讓美國(guó)緊張的釹磁體，來(lái)頭不小

欣宇

特斯拉人形機(jī)器人

近日，美國(guó)白宮表示，拜登總統(tǒng)已決定不限制進(jìn)口釹磁體。美國(guó)75%的釹磁體進(jìn)口自中國(guó)，如今，美國(guó)不限制進(jìn)口釹磁體的決定，顯示中國(guó)在稀土永磁行業(yè)的地位帶來(lái)了戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)。

然而，這是否意味著中國(guó)在這一行業(yè)的優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)地位？

說(shuō)起釹磁體，可能很多人會(huì)覺(jué)得陌生，但它在生活中卻無(wú)處不在。

釹磁體又名釹鐵硼合金，是釹、鐵、硼和其他微量金屬元素的合金磁體，在撤去外磁場(chǎng)的情況下，仍能長(zhǎng)期保持較強(qiáng)的磁性，被稱為“永磁王”。

這里不得不提到磁感矯頑力。公開資料顯示，這是磁體在反向充磁時(shí)，使磁感應(yīng)強(qiáng)度降為零所需反向磁場(chǎng)強(qiáng)度的值。而釹鐵硼的矯頑力一般是10000Oe以上。矯頑力高，抗退磁能力強(qiáng)，也就是其永磁的原因。

作為第三代稀土永磁材料，釹磁體體積小、質(zhì)量輕、能量密度高、穩(wěn)定性強(qiáng)。從軍用設(shè)備、風(fēng)輪渦機(jī)，到日常生活中處處可見(jiàn)的新能源汽車、計(jì)算機(jī)硬盤、手機(jī)，都可能含有釹磁體。

尤其，釹磁體相當(dāng)于新能源汽車的心臟，一輛新能源汽車至少需要約3公斤永磁材料。以其為材料制成的永磁電機(jī)，在電機(jī)重量、功率損耗、耐高溫能力等方面，都有優(yōu)越表現(xiàn)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，同樣功率的發(fā)電機(jī)，釹磁體發(fā)電機(jī)大約是普通發(fā)電機(jī)重量的一半。這是因?yàn)?，一方面其縮小了體積，另一方面，其運(yùn)行效率大幅提高。這樣可以提升新能源汽車的續(xù)航里程。

據(jù)某證券公司分析估計(jì)，2019—2025年，電動(dòng)汽車對(duì)磁體的需求預(yù)計(jì)增長(zhǎng)600%，超過(guò)3.5萬(wàn)噸。

近期，特斯拉入局人形機(jī)器人這一產(chǎn)業(yè)新增長(zhǎng)極。在機(jī)器人領(lǐng)域，釹磁體同樣不可或缺。有數(shù)據(jù)顯示，1000萬(wàn)個(gè)人形機(jī)器人對(duì)高性能釹磁體的需求量達(dá)到2萬(wàn)—4萬(wàn)噸，相當(dāng)于2021年全球高性能釹磁體總需求的20%～40%。

另一家證券公司預(yù)計(jì)，2025年全球機(jī)器人行業(yè)高性能釹磁體需求量為6.1萬(wàn)噸，屆時(shí)，僅全球機(jī)器人領(lǐng)域的高性能釹磁體市場(chǎng)規(guī)模，將達(dá)到305億元。

有調(diào)查表明，釹磁體在未來(lái)5—10年可能會(huì)出現(xiàn)供應(yīng)短缺、價(jià)格上漲的情況。

美國(guó)目前唯一的燒結(jié)釹磁體制造企業(yè)，其相關(guān)人士表明，在全球200億美元的磁體需求中，美國(guó)約占20%。但美國(guó)釹磁體的來(lái)源嚴(yán)重依賴進(jìn)口，其中，75%來(lái)自中國(guó)，之后的進(jìn)口來(lái)源是日本（9%）、菲律賓（5%）和德國(guó)（4%）。

釹磁體相當(dāng)于新能源汽車的心臟，一輛新能源汽車至少需要約3公斤永磁材料。

釹磁體

其實(shí)，美國(guó)本是第一批搭上稀土磁體這輛能源快車的國(guó)家。在1960年代，美國(guó)首次開發(fā)出基于稀土釤和過(guò)渡金屬鈷的稀土磁體—釤鈷磁體SmCo5，它也被稱作第一代永磁體。在1980年代，美國(guó)和日本兩家企業(yè)幾乎同時(shí)研發(fā)了釹磁體化合物。

如今，美國(guó)決定不限制進(jìn)口主要來(lái)自中國(guó)的釹磁體。究竟發(fā)生了什么？

在釹磁體中，也分“三六九等”。相對(duì)于粘結(jié)類和熱壓類，燒結(jié)類（熔化和壓縮粉末）釹磁體，無(wú)論是從永磁性還是生產(chǎn)效率方面，都是當(dāng)之無(wú)愧的永磁之王。

