0.1%稀土價值，撬動全球AI供應鏈的杠桿

狂熱的AI敘事需要先冷靜幾天。市場需要盤點一下，美國的AI芯片與基礎設施，有多大的成色，完全掌握在自己手里，又需要多久才能實現對其中稀少而必要的“稀土”的路線替代？

日前，中國更新了稀土相關出口管制，從金屬的角度，覆蓋了釤（Sm）、鏑（Dy）、釓（Gd）、鋱（Tb）、镥（Lu）、鈧（Sc）、釔（Y），以及鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、銪（Eu）、鐿（Yb）及其相關物項；從技術棧的角度，覆蓋了相關物項從開采到冶煉、制造、回收全周期，以及相關設備從出口到裝配、維護等全周期。

此次，中國對稀土技術棧的出口管制，原則拒絕境外軍工企業及軍工用途，逐案審批半導體企業。具體而言，包括最終用途為研發、生產14納米及以下邏輯芯片或者256層及以上存儲芯片，以及制造上述制程半導體的生產設備、測試設備和材料，或者研發具有潛在軍事用途的人工智能的出口申請。

也就是說，如果使用中國稀土，臺積電、三星、SK海力士都需要許可證。價值比例達到0.1%即納入管制的門檻，等于對半導體供應鏈事實上的否決權。它是最小巧有力的杠桿。

從芯片到基礎設施，AI的未來無疑面臨著一堵“稀土墻”。但它究竟有多高，有多厚？美國軍工行業早就提前梳理過，沒了稀土會怎么樣。

1架F-35需要900多磅稀土元素，1艘阿利·伯克級驅逐艦需要5200磅，一艘弗吉尼亞級潛艇需要9200磅。它們主要用到了稀土永磁材料，后者體積更小、效率更高、運行更可靠，被廣泛用于電機與發電機的轉子中。即使不涉及永磁材料，艾布拉姆斯M1A1/M1A2主戰坦克上的車載激光測距儀，經鈰拋光的光學透鏡，潛艇聲吶系統中使用的聲換能器（sonic transducers），都離不開稀土元素。它們利用了稀土元素的光學、電學和聲學特性。

簡言之，稀土金屬影響著電氣設備傳輸能量的方式，以及電子設備傳輸信號的方式。AI供應鏈也是如此，離不開稀土的上述特性。

與半導體直接相關的用途，包括作為摻雜劑（dopants），用于降低晶體管的閾值電壓等；作為芯片結構中的絕緣氧化層；作為化學機械拋光漿料配方中的添加劑。

所謂摻雜（doping），就是向半導體中摻入少量稀土金屬原子，以改變其物理特性。比如鏑，它有很強的耐熱性，有助于芯片功率密度提升。去年《紐約時報》就稱，英偉達和其他芯片制造商的芯片上，數百個微型電容器就用到了超純鏑。再如鉺，可以在特定波長高效受激輻射，放大光信號，有助于提升光互聯效率。

還有些稀土金屬，雖然沒有直接用在“芯片里”，卻影響著“造芯能力與成本曲線”。氧化鈰（CeO?）成為化學機械平坦化（CMP）工藝的核心材料，主要則是基于它的化學與機械穩定性。拋光漿料直接影響晶圓的平整度與最終良率，這對于動輒上百層的NAND閃存而言尤為關鍵，每一層的質量波動最終將放大次品率。當然，鈰是一種輕稀土，并沒有直接出現物項列表的清單中，但也屬于制造“256層及以上存儲芯片”用得上的“材料”了。

部分稀土元素盡管還沒有嵌入當下主流芯片制造工藝中，但已經成為了未來關鍵技術路線的備選之一。

先進制程繼續推進，晶體管尺寸越來越小，傳統的氧化硅（SiO?）柵過薄導致漏電流激增。氧化釓（Gd?O?）與氧化镥（Lu?O?）等高介電常數（High-k）稀土氧化物的重要性逐步提升，它們可以避免核心漏電問題。三星已在探索基于高介電常數金屬閘極 (HKMG) 工藝的DDR內存。此外，含稀土元素的化合物，可以增強光吸收性能，提升曝光靈敏度，也逐步進入EUV光刻膠前沿研究的視線。

“下一代計算”的量子計算也逃不過稀土路線。今年，加州理工在《自然·物理》發表過一篇論文，就展示了一種基于稀土離子摻雜晶體的新型微波-光量子轉換器。

龐大的半導體制造設備，也離不開稀土，主要是用它制造的永磁體，在效率與抗退磁能力上難以替代。光刻機的光源系統、物鏡系統以及工件臺，想要實現納米級精度的高速運動，需要無摩擦直線電機與磁懸浮系統，也就是離不開稀土永磁體。ASML還曾專門在官網披露過這一供應鏈風險，并聲稱找到了“第二路線”，可視局勢變化啟用。

離子注入機與刻蝕機等，對永磁體的需求同樣如此。此外，刻蝕與沉積設備，往往與強腐蝕性等離子體打交道，它們的關鍵部件表面涂覆了含釔的涂層。

稀土的可得性，也影響著半導體制造設備的路線選擇與創新周期。今年，美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）就宣布，研發了一款基于摻銩釔氟化鋰的激光器，有望將EUV光源效率提高約10倍。

如果將AI基礎設施，以及下游AI應用也納入進來，那么，稀土杠桿作用還將進一步凸顯。數據中心的冷卻系統，乃至驅動這些數據中心的風力發電設備，都離不開稀土永磁電機。在年初的電話會議上，馬斯克就稱，自己已向中方保證，進口永磁材料只是用于人形機器人，而非武器系統。

杠桿掌握在中國手中。據美國地質調查局（USGS）數據，2024年，中國稀土產量為27萬噸，供應了全球近七成的稀土產品。剩下也幾乎脫不開“中國成分”。對美國而言，缺的不僅僅是格陵蘭島或烏克蘭等的稀土礦產，而是分離、冶煉、制造等供應鏈配套與規模化產能。完全從頭建設全供應鏈將非常昂貴，初始投資可能超過全年市場規模。

同日，中國還對部分人造金剛石等超硬材料及相關設備，以及能量密度大于等于300Wh/kg的鋰電池及其原材料與相關設備，實施了出口管制，太陽能和儲能，在美國數據中心電力系統中日益重要。金剛石除了制造磨具等，本身也是第四代半導體；鋰電池則是儲能及端側智能終端的關鍵部件。

也許，稀土已經成為了AI價值鏈上舉足輕重的“杠桿”，用0.1%就足以撬動更大的市場空間。