中国的稀土出口限制威胁全球芯片制造供应链
快速阅读: 据《Tom 的硬件》称，中国实施新一轮稀土出口限制，涉及钪和镝等关键材料，影响芯片、硬盘、电动车等行业。此举是针对美国关税的回应，显示出中国对半导体和高科技产业链的逐步掌控，未来可能继续加码限制。
中国已对含关键材料的物质实施新的出口限制——钪和镝，这可能会影响这些行业中的关键参与者，包括博通、格罗方德、高通、台积电、三星、希捷和西部数据。中国的这一新限制措施紧随此前两轮稀土出口规定之后，这些规定正在逐步收紧这些关键矿物的供应，特别是在芯片制造中使用的矿物。
钪广泛用于智能手机、Wi-Fi模块和基站的射频前端模块，而镝则用于硬盘驱动器磁头和电动汽车。这不是中国政府首次限制稀土材料出口。稀土材料出口限制是对特朗普政府对中国生产的商品征收54%关税以及对所有美国制造产品征收34%进口税的回应。
自即刻起，含有钪、镝、钆、铽、镥、钐和钇的产品出口商必须向中国经济部申请出口许可证。该申请要求客户提供材料最终用途的详细信息。这些新规定涵盖了各种含有上述稀土金属的产品，包括原矿、金属、化合物和成品。尽管并非全面禁令，但这已经是中国的第三轮出口限制，引发全球制造商对供应链问题的担忧，并加剧了中美之间的紧张关系。
这不是中国政府首次限制稀土材料出口。稀土材料出口限制是对特朗普政府对中国生产的商品征收54%关税以及对所有美国制造产品征收34%进口税的回应。自即刻起，含有钪、镝、钆、铽、镥、钐和钇的产品出口商必须向中国经济部申请出口许可证。该申请要求客户提供材料最终用途的详细信息。
这些出口限制反映了针对高科技制造业全产业链的战略升级措施，从基础晶圆级材料到制造关键金属，再到用于其他应用场景的稀土材料。但中国的第三轮出口限制是否比前两轮对行业影响更大？
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中国稀土限制的第三轮解释如上图所示，本轮限制的两种关键材料是钪和镝，它们在电信和存储行业中具有重要意义，这一点怎么强调都不为过。（图片版权：中芯国际）
钪主要通过其在钪铝氮化物（ScAlN）中的作用用于射频应用。这种材料用于高性能波滤器，如BAW（体声波）和SAW（表面声波）。通过在氮化铝中引入（掺杂）约10%至40%的钪，ScAlN实现了更高的压电响应和机电耦合（与单独的AlN相比），这对于提高高频电信应用中的信号强度、带宽和功率效率至关重要。这些滤波器是5G智能手机、基站和Wi-Fi 6及Wi-Fi 7模块前端模块的重要组成部分。虽然钪无处不在，但一块200毫米或300毫米的晶圆，带有ScAlN芯片的晶圆仅需要几克的钪。
镝是一种更广泛使用的材料，因为它用于存储、电动汽车甚至辐射硬化应用。在HDD中，镝被添加到用于音圈电机的永久钕铁硼（NdFeB）磁铁中，以改善磁铁在高温下的矫顽力。NdFeB磁铁也用于电动汽车的电机，因此镝用于相同的目的。在MRAM（磁阻随机存取存储器）中，镝用于GMR（巨磁阻）或TMR（隧道磁阻）堆栈的自由或固定磁层中，以维持磁方向的稳定性。此外，用于核反应堆、航天器和卫星的辐射屏蔽组件也使用镝。
列表中的其他材料，即钆、铽、钇、镥和钐，也被广泛使用，且无法替代而不付出代价和增加成本（包括生产流程变化相关的成本）、特性和风险。但也有好消息。虽然稀土金属被称为“稀有”，并且中国供应了世界上大部分的稀土材料，但实际上这些元素并不罕见。事实上，这些金属在中国以外的地方也非常普遍。它们很难获得；因为在许多情况下，稀土金属是通过开采其他材料并随后分离稀土获得的。中国之所以成为这些材料及其基底产品的主导供应商的主要原因是中国公司已经成功建立了一个高效的生态系统来开采、提取和精炼稀土元素。
但也有好消息。虽然稀土金属被称为“稀有”，并且中国供应了世界上大部分的稀土材料，但实际上这些元素并不罕见。事实上，这些金属在中国以外的地方也非常普遍。有人说中国补贴其稀土产业，以通过使世界其他地区生产这些材料无利可图来控制关键材料的供应。然而，一旦中国开始“武器化”其稀土优势，其他国家的公司会感到高兴，因为它们大规模供应稀土材料的机会变成了真正的商业机会。很少有公司会试图节省战略上重要的物品，如稀土材料，所以公司可能会在限制后愿意更换供应商。
但也有好消息。虽然稀土金属被称为“稀有”，并且中国供应了世界上大部分的稀土材料，但实际上这些元素并不罕见。事实上，这些金属在中国以外的地方也非常普遍。
这不是第一次看到限制如上所述，这不是中国首次限制稀土供应。此外，这并非最具影响力的限制措施。中国的稀土出口限制从基础材料（锑、镓和锗）升级到制造关键金属，然后到用于射频、存储和精密部件的稀土。（图片版权：SkyWater）
在第一轮中，中国限制了锑、镓和锗。锗对于生产含应变硅晶圆和英特尔、台积电、三星制造的高端芯片至关重要。这些公司已使用应变硅技术多年。同时，一块300毫米的晶圆大约需要一克锗。锑用作在晶体管中制作n型区域的掺杂剂，因此每片晶圆所需量较少。至于镓，它是半导体、射频电子、红外传感和复合半导体（如ScAlN/AlGaN/GaN）的关键元素。然而，当应用于雷达和通信等领域时，镓和锗密不可分。毫无疑问，这些材料支持从电信到国防和数据中心的各个行业。这使得早期阶段的半导体价值链和制造链受到高度破坏。
第二轮扩大了压力，包括钨、铟、钼、铋和碲，这些材料直接与半导体制造相关。钨和钼用于先进制程节点的晶体管接触、栅极和互连，这些节点需要极端的热稳定性和电稳定性。铟对于5G毫米波前端模块、卫星通信和光子芯片至关重要。限制这些材料打击了现代半导体生产的核心，尽管目前尚未出现因中国出口限制导致的芯片供应实际中断。
接下来是什么？通过其出口限制，中国不仅在其资源开采方面占据主导地位，还在加工和材料科学方面占据主导地位。因此，在全球半导体生态系统中引发了广泛的不确定性，这个生态系统现在涵盖了从智能手机、PC、自动驾驶汽车到复杂国防系统等各个方面。（图片版权：三星）
一方面，这意味着中国的出口限制方法表明了一种有计划的分阶段管控策略，目标是整个垂直堆叠的半导体和高科技生产，包括那些小众但不可替代的元素。另一方面，这意味着随着行业适应新的现实，中国的限制措施的影响可能会随着时间的推移而减弱。还会有更多的轮次吗？毫无疑问。我们只能猜测他们会瞄准哪些材料，但请记住，中国不想毁掉整个半导体或高科技供应链，而是想在这个领域持续发展。敬请关注，因为这很可能不会是我们最后一次听到这个国家关于稀土出口限制的消息。
一方面，这意味着中国的出口限制方法表明了一种有计划的分阶段管控策略，目标是整个垂直堆叠的半导体和高科技生产，包括那些小众但不可替代的元素。另一方面，这意味着随着行业适应新的现实，中国的限制措施的影响可能会随着时间的推移而减弱。
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