近期中美博弈，「稀土」成為國際的熱門關鍵字，連大學、證券公司都急著邀約專家了解何謂稀土？令人驚訝的是，各國積極發展的AI（人工智慧）產業，竟然也要用到大量稀土，預計全球每年將產生超過6000萬噸的電子廢棄物，並以3至4％的年增率不斷成長，恐將淹沒地球。但專家卻認為，這反而是契機，為什麼？
中技社科技暨工程研究中心主任芮嘉瑋博士專攻材料及專利，他回憶大學時期，根本沒有人在談「稀土」，老師也沒有教。直至這幾年，稀土才進入眾人眼簾，尤其是今年4月4日中國管制七項中重稀土後，各界更主動關注此議題。
多數人僅知道部分產品含有稀土，卻沒料到連AI機器人（任何讓機器更像人類的科技或技術都可稱為人工智慧，簡稱AI）都高度仰賴稀土元素。
根據芮嘉瑋的研究指出，人形機器人產業對稀土永磁材料（釹鐵硼磁鐵，簡稱釹磁鐵）的需求量，是其他關鍵金屬（礦物）的數十倍。以Tesla（特斯拉）的Optimus人形機器人為例，一台就需要3.4公斤的釹磁鐵，特斯拉預計2025年的目標為量產5000台，估算需消耗17噸的釹磁鐵；並計畫於2026年產能擴增至5萬台，屆時的釹磁鐵需求量將激增10倍。
不只對釹磁鐵的需求龐大，組成人形機器人的馬達／致動器、位置／運動感測器，以及鏡頭／光學元件、顯示器等關鍵零組件，都看得稀土的蹤影（見表）。以馬達為例，須用到釹（Nd）、鐠（Pr）、鏑（Dy）、鋱（Tb）等稀土金屬。
關鍵零組件 | 主要用途/功能 | 主要稀土元素 | 技術說明與產業趨勢 |
|---|---|---|---|
馬達／致動器 | 關節驅動、精密運動控制 | 釹（Nd）、鐠（Pr）、鏑（Dy）、鋱（Tb） | ● 釹鐵硼（NdFeB）永磁體為馬達核心材料，一台機器人約需40個關節馬達，至少3.4公斤釹鐵硼永磁體。 ● 中國出口管制直接衝擊鏑（Dy）、鋱（Tb）供應。鏑（Dy）提升耐熱性，鋱（Tb）優化高扭矩密度設計。 |
位置／運動感測器 | 關節角度、力矩檢測 | 釓(Gd)、鉺(Er)、釹(Nd) | ● 釓（Gd）用於磁阻位移感測器之高精度位移檢測。 ● 鉺（Er）用於光纖陀螺儀增強穩定性。 ● 釹（Nd）用於磁編碼器的永磁體(如霍爾效應感測器)。 |
鏡頭／光學元件 | 視覺成像、深度感知 | 鑭（La）、釔（Y）、釹(Nd) | ● 鑭（La）或釔（Y）提升鏡頭折射率 ● 釹（Nd）優化紅外濾光。 |
顯示器 | 螢光粉應用實現高色域 | 銪（Eu）、鋱（Tb）、釔（Y） | ● 高色域顯示需銪（Eu）紅光與鋱（Tb）綠光螢光粉。 ● 釔（Y）作為基材增強發光效率。 |
| 資料來源：中技社科技暨工程研究中心主任芮嘉瑋 | |||
AI帶動資料儲存與大容量硬碟的需求不斷上升
另外，攸關AI產業發展的伺服器與數據中心對稀土的依賴也超乎想像。芮嘉瑋進一步彙整為三個面向，首先冷卻系統得用到稀土永磁馬達（含有釹、鐠、鏑元素），具有高效冷卻與溫控功能，對伺服器運作的壽命與能源效率影響巨大。
再來是光通訊基礎建設，光纖放大器需使用鉺元素，以確保AI伺服器能以超高速傳輸大數據，不受到延遲。
第三是晶片與儲存系統的製造，晶圓拋光需要鈰；穩定記憶體、硬碟磁頭技術也要釤與鋱的加持，才能支援龐大的AI運算資料儲存需求。
