中美贸易战再次升级后,中国推出了一系列反制措施,其中有一项引起了笔者的关注。
2025 年 4 月 4 日,中国商务部发布了一则公告。该公告表明,从即日起开始对钐、钆、铽等七种稀土元素实施出口管制。
笔者认为,这项贸易政策调整看似是技术性的。实际上,它是中美贸易战升级到现在最为具有战略杀伤力的反制措施。如果严格执行或者再次升级,那么美国工业界有可能会陷入震荡。
特朗普还在使用关税大棒敲打中国商品的时候,他或许忘记了:在现代工业体系的每一条血管之中,都有中国稀土元素在流淌。
稀土元素为什么重要?
稀土元素是对 17 种金属元素的统称。其中包括元素周期表ⅢB 族的钪(Sc)和钇(Y)。还包括镧系元素,如镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。
元素周期表中的稀土元素
稀土并非是“土”,并且其中有一些也并非稀有。18 世纪科学家首次发现它们的时候,曾误以为这些元素形成的氧化物与土壤的性质相似,同时还以为其储量稀少。然而实际上,稀土的全球总储量(以氧化物计)超过了 1.1 亿吨。部分元素,比如铈,其地壳丰度甚至比铜还要高。
稀土金属的光泽处于银和铁的光泽之间。多数稀土金属具有顺磁性。钆在 0℃时,其铁磁性比铁更强。镧在 6K(约-267℃)的环境下,会呈现出超导特性。
镧(La)
根据物理化学性质及矿物共生特征,稀土元素通常分为三组:
轻稀土包括镧、铈、镨、钕、钷。它们具有较高的丰度,并且开采规模更为广泛。
中稀土:钐、铕、钆、铽、镝,兼具催化、磁性等特殊功能;
重稀土包括钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇。这些重稀土的总量仅占稀土储量的 1%-2%,然而,它们却是尖端科技领域中不可或缺的“工业维生素”。
稀土元素相比其它金属,凭借独特的光、电、磁性能。它在现代工业体系中具有重要地位,从智能手机芯片到洲际导弹制导系统,从特斯拉电机到 5G 基站的滤波器,都能看到它的身影。
下面是稀土元素在各个领域的应用:
国防与航天方面,F-35 战斗机发动机的耐高温涂层用到了钇元素;洲际导弹惯性导航系统的超强磁体,其关键材料是镝元素;隐身战机的吸波能力是由铽化合物赋予的。
绿色能源方面,每一辆特斯拉 Model Y 都需要 2.3 公斤的钕铁硼永磁体来驱动电机。而风力发电机每兆瓦的装机量会消耗 600 公斤的稀土。由此可见,全球的新能源转型在很大程度上是依赖稀土供应链的。
半导体与通信方面,光纤信号的放大是依赖铒元素的。在 5G 基站的滤波器中,需要用到镧系化合物。并且在芯片的蚀刻工艺里,99.99999%纯度的氟化钆气体几乎全部是由中国供应的。
工业催化方面,在石油裂化催化剂中,稀土所占的比例超过 90%,并且能够使原油的加工效率提升 30%以上。而汽车尾气净化催化剂则是依靠铈、镧等这些元素。
一旦稀土断供,美国将会怎样?
稀土元素在世界各大洲都有分布,不过分布并不均衡。据调查数据表明,中国的稀土氧化物储量大概为 4400 万吨,在全球总储量中占比 40%,在全球范围内处于第一的高位。
中国不仅储量巨大,还是全球最大的稀土生产国。美国地质调查局的数据显示,中国承担着全球 70%的稀土产量,同时也承担着 90%的冶炼分离产能。
某种程度上,中国垄断了全球稀土的产量和冶炼分离产能。
所以,中国若利用对稀土元素出口的控制来对特朗普的经济政策进行反制,那可能会出现哪些情况呢?
