釔（拼音：yǐ，注音：ㄧˇ，英語：Yttrium）是一種化學元素，化學符號為 Y，原子序數為 39。
它是一種銀白色的過渡金屬，在化學性質上與鑭系元素非常相似，因此通常被歸類為稀土元素（Rare-earth elements）。
雖然它在日常生活中不常直接以金屬形態出現，但它的化合物在現代科技、電子產品和醫療領域中扮演著極為關鍵的角色。
以下為您整理關於「釔」的重點介紹：
1. 物理與化學特性
- 外觀： 具有光澤的銀白色金屬。
- 穩定性： 在空氣中相當穩定，因為表面會形成一層氧化層，保護內部不被進一步氧化。
- 稀土屬性： 它是唯一被歸類為稀土元素但不屬於鑭系元素的過渡金屬。
它在自然界中幾乎不以純金屬狀態存在，總是與其他稀土元素共生在礦石中。
2. 主要應用領域
釔的用途非常廣泛，被譽為「工業維他命」之一：
- 紅色螢光粉（顯示器與LED）：這是釔最廣為人知的用途。氧化釔（Y2O3）摻雜銪（Eu）是用來產生紅色螢光的關鍵材料。
早期的彩色映像管電視（CRT）以及現代的白色 LED 燈，都需要用到它來調節色光。 - 雷射技術（YAG雷射）：釔鋁石榴石（Yttrium Aluminum Garnet，簡稱 YAG）是一種人造晶體。當它被用作雷射介質時（如 Nd:YAG 雷射），可以發出強大的紅外光束，廣泛應用於金屬切割、焊接以及皮膚美容手術。
- 高溫超導體：釔鋇銅氧（YBa2Cu3O7，簡稱 YBCO）是第一種被發現能在液態氮溫度（-196°C）以上展現超導特性的材料。這對於磁浮列車、核磁共振（MRI）等技術的發展至關重要。
- 醫療用途（癌症治療）：同位素釔-90（Yttrium-90）被用於放射性栓塞治療（SIRT），特別是針對肝癌。微小的含釔玻璃珠或樹脂球被注入通往腫瘤的血管中，近距離釋放輻射殺死癌細胞。
- 合金添加劑：少量的釔被添加到金屬（如不鏽鋼或鉻合金）中，可以顯著增加金屬的抗高溫氧化能力和強度，常用於噴射機引擎塗層。
3. 有趣的冷知識：名字的由來
釔（Yttrium）是以瑞典的一個小村莊 Ytterby 命名的。
這個村莊非常傳奇，因為科學家從這裡開採的礦石中發現了四種新元素，全部都用該村莊的名字命名：
- Yttrium（釔）Ytterbium（鐿）Terbium（鋱）Erbium（鉺）
稀土元素在晶片（半導體）製造中的地位可以用一句話形容：「雖然用量極少，但若沒有它們，摩爾定律（Moore's Law）就會失效。」
晶片的主要材料雖然是矽（Silicon），但隨著製程越來越先進（從 28nm 進步到 7nm、3nm），物理極限不斷被挑戰。
稀土元素就像是「魔法調味料」，解決了微縮製程中遇到的漏電、發熱和加工精度問題。
以下是稀土元素在晶片製造中的三個最關鍵角色：
1. 解決漏電危機：高介電常數材料 (High-k)
這是稀土在先進製程中最重要的貢獻。
- 問題： 在舊式晶片中，電晶體的「閘極」（控制電流開關的門）是用二氧化矽做的絕緣層。當電晶體越做越小（奈米級），這層絕緣層變得太薄，導致電子會「穿透」過去（量子穿隧效應），造成漏電和晶片過熱。
- 稀土的解方： 工程師發現，將鑭（Lanthanum, La）或釔（Yttrium, Y）摻雜到絕緣層中，可以形成「高介電常數（High-k）」材料。
- 原理： 這些材料具有更好的絕緣特性，允許絕緣層做得稍微厚一點以阻擋漏電，同時又能保持極強的電場控制力。
- 結果： 讓 7nm、5nm 甚至 3nm 的晶片成為可能，既省電又運算快速。
2. 奈米級的拋光師：化學機械平坦化 (CMP)
晶片製造過程就像蓋大樓，需要一層一層往上堆疊電路。
每一層蓋好後，表面必須絕對平整，否則下一層就會蓋歪或接觸不良。
- 角色： 鈰（Cerium, Ce）。
- 應用： 使用氧化鈰（CeO2）製成的研磨液（Slurry）。
- 原理： 氧化鈰具有特殊的化學性質，它不僅僅是物理上的「磨砂」，它還會與矽表面的氧化物發生化學反應，使其軟化，然後再將其磨除。
- 重要性： 這種「軟硬兼施」的特性，讓晶圓表面的平整度誤差能控制在原子等級。
沒有鈰，就無法製造多層堆疊的高階晶片。
3. 光通訊與特殊功能：光子晶片
隨著 AI 和資料中心的需求爆發，傳統電子傳輸速度遇到瓶頸，「矽光子」（Silicon Photonics）技術應運而生（用光來傳輸訊號）。
- 角色： 鉺（Erbium, Er）。
- 應用： 鉺可以被摻入矽晶片的光波導中。
