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又来聊稀土系列:美国本土的稀土永磁体供应链(上)

(2025-10-12 07:12:20) 下一个

最近MP受到川普政府大力支持, 其名为10X 的1万吨烧结法钕铁硼sintered NdFeB)稀土永磁体工厂尤其引人瞩目,看来MP算是美国政府青睐的亲儿子, 但是美国国防部建立本土稀土磁体供应链所谓Mine to Magnet项目, 在NdFeB稀土永磁体制造方向, 一开始时找的并不是MP公司。

早在2020年, 国防部就资助了一家后来改名为Noveon Magnetics美国公司, 这也是美国政府资助的第一家稀土相关的公司。看这家公司网页, 强调100% 回收磁体材料来制造NdFeB,  在美国靠回收废旧料来规模化生产?  回收人工成本恐怕远大废旧料的价值, 小打小闹还行, 规模化商业生产能力恐怕就有问题 。果然,它刚刚与澳洲Lynas签了所谓战略合作合同来保证稀土原料的供应,看来仅靠回收是不靠谱的。Noveon这家看来效率不高,该公司没上市,也找不到其财报,具体产量是多少找不到信息,其产品肯定是有了,但其2000吨量产, 我个人看法, 似乎至今还没落实。 

估计国防部对Noveon失望了,在2023底年又找了德国VAC公司,VAC公司就是我在上篇就提到中国之外生产NdFeB 的日德5家公司之一。为啥不找一家日本公司到美国建厂?? 估计是日本公司不愿意来了,因为日本人来过了, 铩羽而归。 日立金属(就是NdFeB 原发明公司住友特种金属公司的继承者,现改称Proterial公司)早在2012年就在北卡建了一条NdFeB生产线,但后来因为美国制造成本过高而不得不关闭。 台积电在美国也又类似的故事, 再美国也是早就有家8英寸芯片代工厂, 也是一直亏钱。 但这次台积电在Arizona的新厂就不一样了, 开工就赚钱, 美国政府补贴是关键, 另外下游用户也切实感受了供应链地缘政治风险, 也乐意买在美国本土生产的价高产品, 所谓来得早不如来得巧。

德国VAC现在是欧洲唯一生产sintered NdFeB 永磁体的公司,该公司最近宣布他们已经能生产无需添加重稀土的NdFeB,  看了看报道, 已经能取代部分高性能添加重稀土NdFeB牌号,下一步是继续研发更高使用温度下的无重稀土NdFeB。VAC公司2023年底与美国国防部确定协议, 国防部资助近一亿美元给VAC在美国的分公司 E-VAC, 在南卡建立一座2000吨规模的厂, 据纽时报道, 本月就投产,预计明年3月底full-scale 生产, 另外, 在18月内(也就是2027年底)产能翻倍至4000吨 , 看来德国这家专业老牌企业还是可靠的。

美国的第3家就是MP公司了,其实国防部当初并不指望它做NdFeB 永磁体,应该是MP自己不甘心仅仅充当稀土原料的供应商,自己主动做了个1000吨的NdFeB 永磁体工厂, 年初报道NdPr合金已经量产和NdFeB 永磁体试产成功, 今年底full-scale生产,这让川普政府喜出望外,他们看上了MP这家美国公司,出钱给MP加码了10X 的1万吨项目,预计2028年投产。  

还有2家最近报道要在美国做NdFeB。南韩JK link公司宣布要在Georgia州建3000吨厂,南韩这家公司是进军NdFeB永磁体领域的生力军,其动作很快也很猛,其在韩国本土1000吨规模NdFeB工厂已经接近完工,马上又上2个新项目: 与Lynas合作的马来西亚工厂和美国Georgia州工厂。另外一家在美国做NdFeB的,是拥有德州Round Top稀土矿的USAR公司,它要在Oklahoma州建一个600吨的厂,并吹牛说最终规模是5000吨。 鉴于USAR这家公司以前吹的牛皮没有实现,无论是Round Top稀土矿的商业化开采和稀土商业化分离都遥遥无期,对我来说它现在无信誉可言,虽然这家公司刚换了新CEO,应该是德州州政府这个大股东对原CEO表现也忍无可忍了。

美国现在平均每月从中国进口600吨稀土永磁体, 每年7200吨。美国靠谱的 NdFeB 永磁体产能, 到明年3月份, 有MP公司1000吨和VAC公司2000吨, 共3000吨产能, 能够取代40%的中国进口量。 要到2028年, 再加上MP 的1万吨和VAC的2000吨, 加起来1.5万吨, 那是足够满足美国自身需要了,至于其它厂家,Noveon/USAR/JK link这3家,能够量产就锦上添花了,做不成也无所谓。

有人要问了,美国要产出1.5万吨NdFeB 永磁体,稀土原料从那来?  显然是MP公司,那MP生产的原料足够吗? 下篇再讨论。

差点忘了提那个颠覆性的无稀土永磁体新型铁氮合金(Fe16N2),这是明尼苏达大学一个华人教授发明的,目前是个叫Niron公司在做,有个5吨pilot plant ,最近报道该公司的1500吨永磁体的工厂建设已经开始,预计2年后投产。 铁氮合金的优点是磁性能比NdFeB还好,不用任何稀土,原料廉价。但是亚稳态晶体结构,量产是有一定挑战性的,最大缺陷是使用温度超过200摄氏度就可能分解,这就有点麻烦了。我家有台KitchenAid, 有一次和面的面团太硬,马达停转,摸外壳很烫,应该就是高温使得马达里面的NdFeB永磁体磁力退化,等温度降下来之后就恢复正常,要是用了铁氮合金永磁体,磁力可能不可逆消失,那台KitchenAid就算是报销了。 所以这种新型铁氮合金即使量产成功,估计开始也仅能取代一部分NdFeB市场,下代改进后再进入高性能永磁体市场。

