一、爛泥巴的逆襲,引爆稀土震盪?
稀土在21 世紀的重要性等同於 20 世紀的石油,鄧小平在1992年就曾表示,「中東有石油,中國有稀土」。今天談到稀土,人人都知道它的重要性,但若把時間往回推一百年,稀土幾乎無人問津。在歐美還可以給光學玻璃添加改色用,但在中國甚至多只能作農業堆肥。從「農業堆肥」到「戰略黃金」,稀土的身價翻轉,是『無用之用,是為大用』,人類近代科技文明不斷演進的最佳寫照。
上世紀60、70年代的礦場,工人們汗流浹背的主要目標是閃亮的銅與珍貴的鈾。但在開採過程中,一堆堆灰撲撲、毫無價值的「爛泥」被隨意棄置在路邊,甚至還要額外花錢處理的麻煩廢料。這種堆在路邊的「爛泥」,就是含有稀土的礦物。當時的稀土,就像在熬完一鍋極品雞湯後,被撈出來準備丟掉的「雞架與肉渣」。銅、鐵與鈾等的主菜才是價值所在,這些附帶的「爛泥廢料」,比起雞肋來,是食之無味,棄之也不可惜的殘渣。當時絕對沒有人能想到,半個世紀後,這鍋「科技高湯」中最精華的味道,竟然全都濃縮在這些當時無人問津的「爛泥」中。
現在稀土不但是高科技產業的重要添加物,許多重要產品內都需要加上一些稀土元素才能夠點石成金,而有良好的性質。更重要的是稀土磁鐵已成為「工業動力」裡不可或缺的心臟,缺少了磁鐵,世界上就沒有東西可以『活動』起來。
點石成金的魔法——「工業味精」的誕生
「稀土」這個名字常讓人誤以為它非常稀有。事實上,稀土元素在地殼中的含量並不比銅或鉛少。真正的難題在於:它們往往混雜在其他礦石中,分離提煉極為困難,因此過去沒有足夠經濟誘因去開發利用。
20 世紀初,其實歐洲化學家已經陸續發現了釹、釤、鑭、鈰等稀土元素,但始終找不到這些元素的真正用途。然而因為某些稀土元素能促進作物生長,在中國最常見的應用反而是做為農業肥料,當時在歐洲唯一的工業應用也只是玻璃工業的著色與拋光。對最先進的電機工業文明而言,稀土就是無用的「雜質與廢物」。
(相關報導:
稀土戰爭》中國明定國家所有 牢牢掌控戰略資源
|
更多文章
)
稀土由烏鴉變鳳凰的關鍵轉折點在於科學家無意中在傳統材料裡,只要添加了極微量的稀土後,就會出現令人震驚的結果,這就像在平淡的菜餚中撒入了一小撮神奇的「味精」後,變得異常美味。稀土「雜質」的添加讓原有材料的性能瞬間發生了翻天覆地的變化,出現許多完全沒有預期到的優點。稀土「雜質」的這種「點石成金」的魔法,開始快速改善我們的日常生活,例如家中的電視屏幕為何色彩如此鮮豔? 手機、電視、筆記型電腦的液晶螢幕能顯示出飽滿的紅色,全靠一種叫做 「銪(Eu)」 的稀土元素。沒有它,我們的數位世界就會像一張褪色的舊照片。其實,稀土不只讓螢幕更鮮豔,也深藏在我們看不見的晶片世界裡。像是鉺(Er),它能在光纖通訊的波段發光,是現代網路與資料中心不可或缺的『光放大器』元素;又如鑭(La)與釹(Nd)的氧化物,被應用於晶片製程中的『高介電材料 (High-k)』,幫助晶片降低耗能、提升效能。換句話說,我們今天能高速上網、享受智慧手機的便利,背後都有稀土元素的默默支持。然而,最偉大、最革命性的魔法,是利用稀土創造出一種超級人工合成材料——釹鐵硼超強永磁體,也就是我們常說的「稀土磁鐵」。
傳統的鋼磁鐵、鋁鎳鈷(Alnico)磁鐵雖早已廣泛使用,但磁能積(BHmax)有限,無法滿足現代新興電子產業的小而美的需求。隨著第二次工業革命展開,馬達、發電機和通訊設備需要更強大的磁體。20 世紀中葉開始,磁鐵也出現了幾次驚人的突破。1960–70 年代,釤鈷(SmCo)磁鐵出現後,日本住友金屬與美國通用汽車更立即開發出性能更好的釹鐵硼(NdFeB),從此電磁動機時代的發展更快速的成長。