當它受到雷射激發時，會發射出波長 1550nm 的光，這正是光纖通訊的標準波長。 - 重要性： 它是讓晶片能夠「發光」並進行高速數據傳輸的關鍵元素。
總結：晶片製造中的稀土三巨頭
稀土元素關鍵用途解決什麼問題？
鑭 (La) / 釔 (Y)High-k 金屬閘極防止先進製程晶片漏電，提升效能。
鈰 (Ce)CMP 研磨液確保晶圓表面原子級平整，以便堆疊電路。
鉺 (Er)矽光子通訊讓晶片能用光速傳輸資料（用於伺服器）。
產業觀點
正因為這些元素在製造過程中不可或缺，且難以被替代，稀土供應鏈的穩定性直接影響了台積電、Intel、Samsung 等半導體巨頭的生產能力。
這也是為什麼稀土常被視為「戰略資源」。
全球稀土供應鏈的現狀可以由一個核心事實概括：「中國掌握著壟斷地位，尤其是『加工』環節，但西方國家正在極力試圖『去風險化』（De-risking）。」
要理解誰在控制這些資源，必須區分兩個概念：開採（Mining）與冶煉分離（Refining/Processing）。
這就像石油產業：擁有油田（開採）是一回事，但擁有煉油廠（提煉成汽油）才是真正的瓶頸。
以下是全球稀土供應鏈的詳細版圖：
1. 絕對霸主：中國 (China)
中國不僅是最大的生產國，更是全球稀土供應鏈的「咽喉」。
- 開採端（Mining）： 佔全球約 60% - 70%。
雖然這個比例相較於十年前（90%以上）有所下降，但依然是絕對多數。 - 加工端（Processing）： 佔全球約 85% - 90%。這才是關鍵所在。
即使美國或澳洲挖出了稀土礦，長期以來都必須運往中國進行分離和提煉。 - 磁鐵製造（下游應用）： 佔全球 90% 以上。
高性能釹鐵硼磁鐵（電動車馬達核心）幾乎全由中國生產。 - 控制手段： 中國透過幾家國有巨頭（如北方稀土、中國稀土集團）嚴格控制配額和出口。
2023年底，中國更宣布禁止出口「稀土提煉與加工技術」，意圖鎖死技術優勢。
2. 主要挑戰者：西方陣營的突圍
為了擺脫對中國的依賴，美國及其盟友正在建立獨立供應鏈。
- 澳洲 (Australia)：代表企業： 萊納斯 (Lynas Rare Earths)。
地位： 中國以外最大的稀土生產商。
特點： 他們在澳洲挖礦，運往馬來西亞進行加工處理。這使其成為目前全球唯一具規模且「完全獨立於中國供應鏈之外」的稀土來源。 - 美國 (USA)：代表企業： MP Materials（擁有 Mountain Pass 礦場）。
地位： 供應了全球約 15% 的輕稀土礦。
現狀： 過去他們只負責挖礦，將礦砂運往中國提煉。
但現在獲得美國國防部資助，正在積極建立本土的精煉廠，試圖實現「礦到磁鐵」的美國製造。
3. 隱形的重要角色
- 緬甸 (Myanmar)：緬甸是全球第三大稀土開採國。
它是中國重稀土（如鏑、鋱，用於耐高溫磁鐵）的主要外部來源。
由於地理鄰近，許多中國企業在緬甸跨境開採，然後運回中國加工。 - 越南 (Vietnam)：擁有全球第二大的稀土儲量（僅次於中國），但開發程度極低。
近期美國和韓國積極拉攏越南，試圖開發其潛力作為替代來源。
為什麼打破中國壟斷這麼難？
這不僅僅是「有沒有礦」的問題，而是「髒」與「難」的問題。
- 環境成本高（髒）：稀土礦通常伴隨著放射性元素（如釷、鈾）。
提煉過程需要大量強酸，會產生劇毒廢水。
中國過去幾十年承擔了這些環境代價，而西方國家因環保法規嚴格，導致提煉廠紛紛關閉。
技術壁壘高（難）：稀土元素（17種）的化學性質極其相似，要將它們一個一個「分離」出來（例如把釔和鑭分開），需要極其複雜的溶劑萃取工藝。 - 中國在這一領域累積了30年的經驗和專利，這就是為什麼中國禁止出口「提煉技術」會讓西方感到緊張。
價格戰：每當西方國家試圖開啟新礦場，中國可以利用規模優勢壓低全球稀土價格，讓新競爭者無利可圖而破產（這在2010年代曾發生過）。
供應鏈控制權總結表
環節主要控制者佔比 (估計)備註原礦儲量中國、越南、巴西、俄羅斯中國佔 ~35%資源本身並不稀缺，到處都有。
礦石開採中國~70%美國、緬甸、澳洲分食剩餘份額。
冶煉分離中國 (絕對壟斷)~90%這也是供應鏈最脆弱的環節。
合金/磁鐵中國~92%電動車與國防工業的關鍵。
未來趨勢：科技巨頭的「B計畫」
既然很難完全擺脫中國稀土，科技巨頭開始尋找替代方案：
- 特斯拉 (Tesla)： 宣布下一代馬達將嘗試完全不使用稀土（改用鐵氧體磁鐵），以規避供應鏈風險。
- 蘋果 (Apple)： 致力於100% 回收稀土（從舊 iPhone 的震動馬達和揚聲器中回收），減少對新礦的依賴。
