#中国稀土主导地位

中国的稀土出口管制(类似于美国的长臂管辖)或冲击高端芯片与设备供应链:14nm及以下逻辑芯片,256层及以上存储芯片面临潜在影响 Author’s Note: This is a must-read piece. If you don’t read Chinese, I highly recommend using the “Translate” feature on X. Title: China's Rare Earth Export Controls, A "Long-Arm Jurisdiction" of Its Own, May Disrupt High End Chip and Equipment Supply Chains: 14nm-and-Below Logic and 256-Layer-and-Above Memory at Risk 如之前分享的新闻,2025年10月9日,中国商务部宣布新版稀土出口管制措施,明确将“含有中国原产稀土的境外制品”,“使用中国稀土技术在境外制造的产品”,以及“原产于中国的稀土本体”纳入许可管控范围。该措施自发布之日起执行,并将分阶段推进。此举意味着中国正对高端半导体,以及军工等领域的稀土出口实施更精细化的审查机制。 这一政策可能对高端半导体供应链造成深远影响,特别是14纳米及以下逻辑芯片,256层及以上3D NAND存储芯片,以及相关制造,测试和封装设备以及工艺领域。 稀土的科技基础:轻稀土与重稀土之别 我们先来了解一下稀土元素。稀土元素根据其物理化学特性可分为两大类: 🔹 轻稀土元素(LREE):包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)等,储量相对丰富,广泛用于抛光,催化,发光等领域。 🔹 重稀土元素(HREE):包括钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)、钪(Sc)与钇(Y)等,资源更为稀缺,却是高性能磁体,激光晶体和特种合金等高科技领域不可替代的核心原料。 先进半导体工艺和设备对于稀土材料的依赖 半导体产业作为现代科技的核心支柱,其发展在很大程度上依赖于稀土元素所具备的独特化学与物理特性。这些元素,包括镧(La)系元素,钇(Y)和钪(Sc),在导电性,介电性能以及气体敏感特性方面发挥着关键作用,对提升半导体器件的性能至关重要。 例如,钕(Nd)是制造半导体设备中高性能永磁体(如步进电机,高精度定位系统)的关键材料,而镝(Dy)的加入则可显著提升磁体在高温环境下的稳定性与抗退磁能力。铕(Eu)则在显示技术中不可或缺,是荧光粉的重要组成部分,广泛用于液晶与OLED显示器。 🔹 在半导体工艺领域,稀土氧化物也不可替代。氧化铈(CeO₂)是化学机械平坦化(CMP)工艺的核心材料,其抛光浆料直接影响晶圆的平整度与最终良率。对于高层数NAND闪存而言,CMP质量的稳定性尤为关键,任何抛光颗粒短缺或质量波动都会放大次品率。 近年来,氧化镧(La₂O₃),氧化钆(Gd₂O₃)与氧化镥(Lu₂O₃)等高介电常数(High-k)稀土氧化物因其优异的热稳定性与介电特性,被广泛研究用于逻辑和存储芯片。另外,随着原子层沉积(ALD)技术的进步,特别是采用臭氧(O₃)等替代氧化剂的工艺创新,稀土氧化物薄膜的均匀性与稳定性显著提升,使其在先进制程中更具可行性。 此外,一氧化钇(YO)等二价稀土氧化物也被合成为外延薄膜,展现出独特的电子与磁性特征。其可调控的电导率,窄带隙以及强自旋轨道耦合特性,使其成为新一代半导体器件材料的重要候选。 在特定半导体材料体系中,稀土掺杂技术同样不可或缺。