TSMC Meninjau Motor Tanpa Unsur Nadir ketika Taiwan Mencari Alternatif kepada Bekalan China

Satu komponen kecil di kilang membawa risiko bekalan yang besar

TSMC bertanya kepada pembekal peralatan sama ada motor tanpa unsur nadir boleh digunakan dalam sistem automasi kilangnya. Usaha ini bertujuan mengurangkan pendedahan kepada kawalan eksport China di kilang yang menghasilkan beberapa cip paling canggih di dunia. Tiga eksekutif industri yang diberi taklimat mengenai rancangan itu menceritakan tinjauan pembekal tersebut dalam laporan yang diterbitkan pada 22 Oktober.

Penelitian itu dilakukan ketika Taiwan meneruskan strategi bahan yang lebih luas: menghasilkan dalam negara bersamaan separuh daripada anggaran keperluan unsur nadir tahunan, iaitu kira-kira 2,000 tan menjelang 2030. Untuk mencapai sasaran itu, Taiwan perlu menghasilkan kira-kira 1,000 tan setahun, sambil membangunkan keupayaan penapisan, kitar semula dan pembuatan yang diperlukan untuk menukar bahan mentah kepada produk yang boleh digunakan.

Kebimbangan segera TSMC tertumpu pada mesin. Magnet unsur nadir membantu motor menggerakkan komponen di dalam kilang yang sangat automatik. Kekurangan komponen khusus ini boleh menjejaskan pengeluaran untuk pengeluar telefon pintar, sistem kecerdasan buatan, pusat data dan rantaian bekalan pertahanan.

Dua individu yang mengetahui perbincangan itu berkata usaha tersebut masih di peringkat awal, tanpa pengenalan meluas peralatan yang menggunakan motor tanpa unsur nadir. Pembekal diminta menilai kebolehlaksanaan, dan jadual pelaksanaan belum diumumkan.

Oleh itu, tindak balas Taiwan bergerak melalui dua landasan yang saling berkait. TSMC meneliti sama ada peralatan boleh menggunakan komponen berlainan, sementara kerajaan dan penyelidik berusaha mendapatkan sumber alternatif bagi bahan yang masih diperlukan oleh industri. Kedua-duanya menangani rantaian bekalan yang didominasi China.

Mengapa motor penting dalam pengeluaran cip

TSMC, pengeluar cip kontrak terbesar di dunia, menghasilkan cip untuk syarikat lain. Kilangnya bergantung pada mesin automatik, manakala motor membekalkan gerakan yang membolehkan peralatan beroperasi. Magnet unsur nadir digunakan secara meluas kerana menyokong reka bentuk motor yang padat dan cekap.

China mewajibkan lesen eksport bagi bahan unsur nadir tertentu, magnet dan teknologi pemprosesan berkaitan. Oleh itu, syarikat yang bergantung pada produk terkawal perlu mengambil kira kebenaran eksport dalam urusan bekalan mereka.

Seorang individu yang mengetahui rancangan TSMC berkata kebimbangan terhadap kemungkinan gangguan dari China mendorong usaha mencari alternatif. Isu komersial ini bukan sekadar mendapatkan mineral mentah: pengeluar cip juga memerlukan pembekal peralatan untuk membekalkan komponen khusus yang digunakan di kilangnya.

Penyelidik ITRI, Cao Shen, ketua kumpulan di Makmal Penyelidikan Bahan dan Kimia institut itu, menjelaskan bahawa industri semikonduktor Taiwan menggunakan jauh lebih sedikit bahan unsur nadir secara langsung berbanding pengeluar kenderaan elektrik dan industri yang berasaskan motor. Kegunaan dalam semikonduktor termasuk penggilapan mekanikal kimia, yang melicinkan permukaan semasa pembuatan, serta sesetengah bahan penebat dan peralatan.

Keperluan bahan yang agak kecil masih boleh menjadi penting apabila bahan itu terdapat dalam komponen mesin yang diperlukan. Bagi TSMC, persoalan praktikalnya ialah sama ada pembekal boleh menyediakan motor yang sesuai dengan pendedahan lebih rendah kepada bahan terkawal, sambil memenuhi keperluan kilang.

China menguasai peringkat pemprosesan dan pembuatan magnet

China menyumbang 91% pengeluaran unsur nadir bertapis untuk magnet dan 94% pengeluaran magnet kekal tersinter pada 2024, menurut angka yang dikaitkan dengan Agensi Tenaga Antarabangsa. Pensinteran ialah proses pembuatan yang mengikat zarah bahan menjadi magnet pepejal.

Angka itu menunjukkan tumpuan pada dua peringkat: memproses unsur nadir menjadi bahan yang boleh digunakan dan mengeluarkan jenis magnet siap yang utama. Penemuan deposit mineral di tempat lain hanya menangani satu bahagian rantaian. Pengilang juga memerlukan proses pengasingan, penapisan, penghasilan aloi dan pembuatan magnet.

Cao berkata neodimium ialah bahan utama dalam magnet kekal neodimium, besi dan boron yang digunakan secara meluas dalam motor cekap. Disprosium boleh ditambah untuk keadaan mencabar yang melibatkan suhu tinggi, beban berat atau kelajuan putaran tinggi.

Tinjauan pembekal TSMC menyasarkan permintaan terhadap bahan ini melalui reka bentuk peralatan. Projek penapisan dan kitar semula Taiwan pula menyasarkan bekalan. Kemajuan pada mana-mana landasan boleh mengurangkan pendedahan, tetapi setiap satunya memerlukan kerja kejuruteraan dan keputusan komersial yang berlainan.

