鍺的生產(chǎn)成本降低到1.5～2.0萬(wàn)元/公斤。
3、直接蒸餾法提鍺
1962年，云南會(huì)澤礦務(wù)局、貴州冶煉廠(chǎng)等單位從鉛鋅礦煙塵中回收鍺獲得成功，取得含5～10%的鍺精礦，為上海冶煉廠(chǎng)提供了新的資源。從1963年起該廠(chǎng)利用鍺精礦直接進(jìn)行蒸餾，制取四氯化鍺，然后經(jīng)過(guò)提純、水解、還原制取鍺錠。月產(chǎn)量達(dá)到10公斤以上，生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低。
1963年，冶金工業(yè)部頒發(fā)鍺錠質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（暫行），對(duì)鍺錠必須進(jìn)行光譜分析14個(gè)雜質(zhì)元素，或者進(jìn)行物理測(cè)試，電阻率必須在3歐姆·厘米以上。當(dāng)時(shí)該廠(chǎng)生產(chǎn)的鍺錠電阻合格率僅20%。為提高鍺錠質(zhì)量，先后采用鍺精礦加碳酸鈉在高溫下焙燒、蒸餾時(shí)添加氧化劑，四氯化鍺用飽和氯鹽酸萃取提純，增加真空熔鑄工藝去除低沸點(diǎn)雜質(zhì)等工藝，鍺錠合格率達(dá)95%以上。
1964年11月，冶金工業(yè)部決定將上海冶煉廠(chǎng)鍺生產(chǎn)系統(tǒng)搬遷到鍺精礦的產(chǎn)地——云南會(huì)澤礦務(wù)局生產(chǎn)。該廠(chǎng)派出干部、技術(shù)人員和生產(chǎn)骨干共27人赴會(huì)澤礦務(wù)局進(jìn)行安裝調(diào)試和組織生產(chǎn)，1965年5月生產(chǎn)出鍺錠，質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)全部達(dá)到上海冶煉廠(chǎng)水平。（作者戴輝備注：會(huì)澤礦山是上市公司“馳宏鋅鍺”的最早起源）
4、鍺廢料再生利用提鍺
鍺作為半導(dǎo)體材料用于制造晶體管，利用率僅30%左右，近70%的鍺作為廢料被排棄。這些“廢料”含鍺高達(dá)10%以上。1965年上海冶煉廠(chǎng)老工人羊華國(guó)、張軍書(shū)在參觀晶體管廠(chǎng)時(shí)看到這種情況深感可惜，當(dāng)即從陰溝中挖取含鍺廢料，回廠(chǎng)進(jìn)行試驗(yàn)，制得優(yōu)質(zhì)鍺錠，返給用戶(hù)使用，深受歡迎，為鍺生產(chǎn)找到了新的原料來(lái)源。當(dāng)年鍺的產(chǎn)量達(dá)2000公斤以上。
1969年，該廠(chǎng)蔣毅夫等在蒸餾工序首先采用耐酸搪瓷反應(yīng)鍋代替小容量玻璃燒瓶蒸餾四氯化鍺，使生產(chǎn)能力和效率提高10倍。同年9月又以通氯復(fù)蒸工藝代替飽和氯鹽酸萃取法提純四氯化鍺，改善了勞動(dòng)條件，擴(kuò)大了處理量。
隨著產(chǎn)量的不斷增加，四氯化鍺原采用玻璃瓶?jī)?chǔ)存，手工搬運(yùn)，容易破損，極不安全。1973年安裝70立升的聚四氟乙烯儲(chǔ)槽配以四氟乙烯管道閥門(mén)代替玻璃瓶?jī)?chǔ)存、輸送四氯化鍺，既安全可靠，又基本上實(shí)現(xiàn)管道化連續(xù)生產(chǎn)。1976年擴(kuò)建鍺還原工場(chǎng)廠(chǎng)房，還原爐由原來(lái)8座增加到16座，真空熔鑄爐由2座增加到3座。至此，該廠(chǎng)鍺錠的年生產(chǎn)能力達(dá)5000公斤。
5、鍺錠區(qū)熔提純
還原鍺錠純度僅99.99～99.999%（4N、5N），而用于生產(chǎn)鍺單晶的鍺錠純度要求8N或9N。因此必須對(duì)鍺錠進(jìn)行區(qū)熔提純。1965年4季度，上海冶煉廠(chǎng)參照上海元件五廠(chǎng)的工藝采用雙管區(qū)熔爐、高頻感應(yīng)加熱、水平移動(dòng)法區(qū)熔，產(chǎn)出電阻率達(dá)到47歐姆·厘米以上的鍺錠。但設(shè)備占地面積大，電能利用率低，且高頻磁場(chǎng)沒(méi)有屏蔽，危害工人健康。1976年將雙管爐改成三管爐，高頻系統(tǒng)并入爐體，電氣控制集中于一個(gè)操作臺(tái)中，并用銅絲網(wǎng)對(duì)高頻進(jìn)行屏蔽。改進(jìn)后的設(shè)備占地面積小，電能利用率高，降低了高頻輻射，產(chǎn)量亦大幅度增加。1977年區(qū)熔鍺錠產(chǎn)量由1975年的7.2噸增加到11.5噸。
6、鍺單晶
1958年，上海元件五廠(chǎng)王傳鼎等用進(jìn)口鍺粉，在上海電爐廠(chǎng)研制的鍺單晶爐上試?yán)N單晶，翌年6月得第一根重30克的單晶。1960年，該廠(chǎng)自行制造爐膛較大的臥式爐，生產(chǎn)的單晶供自用。1963年改用石墨雙坩堝摻雜獲成功，單晶質(zhì)量提高，每爐投料增至500克，生產(chǎn)比較穩(wěn)定（1979年停產(chǎn)）。
