我的電子情人夢(26)：稀土風暴

閣下是否曾經想過一個問題，中國這頭怪獸究竟是誰將它眷養壯大的？這個議題很龐大，需要專業的人來集體探討與省思。嫌疑犯可能宛如超巨大的東方快車謀殺案，車中人通通是共謀。

阿共的唯一貢獻，說不定就是紮紮實實地證明” 製造業的重要性”；肯定不是那些企管大師或企業主所說的製造”價值低”之論調而已。

『稀土』，係翻譯自稀土金屬(Rare earth metals)或是稀土元素(Rare earth element)的前兩個字。那為何會是稀土金屬呢？這要從元素週期表來說起，第三族4/5/6週期的元素就是「稀土」。換句話說，鈧(Sc)、釔(Y)、原子序號57~71的鑭係元素，合計起來的17個元素的總稱，就是稀土。

「稀土」的重要，可以說它是戰略資源，廣泛應用在國防、航太、電子、IT、核工業、綠色經濟等各項領域之中。如下圖：

走到今日，稀土成為中國的重要籌碼；因為，世界第一大稀土生產國與輸出國，全世界出口額總量的九成以上都是出自中國。若是再向往下追究緣由，開發稀土造成的環境污染很高，開發國將之轉移給開發中國家，假裝自身乾淨。事實上，資訊與通訊科技產業一點都不乾淨。綠能永續，是一場騙局。

中國「稀土」儲量佔全球三成多，卻供應了九成七以上的產量。故，中國的停止輸出風吹草動，皆會引起漣波效應。每一個國家擔心一旦受到限制或是稀土輸出關稅的提高，勢必會影響他們的科技工業發展。

沒有遠慮必有近憂，若是無法彌補稀土的過度依賴，「因買不到稀土所以可能被迫停產」的困局是有機會發生的。若是能覺悟不是自己的東西遲早會被拿走的，利用別人的資源開發的科技如同沒根的樹，該如何來避開風暴、另創新局；是需要思考。日本過度依賴中國稀土的層次，日商的集體焦慮就是典型的案例。

烯土影響產業既然如此深遠。因此，有必要認識稀土。

誠如前面所言，「Rare metal」就是”稀有金屬”。稀土，就是包含在稀有金屬之中。而稀有金屬通常就是泛指鈷(Co)、鋰(Li)、錳(Mn)等金屬，不同於從古至今使用鐵、銅、金以外的金屬。而金.銀.銅.鐵.鋁等金屬，即以「Common Metal」來歸類之，也就是”普通金屬”。

稀土真的非常”稀”嗎？

就某些元素而言，稀土元素並不一定稀有。從顯示地殼中含量多少的存在度來觀察，鈰(Ce)為66.5ppm，含量甚至大於銅(Cu)的50ppm。La和銣(Nd)也分別為40ppm左右，多於鋰(Li)和鈷(Co)。但是稀土在地球上的分佈很分散，因此具有可開採出礦石的地點少、分離困難等特徵，所以是非常稀缺的材料。

為何中國的禁止輸出會引起稀土風暴？原因很簡單，全世界所產出來的稀土，九成以上由中國大陸生產出來。

其實，若是觀察地球的稀土分布，澳洲、加拿大、美國都有稀土的礦山。多是因為中國的低價攻勢，無利可圖而停止了開發。然而，隨著原物料的價格高漲，這些礦山的再開發，當然是意料中的事情了。但是，唯有欠東風，那就是「時間」以及「壓力」。

那，稀土與科技產業之間的關係又是為何呢？很多人都知道稀土應用在各種電子零組件上，比如說，

—. 電動車、油電混合車用的馬達所使用的銣磁鐵有銣(Nd)、镝(Dy)。

—. 使用LED、雷射為光源等螢光體，需要銪(Eu)。

—. 鎳氫充電電池中作為氫氣吸藏合金，就需要鑭(La)。

—. 為了改善電容器特性，也有添加鑭(La)的案例。

—. 超導體材料使用到釔(Y)。

—. 此外，液晶用玻璃基板或是數位相機的光學鏡頭，研磨時需要用到鈰(Ce)。

總之，可以用途分門別類將它所使用到的稀土，整理如下：

—. 超導體材料：Y。

—. 光學玻璃：Y、La、Gd。 　　--> 影響到相機、智慧型手機產品。

—. 鎳氫充電電池：La。 　　　　--> 影響到電池、油電混和車。

—. 玻璃研磨：Ce。　　　　　　 --> 影響到液晶面板、硬碟

—. 陶瓷電容器：La。

—. 銣磁鐵：Nd、Dy。　　　　　--> 影響到馬達。

—. 螢光體：Y、La、Nd、Eu。　--> 影響到液晶面板。

—. 釤鈷永久磁鐵： Sm。 　　　　--> 影響到音頻機器、手錶。

—. 醫療用品 　　　　　　　　　　　--> 影響到X光底片。

由此可知，電子IT產業對於稀土的依賴度很高。

再來，該來好奇稀土難道真的無可替代嗎？

當然是有其他材料替代的實際例子，但是，元件特性往往卻會滑落。畢竟，稀土特別是在『磁力、發光』等面向，是其他元素目前難以替換的。即使，不是磁力、發光等應用，當前的試行錯誤也發現難以替代材料的窘狀。