電磁動機的動力心臟——從「玩具馬達」到「巨人之力」
要理解稀土磁鐵有多厲害,我們先要知道現代社會中磁鐵的作用不只是像大航海時代利用地磁來辨別方向。電磁動機時代所有能量轉換都要靠磁鐵,傳統的磁鐵,好比是「自行車鏈條」,能帶動小風扇、玩具小汽車。而稀土磁鐵則是大力士,在同樣的體積下,其磁力是傳統磁鐵的數十倍甚至更高。這股「巨人之力」悄悄的為人類帶來了兩場無聲科技革命:
還記得90年代那種像磚頭一樣大的「大哥大」手機嗎?其中一個原因就是當時的馬達和揚聲器都很大。稀土磁鐵的出現,讓工程師能在指甲蓋大小的空間裡,實現強勁的震動和洪亮的聲音。可以說,沒有稀土磁鐵,就沒有今天可以放進口袋的智慧型手機、輕巧的無線藍牙耳機。它是一切電子產品走向「輕薄短小」的隱形推手。
如果說在消費電子領域稀土磁鐵是「功臣」,那麼在綠色能源領域,它就是無可替代的「心臟」。可以說,沒有稀土磁鐵就不可能有綠能,也就沒有永續地球的可能。所有能量轉換的巨大動力轉換來源都是稀土磁鐵的貢獻,自此,稀土從無人問津的「冷門堆肥」瞬間一躍龍門而成為現代的「工業心臟」。例如:
風力發電:大型風力發電機的發電核心,使用稀土磁鐵後,可以省去複雜的齒輪箱,結構更簡單、效率更高、維護更少。一台大型風機,可能就用掉數噸重的稀土磁鐵。
電動汽車:這是稀土磁鐵最大的舞台之一。它就像是電動車的「心臟」,直接決定了車輛的加速、續航和寧靜度。根據美國能源部分析,每部電動車驅動電機通常需要 1–2 公斤 的 NdFeB 磁鐵。而業界有些估算認為,若是高性能車款或高功率設計,需求將上升到 2 至 5 公斤。[1]。 從特斯拉到比亞迪,全球數百萬輛電動車的飛馳,都離不開當年這些「爛泥」的貢獻。
地緣政治的風暴——從「廚房味精」到「戰略黃金」
當全球的電子產業都離開不了「工業味精」,而能源動力產業更離開不了「動力心臟」後,大家突然發現一個意想不到的問題,全球超過90%的「味精」與「心臟」的產能(特別是精煉與磁鐵製造),居然都集中在中國這個「中央廚房」。於是原本是烏鴉變鳳凰的美麗傳奇故事就突然就從科技創新的喜悅轉向了地緣政治博弈與修昔底德陷阱之中。
(相關報導:
稀土戰爭》中國明定國家所有 牢牢掌控戰略資源
|
更多文章
)
曾經被中國視為「燙手山芋」的稀土爛泥,就這樣成了關稅談判桌上重量級的「王炸王牌」。回顧這段歷史,堪稱是一場完美的稀土「逆襲」,稀土從礦場的無用之物的廢料堆,一路走進了最高科技產品心臟,並直接關係到全球綠色能源的發展話語權。
稀土地位因國防產業而快速上升
冷戰期間,稀土磁鐵迅速被軍工領域利用:高性能雷達需要耐高溫的釤鈷磁體;精準導彈的控制系統依賴稀土元件;核子潛艇與戰機的馬達與感測裝置,也因稀土而大幅小型化,甚至連隱形飛機的微波吸收塗料都需要稀土奈米材料。最近新聞甚至出現沒有稀土,F35戰機就很難製造。在國防產業,稀土首次展現「戰略材料」的特徵:不是人人都需要,但誰若缺少,就會在國防關鍵技術上失去競爭力。
進入 21 世紀後,數位化浪潮與永續地球的能源轉型,這兩股潮流更徹底改變了稀土的地位。由原本在國防上的特殊需求更變為生活中人人都需要的不可或缺元素。數位世界中的智慧手機、筆記型電腦、耳機、資料中心,每一個設備都需要釹鐵硼磁鐵來驅動喇叭、震動馬達與硬碟。永續地球思維的影響使得電動車與風力發電出現爆炸性成長,也讓釹、鏑等重稀土需求直線上升。一台電動車平均需要 2–3 公斤稀土磁體,一座中大型風機甚至要用到數百公斤。