1965年1月，中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所袁詩(shī)鑫等利用水平生長(zhǎng)諸單晶時(shí)摻入4～10大氣壓的汞蒸汽，成功地生長(zhǎng)出合格的摻汞鍺單晶。制成長(zhǎng)波紅外探測(cè)器，用于航空遙感。繼又在地質(zhì)、水文勘探、環(huán)境保護(hù)、森林防火，軍事偵察等方面應(yīng)用。
1966年，上海冶煉廠(chǎng)建造單晶爐，采用鉬絲加熱，氫氣保護(hù)，石墨單坩堝，投料量900克/爐。4月24日拉出第一根合格鍺單晶。8月，單晶廠(chǎng)房落成，安裝小型單晶爐4座，通過(guò)調(diào)試，當(dāng)年產(chǎn)出合格鍺單晶37公斤。1972年進(jìn)行工藝改革，采用大型雙坩堝拉晶，投料量擴(kuò)大到1600克/爐，年產(chǎn)量達(dá)2.9噸，品種規(guī)格也有增加。除常規(guī)產(chǎn)品外，還試制了重?fù)芥塒型鍺單晶、摻金鍺單晶和直徑200毫米大直徑單晶等新品種。產(chǎn)量及品種在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。
1975年第二次工藝改革，采用懸浮坩堝拉制鍺單晶，使單晶的電阻率均勻性提高，減少了位錯(cuò)缺陷，成品率提高1倍，年產(chǎn)量達(dá)5.5噸，創(chuàng)生產(chǎn)歷史最高紀(jì)錄。技術(shù)員羅志華在單晶爐上試裝溫度程序控制裝置取得成功，實(shí)現(xiàn)了拉晶半自動(dòng)化。
1980年，技術(shù)員虞君耐和老工人朱進(jìn)發(fā)根據(jù)懸浮坩堝和雙坩堝的特點(diǎn)，對(duì)坩堝的形狀及熱場(chǎng)控制進(jìn)行新的設(shè)計(jì)獲得突破。1981年在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用后改善了鍺單晶縱向、徑向電阻率均勻性，減少雜質(zhì)沾污，成品率提高，投料量增加到4000克/爐，效率提高2.5倍，年產(chǎn)鍺單晶達(dá)到8噸。
1985年以后，將單晶爐全部改為T(mén)DR—40型，采用石墨加熱器加溫，全部推廣溫度程序控制，爐內(nèi)保護(hù)氣氛由氫氣改為氬氣，產(chǎn)品合格率大幅度提高。
7、鍺單晶片
1968年7月，上海冶煉廠(chǎng)開(kāi)始生產(chǎn)鍺片。首先將鍺單晶在內(nèi)圓切片機(jī)上切成厚度為0.24～0.34毫米大圓片，再用金剛砂漿在行星式磨片機(jī)上研磨平整，然后用劃片機(jī)劃成1×1或2×2毫米小方片，或用超聲波切片切成直徑3毫米、4毫米、6毫米的小圓片，直接供給晶體管廠(chǎng)使用。克服鍺片薄、脆、容易斷裂和精度要求高等操作上的困難。當(dāng)年產(chǎn)出鍺片19公斤。隨著設(shè)備的不斷更新，工藝的革新，鍺片的產(chǎn)量逐年提高。1981年達(dá)1410公斤，創(chuàng)歷史最高水平。1984年為滿(mǎn)足用戶(hù)的需要采用研磨與化學(xué)腐蝕相結(jié)合的工藝，生產(chǎn)超薄鍺片。同年9月起，為上海半導(dǎo)體器件廠(chǎng)提供厚度為0.16毫米的超薄鍺片，滿(mǎn)足該廠(chǎng)從日本引進(jìn)的自動(dòng)化鍺管生產(chǎn)線(xiàn)的需求，鍺管質(zhì)量參數(shù)及成品率均達(dá)到日本水平，產(chǎn)品返銷(xiāo)到日本。
8、高純四氯化鍺
1979年9月，上海冶煉廠(chǎng)承擔(dān)市下達(dá)的研制光導(dǎo)纖維用高純四氯化鍺的任務(wù)。經(jīng)研究確定在復(fù)蒸提純工序之后，再增加石英篩板塔，精餾提純四氯化鍺，試驗(yàn)獲得成功。產(chǎn)出四氯化鍺純度達(dá)到SN，Cu、Mn、Ni、Co等8個(gè)元素雜質(zhì)總量少于10PPb，符合制備光導(dǎo)纖維的標(biāo)準(zhǔn)。由該廠(chǎng)四氯化鍺生產(chǎn)的光纖及制成的鍺硅系光纜已用于北京Pcm—120路光通訊試驗(yàn)段，試驗(yàn)證明光損耗在5db/公里以下，清晰度高。1982年10月通過(guò)上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)光纖用高純四氯化鍺技術(shù)鑒定會(huì)鑒定。1984年，四氯化鍺出口美國(guó)，因質(zhì)優(yōu)獲得好評(píng)。
經(jīng)過(guò)30年的研制開(kāi)發(fā)，上海冶煉廠(chǎng)半導(dǎo)體鍺分廠(chǎng)成為全國(guó)最大的鍺生產(chǎn)廠(chǎng)，產(chǎn)量占全國(guó)70%左右，產(chǎn)品品種規(guī)格比較齊全。1981年產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到頂峰。這一年生產(chǎn)還原鍺錠8884公斤，區(qū)熔鍺錠16933公斤，鍺單晶7148公斤，鍺片1409公斤，利潤(rùn)1070萬(wàn)元。80年代后期由于集成電路的發(fā)展，鍺晶體管的用量減少，鍺的需求量和產(chǎn)量相應(yīng)下降。