综观永磁体的发展历史,推动的主轴是高磁性能,其次因素是价廉,新型铁氮合金(Fe16N2) 在这2点上都是符合这个趋势, 因而也是未来的希望, 至于一些其它缺陷, 可以通过技术改进逐步完善。sintered NdFeB 永磁体1980年代刚发明之时也是不完美的, 后来不断改进才变成永磁体市场的主流。  

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评论
invest_2024dec 回复 悄悄话 分析十分專業,也容易看得懂,雖然不是化工專業的,但從數據到業界動態的了如指掌,令人信服。十分感謝科普。
insoine2 回复 悄悄话 回复 '唐宋韵' 的评论 : 政局不稳, 缅甸的重稀土矿位于缅甸政府军与缅北少数民族武装军事冲突拉锯带,缅北占优, 稀土就出口中国, 政府军打过来,对中国的出口就停止。 不过, 美国可以通过支持政府军来搅局 , 不让缅甸稀土出口中国, 如果美国是DEM当政此计是不可用, 但川普是从来不会管啥民主价值, 要是有利, 他有可能会支持缅甸政府军。
insoine2 回复 悄悄话 回复 'cng' 的评论 : 回复 'cng' 的评论 : 你的评论有一堆事实和逻辑错误。 1. 这篇讨论的是稀土永磁体供应链, 现在还是谈产业上游永磁体, 其下游产业稀土矿和分离下篇再讨论, 你离题了。 2. 不过,即使是提前讨论稀土来源, 也与你举的例子风马牛不相及, 因为稀土生产绝大部分从稀土矿来的, 就是在中国, 也是稀土矿来源。 3. 另外还有, 镓锗来源是有区别的,只有镓是从氧化铝的副产而来, 4. 注意, 镓是氧化铝不是电解铝副产, 氧化铝的生产, 澳洲就有很大产能, 5. 镓并不是必需是从氧化铝副产而来, 稀土矿的副产就有镓, 我会在下下篇说的。
唐宋韵 回复 悄悄话 谢谢知识普及。
请教一个问题:为什么美国不着眼缅甸的重稀土呢?据说品位很好。
insoine2 回复 悄悄话 回复 'borisg' 的评论 : You're very welcome.
cng 回复 悄悄话 没有说到点子上。举个例子,F35必须的镓锗,其实是中国巨无霸的电解铝工业的副产品。也就是说美国要想建立自己的镓锗工业,必须分两步走,要先恢复铝工业,并达到一定的规模,才能有镓锗的产业链。 问题是,你为了F35需要的一点点镓锗而生产那么多铝,先不说能否做到,就是做到了,谁会放着中国的价廉物美的铝不买而去买你质次价高的?
borisg 回复 悄悄话 thanks for expert analysis.
insoine2 回复 悄悄话 回复 'markyang' 的评论 : 技术从来不是问题, 西方社会对稀土重污染企业的反感和西方政府对环保过度严格监管, 还有中国稀土企业的过度内卷造成的低价倾销, 这两才是关键。
insoine2 回复 悄悄话 回复 'markyang' 的评论 : 不会用十年, 1-2年军用, 3-5年民用。
insoine2 回复 悄悄话 回复 'irisin2021' 的评论 :
美国稀土市场的确是不大, 所以中国也只能这一次了, 因为环保和成本, 以前是做不如买, 现在买不到了, 只好自己做了, 也好在市场不大, 政府为重建稀土供应链化的代价也不会大。
insoine2 回复 悄悄话 回复 'btpine' 的评论 :
的确, 美国修路修桥的速度, 也是慢悠悠, 过度强调干活人的权利, 必然导致效率下降。
btpine 回复 悄悄话 “有人要问了,美国要产出1.5万吨NdFeB 永磁体,稀土原料从那来? 显然是MP公司,那MP生产的原料足够吗? 下篇再讨论。"

文章写得很好,静候下篇....

1.5万吨烧结NdFeB磁体仅镨钕金属就需要5000吨左右,原料确实是个大问题。

NdFeB烧结磁体的制作设备和工艺都不是大的问题,问题在于建设速度。

中国一个企业(我指的是已有千吨以上规模的NdFeB生产企业)扩建一个年产1万吨的烧结NdFeB生产线的周期一般只需要用1年左右的时间,从厂房建造开始计算,所有的制造设备,包括合金甩片炉,氢破碎处理炉,真空烧结及热处理炉,后续的切割加工电镀充磁设备等都可以在中国购买到,且设备交货期很短,例如一台800公斤的合金甩片炉能在3个月之内交货。
irisin2021 回复 悄悄话 稀土虽重要,但市场需求量很小,市场只能养活一家公司。稀土战杀伤别人,也自断生路。稀土毕竟不是民生产品,民生项目才是贸易战的强牌。
选民 回复 悄悄话 稀土精炼技术并非高精尖, 美国及, 难的是按美国速度, 建成一个稀土产业链, 起码需要十年八年. 到那个时候早已物是人非, 黄花菜都凉了, 有谁会愿意投资?
markyang 回复 悄悄话 中国这次的稀土管制中有个很有意思的条目,就是严格管控稀土相关技术人员,估计也是害怕稀土精练技术外流,但是大概率已经是亡羊补牢的措施,过去十几年应该有不少的稀土技术人才已经外流了
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