石油在 20 世紀是推動工業化的血液,稀土則在 21 世紀成為推動智慧化與電氣化的心臟。它雖不像石油那樣明顯的燃燒,而是以磁體形式在於產品中默默支撐著所有系統能量轉換。如果說20世紀是能源革命,21世界就是動力心臟革命,磁鐵將石化能源與綠能轉換,使得具身智慧時代變得可能,讓現代電機元件動起來替人類服務。
稀土的「隱形屬性」
稀土和石油最大的不同,在於石油燃燒時是明顯而熾熱,而稀土則是永遠站在輔助而隱形的位置。石油有明顯的消費場景:燃料、塑膠、化工,甚至人人都能感受油價波動而造成的市場經濟變化。稀土則藏在看不見的角落:手機震動馬達、電動車馬達、風機轉子。消費者幾乎意識不到它的存在,但若缺乏它,整個現代工業供應鏈立刻停擺,社會也停止運動。這種「看不見卻致命」的特性,反而使得稀土比石油更難替代。核能與綠能目前已逐步取代部分石油的地位,但目前雖然各國都在推動『無稀土磁鐵』,但可行性極低。當中國在 2010 年暫停稀土出口與2019 年暗示稀土可能成為反制工具時,全球價格立刻暴漲與反應劇烈,充分證明了稀土的戰略敏感度。
(相關報導:
稀土戰爭》中國明定國家所有 牢牢掌控戰略資源
|
更多文章
)
過去短短數十年間,稀土完成了一次驚人身價的華麗轉身,由人人討厭而骯髒的無用『廢土』,進而變成大家搶著爭取的高價科技產品。它曾經只是化學實驗室裡的冷門材料,最多拿來拋光或施肥。今日,它成為驅動新能源、軍工與數位社會的核心資源,被各國列為不可或缺的「戰略材料」。它讓我們看清:文明的進步,常常不是因為我們發現了全新的東西,而是舊東西被賦予了新的意義。稀土的變身故事,就是最好的例子。
圖一: 「從冷門肥料到工業心臟:稀土的百年滄桑史」
二、第一次稀土戰爭(2010–2014)
在今日的中美貿易戰裡,稀土被視為中國手中最重要的籌碼。但其實,早在十多年前,世界已經歷過一次「稀土震盪」——2010 年爆發的第一次稀土戰爭。這場隱形戰爭不涉及槍砲,卻深深改變了全球對稀土供應鏈的認知。
中國居然壟斷稀土
稀土是一組 17 種元素,廣泛應用於磁鐵、光學、電子、軍工與新能源技術。到了 2000 年代,中國逐步成為世界稀土的絕對供應中心,佔據全球超過 95% 的產量。中國之所以能壟斷,不只是因為資源豐富,更因為它能承擔稀土提煉中龐大的環境成本。稀土開採過程會產生含輻射與酸液的廢棄物,在美國與澳洲,這樣的污染幾乎無法通過環保法規;而在當時的中國,地方政府為了追求經濟效益,願意承擔環境代價,讓中國企業能以極低成本供應全球稀土。因此在2010年左右,日美的稀土鐵專利到期後,世界幾乎所有高科技與新能源產業都被緊緊的捆綁在中國的稀土供應鏈上。
第一次稀土戰爭導火線:釣魚台事件
2010 年 9 月,中日之間因釣魚台(日本稱尖閣諸島)衝突而爆發外交危機。日本海上保安廳扣押一艘中國漁船,並拘留船長,引發中國強烈反彈。隨後,傳出中國政府下令暫停對日本的稀土出口。雖然北京從未正式承認,但多家日企如豐田、三菱、松下皆回報稀土運輸延遲,以致產品無法即時生產,這一消息迅速引爆國際市場。
(相關報導:
稀土戰爭》中國明定國家所有 牢牢掌控戰略資源
|
更多文章
)
