台積電探詢無稀土馬達,台灣尋求中國供應替代來源

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TSMC Explores Motors Without Rare Earths as Taiwan Seeks Alternatives to Chinese Supply

小小的工廠零件,牽動重大的供應風險

台積電正詢問設備供應商,不含稀土的馬達是否可用於工廠自動化系統,以降低旗下生產全球部分最先進晶片的廠房,受到中國出口管制影響的風險。三名了解計畫的業界主管在10月22日公布的說法中,描述了這項供應商調查。

目錄
  1. 小小的工廠零件,牽動重大的供應風險
  2. 馬達為何攸關晶片生產
  3. 中國主導加工與磁鐵製造環節
  4. 台灣研究已進展至金屬與合金
  5. 研究與生產計畫如何銜接
  6. 回收需要合適的材料,也要具備成本效益
  7. 更潔淨的加工也是產業挑戰之一
  8. 海外採購與政府採購擴大推動範圍
  9. 對工廠與供應商的影響
  10. 重點整理

台灣推動更廣泛的材料策略之際,台積電也在探索這項方案:目標是在2030年前,國內產量達到預估每年約2,000公噸稀土需求的一半。要達成這個目標,每年產量須約1,000公噸,同時還要發展所需的提煉、回收與製造能力,將原料轉化為可用產品。

台積電目前最關切的是機械設備。稀土磁鐵有助於馬達帶動高度自動化工廠內的零件運轉。若這類特殊零件短缺,可能影響供應智慧型手機製造商、人工智慧系統、資料中心及國防供應鏈的生產。

兩名熟悉討論的人士表示,相關工作仍處於早期階段,尚未廣泛導入使用無稀土馬達的設備。台積電正請供應商評估可行性,目前未公布採用時程。

因此,台灣的因應措施有兩條相互關聯的路線。台積電正在評估設備能否改用不同零件,政府與研究人員則試圖確保替代來源,供應產業持續需要的材料。兩者都在處理中國占據主導地位的供應鏈問題。

馬達為何攸關晶片生產

全球最大晶圓代工業者台積電為其他公司製造晶片。其工廠仰賴自動化機械,而馬達提供設備運作所需的動力。稀土磁鐵廣泛使用於馬達,因為有助於打造體積精巧、效率良好的馬達設計。

中國要求出口特定稀土材料、磁鐵及相關加工技術時須取得許可。因此,仰賴受管制產品的公司必須將出口許可納入供應安排的考量。

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一名熟悉台積電計畫的人士表示,對中國可能造成供應中斷的疑慮,促使台積電尋找替代方案。商業層面的問題不只是取得原礦:晶片製造商也需要設備供應商交付工廠所用的特殊零件。

工研院材化所組長曹申曾說明,台灣半導體產業直接使用的稀土,遠少於電動車製造商及以馬達為核心的產業。半導體用途包括製造過程中用來平滑表面的化學機械研磨,以及部分絕緣材料與設備。

即使材料需求相對少,只要用在必要的機械零件上,仍可能造成影響。對台積電而言,實際問題在於供應商能否提供合適的馬達,在符合工廠要求的同時,降低對受管制材料的依賴。

中國主導加工與磁鐵製造環節

根據歸因於國際能源總署的數據,2024年中國占精煉磁鐵用稀土產量的91%,並占燒結永久磁鐵產量的94%。燒結是一種將材料顆粒結合成固態磁鐵的製造程序。

這些數據顯示,供應集中在兩個環節:將稀土加工成可用材料,以及製造一種主要的成品磁鐵。只在其他地方找到礦藏,只能解決供應鏈的一部分。製造商還需要分離、精煉、合金製造及磁鐵生產能力。

曹申表示,釹是釹鐵硼永久磁鐵的主要成分,這類磁鐵廣泛用於高效率馬達。在高溫、重負載或高轉速等嚴苛條件下,則可加入鏑。

台積電的供應商調查,透過設備設計來降低對這些材料的需求;台灣的精煉與回收計畫則著眼於供應。兩條路線若能成功,都可能降低供應風險,但各自需要不同的工程工作與商業決策。

台灣研究已進展至金屬與合金

工業技術研究院(工研院)的稀土研究聚焦於釹與鏑。2025年11月,工研院表示,已能將含約5%稀土的資源加工成純度達99.9%的稀土氧化物與金屬。

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工研院也表示,已製備釹鐵硼合金,並正與國內企業及學術機構測試材料。氧化物是含氧的化合物;從氧化物製出金屬,再製成合金,則是朝磁鐵用材料邁進所需的進一步加工。

工研院計畫於2026年開始移轉技術給民間企業。技術移轉是將研究方法及相關知識提供產業使用,讓企業能以此發展生產。

台灣已有潛在的工業客戶。台灣日立金屬製造稀土與鐵氧體磁鐵,並在桃園設有工廠。當地精煉業者必須供應這類製造商所需的材料成分、一致性與數量。

工研院在談及目前稀土計畫時表示,正與經濟部產業技術司合作規劃一項計畫,但未提供更多細節。

研究與生產計畫如何銜接

經濟部長龔明鑫2月表示,政府將支持工研院發展稀土技術,並計畫在三年內設置試量產線。他說,相關產能可滿足台灣國內需求的預估值50%。

官員另訂下2030年目標:國內生產量達到預估每年約2,000公噸需求的一半。試量產時程著重於建置並驗證生產流程;國家目標則是台灣希望自行供應的數量。

研究與政策里程碑的先後,呈現這項工作的發展歷程:

  • 2023年:經濟部科技計畫啟動,初期著重建置研究設備。
  • 2024年:計畫進入特定研究階段,聚焦釹與鏑。
  • 2025年11月:工研院說明精煉成果,並公布2026年技術移轉計畫。
  • 2026年2月:龔明鑫宣布支持在三年內設置試量產線。
  • 2026年10月22日:相關報導披露台積電正與供應商初步討論不含稀土的馬達。
  • 2030年:台灣目標是在國內生產預估年度稀土需求的一半。

工研院的研究優先領域也涵蓋無人機、機器人與電動車馬達。這些產業同樣需要穩定的磁鐵材料,因此國內加工產業的客戶範圍將不限於半導體設備。

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回收需要合適的材料,也要具備成本效益

台灣的回收技術也能提供另一種稀土來源。成功大學研究人員陳維聖、簡國財與李承翰在2022年的研究中,使用由當地回收業者提供、取自報廢電動車馬達的磁鐵。

研究人員溶解一公克樣本,並測試從釹與鐠中選擇性分離鏑。研究指出,後續工作包括多階段加工,以及再生萃取所用的液體。

優鋼奈米科技副總裁張利奧指出,取得合適原料與加工的經濟效益,是主要限制。他的公司已將貴金屬回收技術商業化,稀土回收應用則仍在開發中。

張利奧主張,應先從濃度高、價值高的廢料著手,例如從產品使用壽命結束後回收的永久磁鐵。收集混雜的廢棄電子產品並拆解,在精煉開始前就可能增加相當可觀的成本。

卡內基美隆大學克里斯・拉利瓦拉及其同事於2026年在《AIChE Journal》發表一項研究,模擬回收廢棄永久磁鐵的情況。在研究假設下,電動車與油電混合車的磁鐵可支撐具獲利性的回收;硬碟磁鐵則不具經濟效益,部分原因是合適材料的數量不足。

對台灣回收業者而言,相應的商業決策取決於當地回收量、拆解成本,以及回收產物的買家。加工廠需要穩定的材料來源,也需要能萃取出有價元素的方法。

更潔淨的加工也是產業挑戰之一

工研院運用其在半導體與光電產業廢酸及廢水回收方面的經驗,降低稀土精煉對環境造成的負擔。

工研院表示,新製程使廢棄物減少約50%、化學品用量減少逾40%,能源消耗則降低約20%。工研院在2025年11月的說明中,設定於2026年底前將能源消耗降低30%的目標。

這些改變攸關營運成本,也影響廢棄物管理。化學品、能源與廢棄物處理成本,都會影響精煉業者可供出售的材料價格。工研院指出,如何兼顧環境表現、能源消耗與成本,是主要的開發挑戰。

持續生產也需要品質穩定且產量充足。對磁鐵製造商而言,真正有用的是能以約定價格,持續收到符合規格的材料。

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海外採購與政府採購擴大推動範圍

龔明鑫7月表示,官員計畫於隔月前往加州與科羅拉多州,評估礦藏並確認資源是否符合台灣需求。他也提到與澳洲及加拿大的接洽。相關工作仍在評估採購來源階段,交貨安排尚待確定。

進口材料可補充回收磁鐵,讓台灣在建立加工能力時,不必完全依賴國內廢料回收。材料組合將取決於可取得的元素,以及客戶想採購的產品。

美國在台協會理事主席谷立言6月表示,美國正與台灣及其他夥伴合作,開發替代供應來源、擴大加工能力,並打造更具韌性的供應鏈。美國在台協會是華府在台北的實質大使館。

一名熟悉相關討論的美國智庫人士表示,美國官員也曾與工研院討論關鍵礦物供應鏈多元化。加工合作可望處理中國產量占比特別高的供應環節之一。

6月公布的台灣《資源循環促進法》另納入採購措施。第32條要求公部門優先採購指定的環境友善及循環產品與服務,產品類別與評估程序則由施行細則規範。

政府採購有助於創造回收材料的需求,但製造商仍須取得合適產品的合約,才能將政策架構轉化為實際訂單與投資。

對工廠與供應商的影響

台積電的探索,讓一項具體設備問題與台灣更廣泛的材料布局並行。設備供應商必須評估不含稀土的馬達能否符合工廠自動化需求;精煉業者與回收業者則必須建立可靠的材料供應、工業加工能力及客戶來源。

張利奧也認為,台灣企業可向海外廢棄材料來源地附近的回收設施,供應設備與工程服務。他如此描述這項潛在商業模式:

「如此一來,台灣就能成為技術與加工夥伴,而不只是進口廢棄物的目的地。」他說。

若要讓台灣製造商取得這些設施的產出,除了銷售設備,也需要供應協議。這使海外商機與國內計畫面臨的實際需求相連:可靠的投入原料、合適的產品,以及承諾採購的買家。

對晶片客戶而言,眼前的進展是為可能的設備替代方案進行前期準備。對台灣材料產業而言,接下來的里程碑包括預定的技術移轉、試量產線,以及朝2030年產量目標邁進。這些工作共同致力於讓工廠在採購設備與設備背後所需材料時,有更多選擇。

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重點整理

  • 台積電已向供應商調查工廠自動化設備能否採用不含稀土的馬達。
  • 相關討論仍處於早期階段,尚未廣泛導入設備。
  • 根據國際能源總署數據,2024年中國占精煉磁鐵用稀土產量的91%,並占燒結永久磁鐵產量的94%。
  • 工研院表示,已生產純度達99.9%的稀土氧化物與金屬,並計畫於2026年移轉技術。
  • 台灣目標是在2030年前,國內供應預估每年2,000公噸需求中的約1,000公噸。
  • 回收、海外採購與替代馬達設計,分別因應供應風險的不同環節。
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