五角大楼 2024 年发布的《关键矿产供应链评估》表明,美军现役装备里有超过 750 种部件是依赖稀土材料的。拿 F-35 战斗机来说,它的发动机叶片涂层需要用到钇元素,以此来抵御 1600℃的高温。其雷达系统依靠钐钴磁体,以维持高频稳定性。隐身涂层中的铽化合物能够吸收特定波段的雷达波。洛克希德·马丁公司曾进行测算,倘若稀土供应链出现中断情况,那么 F-35 的年产量将会从 156 架急剧下降,直至不足 30 架。
精确制导武器带来了更致命的打击。一枚“战斧”巡航导弹制造惯性导航系统的超强磁体需要 400 克高纯度镝。美国本土的镝库存仅够维持 6 个月常规弹药的消耗量。雷神公司工程师透露,他们对非洲矿源的替代方案进行了测试。结果显示,导弹在沙漠高温环境下出现了 0.03 度的角度偏差。这意味着,在 1000 公里射程的情况下,会产生 50 米的误差。这样的误差足够让战略目标逃过致命打击。
美国的绿色能源政策除在军事方面外也会遭受打击。拜登政府颁布的《通胀削减法案》作出承诺,即在 2030 年让美国达到 50%的电动车渗透率。
问题在于,每一辆特斯拉 Model Y 都需要 2.3 公斤钕铁硼永磁体。同时,美国本土的钕产量仅仅能够满足 3%的需求。
清洁能源中的风力发电机除了电动车外也需要大量稀土来维持。每兆瓦装机容量会消耗 600 公斤稀土。
稀土元素的出口一旦被管制,欧盟就会受到影响。据柏林智库墨卡托中国研究中心测算,欧盟 95%的稀土依赖中国。在德国三大车企的电动化转型计划中,稀土采购成本占比从 2019 年的 2.1%飙升到了 2024 年的 7.8%。
稀土的供应会对芯片行业产生影响。东京电子株式会社的实验数据表明,用于芯片蚀刻的氟化钆气体,其纯度必须达到 99.99999%(7N 级)。而目前全球能够达到这一标准的精炼厂都位于中国江西。
2024 年 9 月,日本尝试从马来西亚进口中重稀土。随后,晶圆缺陷率暴增了 30 倍。这直接使得铠侠存储芯片的良品率崩盘。这个案例表明,即便找到了替代矿源,但如果没有中国的提纯技术,高端制造业依然会寸步难行。
美国半导体行业协会为应对可能出现的管控而出台了应急预案。该预案建议会员企业囤积 18 个月用量的稀土材料。到目前为止,每吨氧化镥的市场价在 2024 年是 80 万美元,到 2025 年 4 月已涨至 210 万美元,并且现货市场呈现有价无市的状况。英特尔因此要暂停俄亥俄州晶圆厂的扩建计划,因为没有人愿意在沙漠中建造一座价值 200 亿美元的空厂房。
从客观角度来看,中国成为世界第一大稀土生产国,付出了环境被破坏的代价。不过,也正是因为如此,实现了不可忽视的技术突破。北方稀土集团的“稀土串级萃取”专利,让镨钕分离的纯度达到了 99.999%,并且每吨的加工成本比美国 Mountain Pass 矿低 1800 美元。这些创新使得所谓“中国只会卖原料”的论调不攻自破。
美国在稀土领域处于困境,这本质上是产业空心化所导致的必然结果。1980 年代,美国曾具备完整的稀土产业链。然而,在全球化浪潮的影响下,美国将冶炼环节外包出去,以此来规避环保成本。如今,中国用 40 年时间攻克了 99 种稀土提纯工艺,并且制定了 187 项行业标准。而美国在这种情况下,甚至要从头开始去培养一名合格的稀土冶金工程师。这种短视战略的代价正在持续兑现,体现在波音客机延迟交付、通用电气风机停产以及 SpaceX 星舰试飞失败等一系列事件上……
站在 2025 年这个历史节点上,笔者不期待中美贸易战继续升级。即便中国垄断了美国所谓的“稀土命脉”,也要知道,一旦摩擦加剧,所带来的反噬对中美双方而言,都将是杀敌一千且自损八百的结果。
“天子一怒,伏尸百万”这种说法,在现代社会并非是一种值得赞扬的行为。某些人达成了所谓的“功业”,然而,他们所付出的代价,却是无数普通人一生的幸福。