由於中國控制 95% 供應,市場對「斷供」極度敏感。短短幾個月內,稀土價格出現歷史級暴漲。氧化釹(Nd2O3)從 2010 年初的每噸約 4 萬元人民幣,飆升至 2011 年的 100 萬元以上。氧化鏑、氧化鐿等重稀土價格漲幅更高達 20 倍。這場價格衝擊不僅讓日本企業驚慌,美國與歐洲也開始意識到自己在稀土的關鍵材料上過度依賴中國。當時美國不但立刻重新啟動加州的 Mountain Pass 礦場,各國也紛紛開發「稀土替代計畫」。我當時正好擔任日本NIMS(National Institute for Materials Research) 的國際諮詢委員,在2011-2016間,每年都去替日本NIMS評估磁性材料的研發成果。日本當時就積極推動戰略材料(Strategic materials)計畫,希望在磁體材料中不用或儘量少用稀土,因此就有 rare-earth free 與rare-earth rare 的磁體相關研發計畫。我那時覺得Strategy materials 這名詞很不錯,回來台大就立刻牽線在工學院成立 NTU-NIMS Strategy materials applied research technology center, 簡稱 NTU-NIMS SMART center。我當時很得意引用這樣時髦的名詞作為新材料中心,成立時現在台大陳文章校長也以工學院副院長身分參與揭幕,現在雙方合作仍然持續進行中。
WTO 之國際貿易戰
日本、美國與歐盟迅速聯手,於2012 年在 WTO(世界貿易組織)指控中國以出口配額與關稅形式限制全球稀土供應,完全違反自由貿易規則。中國則辯解說:限制出口是為了保護環境。但是 WTO 裁決認為,這些措施的實質效果是扭曲市場,違反了中國加入 WTO 時的承諾。2014 年,WTO 最終裁定中國敗訴,中國被迫取消出口配額制度。到 2015 年,稀土價格又回到 2010 年水準,甚至更低,這讓當時各國的「稀土替代材料」的研究計畫熱潮也迅速退燒,加州的 Mountain Pass 礦場在2015年也因為經濟效益不足而再度破產停工。
第一次稀土戰爭被普遍認為是中國的戰略失誤,由於粗糙的直接出口限制,引來國際各國聯合圍攻,使得WTO 裁決限制了中國在國際上操作的彈性空間。這場衝突雖然短期內以中國的退讓收場,但卻讓全世界認識到稀土的真正戰略價值。自此之後,美日歐便開始積極推動稀土回收、供應多元化,雖然進展有限,但稀土危機意識已經被喚醒。
第一次稀土戰爭像是一場過於急促的「斥候戰」,中國一方面展示了自己手中的籌碼,一方面也斥探各國在稀土地反應與承受度。但當時也顯示了中國最大的弱點:仍然缺乏完整的下游磁鐵製造的掌控與壟斷。更重要的是外交處理時,完全缺乏在國際規則中合縱連橫的手腕與與預留迴旋的餘地。
然而第一次稀土戰爭的確證明了一件事,稀土並不是一個普通商品,而是具有戰略價值的重要材料,這場戰爭最終雖然沒有改變全球情勢,但從此卻埋下了全球擔心中國的種子,更因此擔心「2025中國製造」真正出現將是世界更大的陰影。中國雖然在 2010–2014 年的對抗中表面失利,但也正是由於這次失敗,讓中國在後來十多年間更加速稀土產業的上中下游佈局與量產設備研發,也因此徹底鞏固了從開採、提煉到磁鐵製造的完整生產鏈。
三、第二次稀土戰爭(2018–至今)
第一次稀土戰爭以中國在 WTO 的敗訴收場,讓外界一度認為稀土不再是可靠的戰略武器。當 2018 年中美貿易戰爆發時,中國再次被迫使用稀土作為籌碼,稀土磁鐵再度回到地緣政治舞台。這一次,中國沒有再採取粗暴的出口限制,而是以更隱忍、更縝密與更策略性的方式,發動了「第二次稀土戰爭」。
第二次稀土戰爭導火線: 中美貿易戰
2018 年,美國政府以貿易逆差與「不公平競爭」為由,對中國商品加徵高額關稅。很快,衝突焦點就轉向科技領域:美國禁止華為使用 Google 服務,限制中興通訊進口晶片,禁止高階設備與高階晶片輸入中國。在這場「科技冷戰」裡,美國手中最大的籌碼是晶片與製程設備,而中國也因此被迫使出唯一能夠與之抗衡的武器,就是稀土與磁鐵。
