近年来，人工智能（AI）与机器人技术快速发展，人形机器人、无人机与智能装置成为未来科技产业的重点。然而，这些创新科技背后所依赖的关键资源——稀土元素（Rare Earth Elements, REEs），正逐渐成为全球供应链与战略安全的「瓶颈」，影响着整个产业的发展格局。
中国商务部2025/4/4公告，即日起对于钐、钆、铽、镝、镥、钪、钇等7类中重稀土相关物项实施出口管制。这将影响美国在军事产品开发、生产等部分，使美国感受对等关税政策带来的反噬效应。这7类稀土在军事（如飞弹、战斗机磁铁、雷达）、高科技电子（半导体、LED、硬盘）、新能源（电动车马达、燃料电池）及医疗领域具高度战略价值。该出口管制是中国在中美经贸与科技竞争中重要的筹码之一，结果影响全球供应链安全。短期内导致美国部分产业面临原料断链与生产延迟，尤其是军工和电动车产业受创严重。美国被迫加速寻找替代供应链，包括扩展国内稀土开采、提炼能力及与其他国家的合作。
稀土元素与AI机器人的密切关系
AI机器人产业对稀土的依赖度非常高。人形机器人所需的关键零组件，如伺服马达中的钕铁硼永磁磁铁，大量依赖稀土元素钕、镨、镝、铽等，提升马达的耐热性和性能稳定性。稀土永磁材料(钕铁硼磁铁)对人形机器人市场之需求量是其他关键金属(矿物)的数十倍(图1)。以特斯拉Optimus人形机器人为例，一台机器人需要约2至3.4公斤的钕铁硼磁铁，若按照特斯拉2025年计划量产5000台，就需约17吨钕磁铁；2026年产能扩大至5万台则意味需求急剧增加十倍以上，随着量产扩大，需求将大幅增加。中国限制钕磁铁出口，直接影响特斯拉Optimus机器人产能目标，迫使企业不得不积极与中国政府协商出口授权，以确保持续供应，显示制造AI人形机器人高度依赖稀土材料。
具体而言，AI机器人在马达/致动器、位置/运动传感器、镜头/光学组件、显示器等关键零组件上与稀土元素有密切关系。马达/致动器用以关节驱动、精密运动控制，特别需要钕（Nd）、镨（Pr）、镝（Dy）、铽（Tb）等稀土元素，由于钕铁硼(NdFeB)永磁体为马达核心材料，一台机器人约需40个关节马达，就需要3.4公斤钕铁硼永磁体。中国出口管制直接冲击镝(Dy)、铽(Tb)供应；镝(Dy)提升耐热性，铽(Tb)优化高扭矩密度设计。位置/运动传感器用以关节角度、力矩检测，特别需要钆(Gd)、铒(Er)、钕(Nd)等稀土元素，钆(Gd)用于磁阻位移传感器之高精度位移检测，铒(Er)用于光纤陀螺仪增强稳定性，钕(Nd)用于磁编码器的永磁体(如霍尔效应传感器)。镜头/光学组件用以视觉成像、深度感知，特别需要镧（La）、钇(Y)、钕(Nd)等稀土元素，镧(La)或钇(Y)提升镜头折射率，钕(Nd)则优化红外滤光。此外，显示器之荧光粉应用实现高色域，特别需要铕（Eu）、铽（Tb）、钇（Y）等稀土元素，高色域显示需铕(Eu)红光与铽(Tb)绿光荧光粉，钇（Y）作为基材增强发光效率。
耐热与抗退磁机制对稀土高度依赖
机器人必须依赖高效能马达(如伺服马达、步进马达、直驱马达)，通常需要钕铁硼磁体（NdFeB），马达与驱动零件必须耐高温。由于居里温度与矫顽力的关系，NdFeB 的磁性能随温度上升而下降；Dy/Tb 具较高磁晶各向异性，掺杂后能提高矫顽力（Hc），在高温仍维持磁矩，提高耐热门坎；一般钕磁铁在超过 80–100°C 就会快速失去磁性；掺入镝 Dy、铽 Tb 之后，可把工作温度上限提高到 180–220°C 以上，提升磁体在高温下的稳定性与抗退磁能力。
机器人的高效能伺服马达必须耐热与抗退磁，依赖镝(Dy)、铽(Tb)等重稀土。高阶人形机器人或工业机器人需要小体积却高扭矩的马达，重稀土可让磁材保持高磁能积，缩小体积并提升效率。稀土供应的不稳定直接威胁AI机器人等新兴产业的发展，对各国推动AI机器人产业发展造成不小挑战。由于稀土永磁体的特殊性能难以替代，若出现断供或价格急剧上升，会导致机器人关节驱动马达效能降低，甚至制造推迟与成本提高。此外，稀土永磁材料中镝的缺乏会使磁铁耐热性降低30%，降低机器人在高温或高负载环境下的可靠性，限制技术性能的进一步突破。然而，重稀土（Dy/Tb）高度集中于少数来源，受地缘政治影响属高风险品类。
全球稀土供应现状与地缘政治挑战
全球稀土资源集中度极高，根据美国地质调查局(USGS)资料，2024年全球稀土储量、产量(开采量)排名都是中国第一(储量近五成、产量近七成)。中国2024年开采量27万吨(占比69.2%)排名第一，美国4万5000吨(占比11.5%)排名第二。中国不仅拥有丰富的稀土矿藏，更在稀土分离和提炼技术上处于垄断地位，掌握超过90%的稀土加工精炼能力，就算美国有稀土矿藏且具开采能力，但加工能力十分有限，仍需送往中国进行高纯度加工。这使得全球稀土关键不在矿产而在加工，中国几乎全球垄断。
中国稀土储藏、开采，外加冶炼分离具有垄断地位，成为牵制美国对中关税政策的重要王牌。随着中美等国在高科技领域的竞争升温，稀土成为国际战略资源的重要筹码。
AI机器人产业的稀土依赖与战略挑战
AI机器人不同于一般消费性电子产品，其核心零件高度依赖稀土，尤其是钕、镨、镝、铽等。这些稀土元素不仅决定机器人的运动精度与耐用性，更影响其能否在工业、医疗、国防等高要求环境中稳定运作。AI机器人的「智能表现」与「物理性能」实际上都建立在稀土材料的支撑之上。
在中国实施稀土出口管制后，AI机器人的生产面临直接挑战。例如，一台人形机器人需要数十个高效能伺服马达，而这些马达所需的钕铁硼磁体若缺乏镝、铽强化，将导致性能下降、散热不佳，甚至无法满足高强度工况需求。这意味着，AI 机器人量产计划可能因稀土供应不稳而受阻。
AI机器人产业已不仅是商业领域的未来，更与军工、产业自动化及国家安全深度挂钩。人形机器人与军用无人机若缺乏稀土支撑，将削弱国防与产业竞争力。稀土因此成为科技霸权竞争的核心战略资源，AI机器人则是最敏感、最直接受影响的下游产业之一。
展望
AI机器人正进入大规模应用时代，稀土的供应将深刻影响工业型、服务型以及人型机器人等不同型态机器人的发展，稀土已成为推动这一产业的「隐形燃料」。供应稳定与否，将决定企业能否顺利量产，国家能否保持竞争优势。若稀土断供，将不仅造成产能延宕与成本飙升，更可能拖慢整体智慧机器产业化的进程。未来，能在稀土供应保障、跨国合作与新材料突破三方面取得先机的国家，将在AI机器人产业中掌握全球话语权。
责任编辑：吴碧娥
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