例如,在高速,高频器件使用的氮化镓(GaN)与磷化铟(InP)材料中,钇(Y)和铕(Eu)常被用于提升载流子迁移率与光电转换效率,我们之前聊过市场非常关注的光模块需要;而稀土掺杂的氧化铟(In₂O₃)表现出显著增强的气体传感性能,拓展了其在智能感知芯片中的应用前景。 🔹 在半导体设备领域,稀土材料也贯穿多个关键环节。以EUV光刻机为例,其核心技术主要包括三项:顶级的光源系统,高精度的物镜系统以及工件台。这些均需要使用稀土材料,比如说使用NdFeB永磁体(步进电机以及高精度定位系统)与掺杂了稀土元素晶体的固体激光器;而刻蚀与沉积设备的真空腔体,靶材表面常采用Y₂O₃、CeO₂等稀土氧化物涂层,以提升耐蚀性与使用寿命。 🔹 至于后段封装与测试环节,高端封装中使用的导热陶瓷,荧光掺杂封装材料,以及用于光电探测器的稀土掺杂晶体,虽然用量不大,却在特定高性能应用(如高频雷达、红外传感和量子器件)中具有不可替代的作用。 所以,稀土元素贯穿半导体制造的几乎每个环节,从材料到设备,从工艺到封装测试,其重要性远超传统金属原料。一旦稀土供应链受到出口管制,价格波动或精炼环节受限,全球先进芯片生产链都将不可避免地面临结构性影响。 为什么中国能在全球稀土精炼领域占据主导地位? 尽管稀土元素在现代产业中发挥着举足轻重的作用,但其全球供应链极度集中。中国不仅掌握了约70%的全球稀土矿开采量,还占据了约90%的全球精炼与分离产能。尤其在最具战略意义的重稀土领域,中国的供应占比更是高达99%。 这一地位的形成,绝非偶然。它源自中国在该领域长达数十年的战略布局,技术积累与全产业链建设。与外界常见的误解不同,稀土精炼远不是“把矿石提纯”那么简单的化工过程,而是一套涵盖高难度化学分离,复杂流程控制与严格环境管理的系统性工程。 稀土精炼的核心挑战与中国的竞争优势 1,技术门槛高:元素分离与提纯的“化学艺术” 稀土包含17种化学性质极为相似的金属元素,要将其高纯度分离,需要上百次萃取,洗涤和沉淀等化学步骤。中国经过数十年的技术攻关,已在萃取剂研发与工艺流程设计方面形成了全球领先优势。 目前,中国企业能够稳定实现6N(99.9999%)级高纯度提炼,而多数国家仍徘徊在2N~3N水平。此外,中国企业在伴生矿与低品位矿的综合利用上积累了丰富经验,通过优化工艺,实现了高效率与低成本并存。 2,完整的产业链与规模经济效应 中国形成了“北轻南重、集群发展”的产业布局,拥有从矿石开采,分离提纯到金属冶炼与材料加工的全流程能力。 万吨级分离装置不仅带来了规模化成本优势,也让中国具备了快速响应市场需求与出口波动的灵活性。 3,化工配套完善,副产物处理体系成熟 稀土精炼常伴生钍,铀等放射性元素,其废料处理是欧美等国的“痛点”。 中国通过与钢铁,铝业等重工业体系的协同,将部分副产物实现再利用,形成资源循环体系。而在法规严格,重工业基础分散的西方国家,放射性副产物处理成本极高,成为扩产瓶颈。 4,能源与经济壁垒:电力成本与产能规模的双重优势 稀土金属电解环节耗电量巨大。中国凭借低成本电力供应与高效输配电网络,在能耗环节拥有显著优势。 同时,已投产的万吨级装置构筑了强大的规模经济壁垒,使新进入者即便获得政策支持,也难以在成本或效率上与中国竞争。 全球应对与前景展望 面对中国的稀土主导地位,美国,澳大利亚和欧盟正积极推动“去中国化供应链”战略。 例如,澳大利亚伊卢卡资源公司(Iluka Resources)计划在2027年建成首座重稀土精炼厂,美国国防部亦在资助德州的MP Materials扩产项目。然而,业内普遍认为,这些项目在成本,技术与规模三方面短期内难以撼动中国的地位。可以说,在未来可预见的十年内,中国仍将是全球稀土供应链中唯一具备全流程竞争力的国家。 这也意味着,在短期内,任何涉及高端芯片,先进制造和国防技术的全球产业链,都无法绕开中国稀土长臂管辖的核心影响力。