(相關報導:
稀土戰爭》中國明定國家所有 牢牢掌控戰略資源
|
更多文章
)
經過第一次稀土戰爭的洗禮,中國現在從上游開採、中游分離提煉,到下游磁鐵製造,已經可以全面掌控。特別是中游分離提煉與下游高階磁鐵製造,美國幾乎完全依賴中國。中國經過十多年的技術提升,稀土不再只是出口原料,而是加大高性能磁體的品質與產能。出口「磁鐵產品」而非「稀土礦」,讓產業價值鏈牢牢掌握在中國國內。即便美國加州 Mountain Pass 礦場於2021年重新投產,其稀土精礦依然需要送往中國加工提煉。汲取第一次稀土戰爭的失敗教訓,中國在第二次戰爭中採取了完全不同的戰略,避免直接挑釁 WTO,不明目張膽限制稀土出口,也沒有大張旗鼓地宣布禁運。僅僅是以溫和的「市場調節」與「環境整治」為名,逐步收緊稀土磁鐵的全球供應量。
面對中國的稀土優勢,美國並非坐以待斃,而是迅速重啟 Mountain Pass 礦場, JHL Capital 對沖基金收購了破產的Mountain Pass 礦場,並成立了MP Materials 公司在 2017 年重新開始營運,但其產品仍需送到中國加工。這凸顯了美國缺乏中游技術的弱點。美國也開始尋求盟友合作,推動與澳洲 Lynas 公司、日本企業的合作,希望建立稀土『非紅供應鏈』,但目前產能有限,且成本遠高於中國。美國國防部已經考慮直接投資稀土分離技術,以確保軍用供應。然而在商業層面,因為利潤不如中國大規模生產有吸引力,美國企業缺乏投入意願。這些舉措顯示,美國已經認識到稀土不是單純商業問題,而是是國安問題,但重建供應鏈至少需要 5–10 年 時間,似乎遠水救不了近火。
全球稀土供應鏈目前呈現一種「中國為主,其他國家為輔」的格局。不同於 2010 年的強硬,這次中國相當低調。2019 年,中國僅僅在《人民日報》上發表評論,暗示稀土可能成為貿易戰的反制工具,全球市場立刻為之震盪。這種低調戰略有兩個優點:避免再次引來 WTO 訴訟;同時展示產業鏈一體化的實際控制,任何國家即便自行開礦也無法立即自給自足。
| 第一次(2010–2014) | 第二次(2018–至今) |
起因 | 中日領土衝突,釣魚台事件 | 中美科技領導之爭,晶片對磁鐵 |
中國戰術 | 出口配額、直接限制 | 低姿態、嚴格管控產業鏈生產額度 |
結果 | WTO 裁決敗訴,價格回落 | 中國持續掌握 85-90% 產能 |
雙方弱點 | 缺乏磁鐵產品的下游壟斷 | 美國嘗試重建供應鏈,但需 5-10 年 |
影響 | 國際覺醒稀土戰略地位 | 稀土磁鐵成為地緣政治談判籌碼 |
表一: 中國在第一次稀土戰爭與第二次稀土戰爭比較表。
圖二: 兩次稀土戰爭的起因完全不同,中國的稀土戰略也大相逕庭。
四、晶片有腦,磁鐵有心,能源是肉:兩次稀土戰爭的隱藏真相
如果說第一次稀土戰爭是中國的一次「莽夫型示威」,那麼第二次稀土戰爭就是一次「智者型博弈」。中國不再違反國際貿易規範,直接用稀土作武器,而只是牢牢守住產業鏈的咽喉,讓世界即便明白稀土風險,也無法輕易掙脫。這是一場沒有硝煙的戰爭,卻深刻影響全球未來的能源轉型與科技競爭。
第二次稀土戰爭告訴我們,稀土的真正價值,不在「短暫禁運」,而在「供應鏈壟斷」。中國學會了戰略耐心,選擇由暗處操控,而不是公開挑釁全世界。對美國而言,稀土供應鏈重建必將是一場長跑,絕不是短期可以成功。在這長期過程中,中美雙方如何在晶片與磁鐵之間找出平衡點,藉由妥協與談判才可能達成多贏的結局。