美国硬件科技媒体tomshardware报道,在一座现代化的晶圆厂里,成千上万台设备日夜不停地运转。
机械臂精准地搬运晶圆,传送系统在洁净室里穿梭,各种泵和阀门协同工作。驱动这一切的,是无数台高性能电机。
而这些电机的心脏,往往是一块小小的稀土永磁体。据报道,全球最大的芯片代工企业台积电,正在要求设备供应商提供使用无稀土电机的工厂自动化设备。
这一消息由知情人士透露,台积电方面尚未公开置评。
稀土永磁体磁性极强,能让电机做得更小、更轻、更高效,因此被广泛用于各类精密设备。
此举旨在降低对中国大陆主导的稀土材料的依赖,避免因中国出口管制导致生产中断。
这是全球芯片巨头首次被曝出在设备层面系统性地寻求"去稀土"。
被小磁铁"卡脖子"的风险
台积电是全球芯片产业的核心枢纽。它为英伟达、苹果、博通、高通以及众多汽车企业代工芯片,几乎所有高端电子产品背后都有它的身影。
它在全球晶圆代工市场占据超过一半的份额,在最先进制程上更是遥遥领先。
台积电的晶圆厂高度自动化,依赖大量配备强力永磁体的电机。这些永磁体中含有钕、镝、铽等稀土元素。
一旦电机零部件出现短缺,即便其他材料和机器都供应充足,设备的维护、维修或产能扩张也可能受到影响。这就像一辆汽车,哪怕发动机和轮胎都完好无损,缺了一颗关键螺丝也开不动。
对于一年要投入数百亿美元扩产的台积电来说,任何供应链短板都不容忽视。
而在稀土领域,中国拥有绝对优势。
这种优势覆盖了从开采、冶炼到磁体制造的几乎整条产业链。
中国约占全球稀土开采量的70%,控制着全球约90%的稀土精炼产能,以及约95%的成品永磁体生产。
出口管制的"时间表"
台积电的担忧并非空穴来风。2025年4月,中国对七种中重稀土及其制成的磁体实施出口管制,出口商需要逐案申请审批和许可证。
过去一年多,中国的稀土出口管制措施已多次调整。
这一措施限制了相关产品向美国、欧洲和亚洲制造商的出口,台积电也在受影响之列。
2025年10月9日,中国又宣布扩大管制范围,新增五种稀土元素,并将稀土加工技术和设备,以及含有超过0.1%中国来源稀土成分、或使用中国加工技术制造的外国产品也纳入管控。
不过,这一扩大措施随后被暂停实施一年,期限至2026年11月10日,此后又延长了90天。暂停期限的临近,让全球制造业对供应链风险更加警惕。
无稀土电机,能否扛起大梁
那么,有哪些替代方案?目前主要有几类技术路线。
事实上,无稀土电机并不是新鲜事物,只是在高端精密设备中应用较少。
一种是传统的感应电机,它依靠电磁感应而非永磁体来产生转矩,广泛应用于工业领域。
另一种是开关磁阻电机,结构简单、坚固耐用,同样不需要稀土磁体。还有一种思路,是继续使用永磁电机,但用铁氧体磁体代替稀土磁体。
然而,每种替代方案都有代价。没有一种方案能在所有指标上全面替代稀土永磁电机。
与稀土永磁电机相比,这些电机往往在效率、体积、功率密度、精度或控制要求上存在取舍。
芯片制造对精度的要求近乎苛刻,许多设备需要在纳米级尺度上精确定位。电机性能的细微变化,都可能影响生产良率。
一旦良率下降几个百分点,损失可能就是数以亿计的美元。
因此,替换电机并不是简单地"换个零件",而需要设备商重新设计、反复验证。这一过程可能需要数年时间,成本也相当可观。
全球稀土供应链的"去风险"竞赛
台积电的举动,是全球稀土供应链"去风险"浪潮的一个缩影。台湾当局正在支持工业技术研究院,计划在三年内建成一条稀土试验生产线,预计可满足岛内约一半的需求,并据称与美国展开合作。
从汽车、风电到国防工业,越来越多的行业都在寻找降低稀土依赖的方案。
美国方面表示,正在与台湾及其他伙伴合作,开发替代供应来源。
今年2月,特朗普政府还宣布计划建立规模达120亿美元的关键矿产储备,以对冲供应风险。
不过,建立独立于中国的稀土供应链绝非易事。即便投入巨资,从建厂到稳定量产也往往需要多年。
稀土开采本身并不罕见,真正的难点在于冶炼分离和磁体制造环节。中国在这些环节积累了数十年的技术、规模和成本优势,其他地区短期内很难复制。
此前美国本土新建的稀土磁体工厂,就曾因主要客户取消订单而陷入困境,凸显了重建供应链的艰难。
对芯片产业而言,稀土的风险提醒人们:最先进的技术,往往也依赖最基础的原材料。
一块小小的磁铁,就可能牵动价值数千亿美元的芯片产业链。
在地缘政治日益复杂的今天,台积电的"去稀土"尝试能走多远,将成为观察全球供应链重组的一个重要窗口。
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