當稀土掌控於中國手上時，想期待爾後稀土的穩定採購必然會產生重大的「危機」感。

這場稀土危機將會持續。中國政府對於稀土出口限制的強化會導致稀土供應短缺和價格暴漲。如果稀土問題長期化，不光是部材、材料廠商，甚至家電與汽車廠商經營產品的量產計劃和製造成本都很可能會受到重大影響。

比如說，中國稀土出口限制對汽車電子影響會是如何呢？經過研究，至少有9種稀土元素會經常使用在汽車電子產品裏。中國是世界上唯一擁有全部17種稀土礦產的國家，汽車電子需要的以上9種稀土礦儲量都很豐富；連帶影響整個汽車產業。

對於廠商或是消費者來說，悄悄地來了一場危機，這就是稀土風暴。危機發生的關鍵，就來自於『生產處於中國壟斷狀態 』。

有趣的問題來了。為什麼稀土的供應量和價格會受制於中國政策的左右呢？若是從資源儲量來看，稀土礦山除了中國外，還分佈在俄羅斯、哈薩克等獨聯體、美國、澳大利亞、印度等世界各地。中國的儲量其實僅佔全世界約37％。上個世紀80年代，以美國帕斯山(Mountain Pass)為首的各地礦山都曾經供應過稀土。

但隨著中國的礦山業者價格攻勢，情況發生了改變。中國低價供應稀土最終導致世界各地的稀土礦山被迫關閉。全球稀土產量曾約97％為中國所壟斷。最終「導致了稀土價格由中國政策決定的局面」。

當然，中國發起價格攻勢所依靠的並不只是低廉的人工費，還有開採的稀土礦石的特殊性。在中國南部開採的稀土礦石中更是含有與其他地區迥異的元素。 中國南方的龍南(Longnan)等地開採到的「離子吸附礦」則大量含有釤(Sm)、釓(Gd)、鋱(Tb)和Dy等稀土*。由於這些元素是磁鐵和螢光體的原材料，因此需求量大。而且，離子吸附礦基本不含Th、U等放射性物質，精煉比其他礦石簡單。

即使澳大利亞、美國、加拿大等地，此前因與中國打價格戰而被迫停止稀土開採的礦山將重新啟動開發。目的是即使沒有中國的出口，在某種程度上也可以通過從其他地區的進口來維持生產。但是，需要時間。

從太空來探索礦物資源，乃是活用高光譜影像感應器(Hyper Spectral Sensor)，測定來自地表的太陽光反射，而比對各種礦石資料。

中國減少稀土出口，主要的謀略是要實現中國產業結構的高度化，希望自身成為電動汽車等必需的釹磁鐵等稀土族高附加值材料生產國的目的。中國為了實現培育發展國內產業的願望，今後可能還會圍繞稀土發起第2、第3輪攻勢。 因此，當前很難說危機就此可以化解。

那麼，又該如何來對付稀土風暴呢？

就算中國的說辭，是保護環境與避免資源枯竭。明眼人一看就知道這是中國垂直整合的目的、培養自主產業、限制稀土出口可能意在促進中國產業的轉型 。舉例來說，以電子產業為中心，中國掌握了圍繞稀土的供應鏈的原材料和組裝，也就是產品的「上游和下游」。以個人電腦的硬碟為例，玻璃基板需要的研磨劑原材料——氧化鈰在中國開採，個人電腦組裝也由EMS代工企業的中國工廠承擔。唯獨供應鏈中央的硬碟用玻璃基板是在日本生產。 故，全吃上游-中游-下游的產業鏈，該是中國的終極目的。

但是，凡事進軍中國之後，生產經驗等技術幾乎全部外流。

面對中國在稀土方面的戰略性攻勢，該如何來應對呢？

之一，開發中國地區以外的稀土礦山。隨著稀土價格暴漲，世界各地的礦山正在計劃重新動工和進行新的開發。但是，有兩個變數。之一，需要時間。之二，來自中國的另一波低價攻勢。

之二，盡可能節約使用，對於設計上就是要找出或是開發『減量技術』。這是當前最可用的方案之一。比如說，螢光體省量化就相當有機會。將照明或是液晶光源轉向用量較少的LED，就能快速達成目標。

之三，開發不使用稀土的替代材料。這是要仰賴深度的材料研究開發。此即開發替代技術。麻煩是需要大量的研究時間，二來，有些烯土特性很難有替代材料。以銣磁鐵來說，正在加速「無Dy化」的研究。光學鏡頭也可以考量用塑膠鏡頭或是其他方案來替代。

之四，導入回收再利用機制。從市場上流通的產品回收利用稀土的方式成本偏高，因此，除螢光體等材料外幾乎未予實施。稀土回收利用要想步入正軌，必須解決「降低回收成本」和「確立回收利用方法」這兩個課題。 日本有「家電回收利用法」和「汽車回收利用法」的效果備受關注。由於回收對象 - 家電和汽車的回收利用費用由用戶自身負擔。因此沒有回收成本。日立製作所和三菱材料已經開始著手開發從空調等產品使用的馬達回收磁鐵的技術。

總而言之，稀土材料的使用現狀，論述了釹磁鐵、鎳氫充電電池負極材料和螢光體等使用稀土的理由，省量化技術和替代材料的可行性。

「稀土危機」背後是中國決心培養自主產業的戰略。這不僅對於材料廠商，對於資訊家電、汽車廠商都很可能造成巨大影響。 若無遠慮必有近憂，烯土風暴帶來的現代啟示，警惕著加速基礎科學研究與對策才是。