1980年代，美國(guó)研發(fā)的釹磁體，采取的是價(jià)格更便宜、但產(chǎn)生功率略遜色的粘結(jié)工藝，就是將快淬釹鐵硼磁粉和粘結(jié)劑混合，通過(guò)“壓制成型”或“注射成型”制成磁體。

然而，日本企業(yè)所研發(fā)的燒結(jié)釹磁體，才是行業(yè)熱捧的對(duì)象。并且，受稀土原料價(jià)格、人工成本等多重因素影響，美國(guó)磁材企業(yè)進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)調(diào)整。后來(lái)，美國(guó)研發(fā)出釹磁體的企業(yè)將磁鐵子公司出售給中國(guó)，并于2001年關(guān)閉了在美國(guó)的全部生產(chǎn)線。釹磁體的國(guó)際格局隨之發(fā)生重大變化。

美國(guó)至少有36種武器使用從中國(guó)進(jìn)口的稀土磁體。

20多年后，美國(guó)商務(wù)部經(jīng)過(guò)將近300天的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)美國(guó)依賴進(jìn)口釹磁體，并建議采取措施增加國(guó)內(nèi)產(chǎn)量。美國(guó)政府也表示，對(duì)釹磁體相關(guān)研究進(jìn)行支持以縮小供應(yīng)鏈漏洞。

如今，美國(guó)政府已對(duì)三家美國(guó)企業(yè)投資近2億美元，以提高加工釹等稀土元素的能力，從而提升本土釹磁體的產(chǎn)量。甚至有美國(guó)高級(jí)官員信心滿滿地表示，到2026年，釹磁體的進(jìn)口滲透率會(huì)顯著下降；與現(xiàn)在幾乎100%要靠進(jìn)口相比，4年后，美國(guó)國(guó)內(nèi)釹磁體的產(chǎn)量有信心滿足51%的總需求。

美國(guó)之所以如此緊張迫切，除了商業(yè)賽道原因，據(jù)報(bào)道，美國(guó)至少有36種武器使用從中國(guó)進(jìn)口的稀土磁體。這意味著，美國(guó)的稀土磁體庫(kù)存會(huì)直接影響國(guó)防。

反觀中國(guó)國(guó)內(nèi)，目前中國(guó)稀土加工能力是世界其他地區(qū)的5倍，同時(shí)，隨著近年來(lái)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步與向高端產(chǎn)品轉(zhuǎn)型的政策鼓勵(lì)，中國(guó)的高性能釹磁體產(chǎn)量快速增加，2020年超過(guò)4.6萬(wàn)噸，占世界產(chǎn)量的近70%。中國(guó)穩(wěn)坐高性能釹磁體第一大生產(chǎn)國(guó)之位。

美國(guó)想建成與中國(guó)稀土產(chǎn)能相匹配的加工廠，并不是短期可以實(shí)現(xiàn)的。其唯一一座活躍的稀土礦的首席執(zhí)行官在去年表示，中國(guó)利用稀土接管了磁體行業(yè)：“因?yàn)槲靼肭蚨嗄陙?lái)一直沒(méi)有稀土供應(yīng)鏈。中國(guó)將繼續(xù)向下游移動(dòng)，以爭(zhēng)奪更大的商業(yè)份額。”

回顧過(guò)去，中國(guó)釹磁體產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展：1996年，中國(guó)燒結(jié)釹磁體產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的29%；到了2005年，這一占比上升到78%；2016年，全球領(lǐng)先的磁鐵制造商日立金屬宣布，與中國(guó)主要磁鐵制造商中科三環(huán)成立合資企業(yè)。越來(lái)越多的稀土永磁體生產(chǎn)商將目光投向了中國(guó)。

有證券分析師認(rèn)為，稀土永磁行業(yè)是中國(guó)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中具有重要地位的行業(yè)之一。其實(shí)，在高性能產(chǎn)品方面，各國(guó)仍面臨激烈競(jìng)爭(zhēng)，未來(lái)更是專利的競(jìng)爭(zhēng)、高品質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)。

中國(guó)的稀土磁體產(chǎn)業(yè)，面臨著被日本阻礙的風(fēng)險(xiǎn)。日本持有大部分最有價(jià)值的永磁體專利，并在全球范圍內(nèi)建立了交叉許可協(xié)議。如果沒(méi)有這些許可證，一方面，其他制造商在制造尖端磁體方面可能會(huì)遇到困難，另一方面，下游企業(yè)如果使用了沒(méi)有獲得許可的釹磁體，其產(chǎn)品會(huì)被排除在美國(guó)、日本以及歐洲這些專利覆蓋范圍內(nèi)的國(guó)家和地區(qū)之外。

專利門檻，是中國(guó)稀土磁體產(chǎn)業(yè)下一步要跨越的重點(diǎn)。

責(zé)任編輯吳陽(yáng)煜 wyy@nfcmag.com