由於各國高度依賴中國的稀土，且替代技術困難，「鐵氧體磁體（傳統磁鐵）能量密度僅釹鐵硼1／10，無法滿足高扭矩需求；沒有鏑的釹磁體耐熱性將下降30％，會限制機器人的性能。」芮嘉瑋分析。
所以儘管中國只是管制出口而已，AI產業已遭受衝擊。月前，特斯拉執行長馬斯克對外坦承，受到中國稀土磁鐵出口限制影響，「2025年製造數千台Optimus人形機器人」的目標恐面臨挑戰。正積極與中國政府協商，希望取得出口許可證。
芮嘉瑋進一步指出，所有稀土出口商都必須向中國商務部提出許可證申請，但申請程序相對不透明，審批時間可能達六至七週、甚至數月之久。
對產業而言，經營者擔心的是稀土斷供危機，但對一般民眾來說，擔心的是電子廢棄物愈來愈多。根據聯合國的報告指出，全球每年產生超過6000萬噸的電子廢棄物，並以每年3至4％的速度增長。
尤其在AI伺服器及資料中心的需求下，加速整體算力產業的發展。例如2000年時，每個家庭都有一台個人電腦；2010年，每個人有一台手機；預計2025年，在大數據、人工智慧、自駕車以及虛擬／擴增實境領域，每個家庭將使用100個晶片、每座工廠是1000個晶片？每座城市也需要用到更多的晶片。
芮嘉瑋表示，AI帶動資料儲存與大容量硬碟的需求不斷上升：另外，晶片複雜度的提升，也會促使材料需求的成長。
金屬回收再生市場將愈來愈受到矚目
產業發展需要稀土，但隨著3C產品需求殷盛，又會帶來大量的電子、電機廢棄物，如何是好？芮嘉瑋根據多年觀察，反而覺得是一個契機，提出「電子廢棄物回收稀貴金屬；造就回收再生產業商機」的建議。
他進一步分析，在地緣貿易戰的大環境下，戰略資源（指稀土或關鍵金屬）再生產業，正逐步從「傳統回收業」轉型為「戰略資源循環再利用供應鏈」，頗具「投資避風港」的潛力。
另外，3C產品更新換代速度快，電子廢棄物數量持續增長，進而帶動貴金屬回收市場的商機。「加上回收再利用可減少對進口礦產（金屬、稀土）的依賴，具備戰略價值，特別在中美、俄烏地緣供應鏈斷鏈風險高漲下。」芮嘉瑋看好再生產業的前景。
尤其，台灣已推出「2030循環經濟行動方案」「資源再利用促進法」等政策，全球也致力於ESG、碳中和，並立法推動「都市礦產」與資源循環，提供補貼、技術合作與綠色金融支持，在在提升回收廠商的策略價值。
凡此種種，「我認為台灣應該積極發展城市礦山計畫，」芮嘉瑋認為。首先，自己的產品自己回收。以蘋果為例，回收舊手機的「綠色供應鏈」行之多年，iPhone 13到iPhone 16所用的磁性元件，其中的稀土100％來自回收。
他預估，未來「自己的材料自己找」，將是代工廠、零組件廠的發展重點，預期金屬回收再生市場將愈來愈受矚目。
再來是，資源匱乏的國家必須透過循環，將資源留在國內，強化自主回收的能力。
台灣已有不少貴金屬回收廠商，也有少數從事稀土回收的業者，如中台資源、優勝奈米科技等。「當技術再往前跨越一大步時，台灣很有機會打造出稀土、關鍵金屬的資源循環綠色生態圈。」芮嘉瑋希望這一天早日來臨。
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