Penyelidikan Taiwan sudah mencapai peringkat logam dan aloi

Institut Penyelidikan Teknologi Perindustrian, yang dikenali sebagai ITRI, memfokuskan penyelidikan unsur nadirnya pada neodimium dan disprosium. Pada November 2025, institut itu berkata ia boleh memproses sumber yang mengandungi kira-kira 5% unsur nadir menjadi oksida dan logam unsur nadir dengan ketulenan 99.9%.

ITRI turut berkata ia telah menghasilkan aloi neodimium, besi dan boron serta sedang menguji bahan bersama syarikat tempatan dan institusi akademik. Oksida ialah sebatian yang mengandungi oksigen; menghasilkan logam dan kemudian aloi melibatkan pemprosesan lanjut ke arah bahan yang digunakan dalam magnet.

Institut itu merancang untuk mula memindahkan teknologi kepada syarikat swasta pada 2026. Pemindahan teknologi bermaksud menyediakan kaedah penyelidikan dan pengetahuan berkaitan untuk kegunaan industri, supaya syarikat boleh membangunkan pengeluaran berdasarkan hasil tersebut.

Potensi pelanggan industri sudah wujud di Taiwan. Taigene Metal mengeluarkan magnet unsur nadir dan ferit serta mempunyai kilang di Taoyuan. Penapis tempatan perlu membekalkan komposisi, konsistensi dan kuantiti yang diperlukan pengilang seperti itu.

Dalam kenyataan mengenai inisiatif unsur nadir semasa, ITRI berkata ia sedang bekerjasama dengan Jabatan Teknologi Perindustrian di Kementerian Hal Ehwal Ekonomi untuk merancang sebuah projek. Tiada butiran lanjut mengenai projek itu diberikan.

Bagaimana penyelidikan dan rancangan pengeluaran saling melengkapi

Menteri Ekonomi Kung Ming-hsin berkata pada Februari bahawa kerajaan akan menyokong pembangunan teknologi unsur nadir ITRI, dengan sebuah barisan pengeluaran perintis dirancang dalam tempoh tiga tahun. Beliau menyifatkan kapasiti itu berupaya memenuhi anggaran 50% permintaan domestik Taiwan.

Pegawai secara berasingan menetapkan sasaran bagi 2030 untuk menghasilkan dalam negara separuh daripada anggaran keperluan tahunan, iaitu kira-kira 2,000 tan. Jadual projek perintis berkaitan pembinaan dan pengujian proses pengeluaran, manakala sasaran negara merujuk kepada jumlah bekalan yang ingin disediakan Taiwan.

Turutan pencapaian penyelidikan dan dasar menunjukkan perkembangan usaha ini:

• 2023: Projek teknologi Kementerian Hal Ehwal Ekonomi bermula, dengan penubuhan peralatan penyelidikan sebagai langkah awal.
• 2024: Projek beralih kepada penyelidikan khusus yang memfokuskan neodimium dan disprosium.
• November 2025: ITRI menerangkan hasil penapisan dan rancangan pemindahan teknologi pada 2026.
• Februari 2026: Kung mengumumkan sokongan bagi barisan pengeluaran perintis dalam tempoh tiga tahun.
• 22 Oktober 2026: Laporan mengenai tinjauan pembekal TSMC menyebut perbincangan awal tentang motor tanpa unsur nadir.
• 2030: Taiwan menyasarkan pengeluaran domestik sebanyak separuh daripada anggaran keperluan unsur nadir tahunannya.

Keutamaan penyelidikan institut itu turut meliputi dron, robot dan motor kenderaan elektrik. Sektor-sektor ini juga memerlukan bahan magnet yang boleh diharap, maka industri pemprosesan domestik akan menyediakan bekalan kepada kelompok pelanggan yang lebih luas daripada sektor peralatan semikonduktor sahaja.

Kitar semula memerlukan bahan yang tepat pada kos yang berpatutan

Kepakaran kitar semula Taiwan menawarkan satu lagi sumber unsur nadir. Kajian pada 2022 oleh penyelidik Universiti Nasional Cheng Kung, Chen Wei-sheng, Jian Guo-cai dan Lee Cheng-han, menggunakan magnet daripada motor kenderaan elektrik terpakai yang dibekalkan oleh sebuah pengitar semula tempatan.

Penyelidik melarutkan sampel seberat satu gram dan menguji pengasingan terpilih disprosium daripada neodimium dan praseodimium. Kajian itu turut mengenal pasti pemprosesan melalui beberapa peringkat dan penjanaan semula cecair yang digunakan untuk pengekstrakan sebagai bidang kerja lanjut.

Leo Chang, naib presiden UWin Nanotech, menyifatkan akses kepada bahan mentah yang sesuai dan ekonomi pemprosesan sebagai kekangan utama. Syarikatnya mengendalikan teknologi pemulihan logam berharga secara komersial, sementara aplikasi kitar semula unsur nadirnya masih dalam pembangunan.

Chang mengutamakan bahan buangan yang pekat dan bernilai, seperti magnet kekal yang diperoleh daripada produk pada akhir hayat penggunaannya. Mengumpul barangan elektronik terpakai yang bercampur dan meleraikannya boleh menambah kos yang besar sebelum penapisan bermula.

Kajian 2026 dalam AIChE Journal oleh Chris Laliwala dari Universiti Carnegie Mellon dan rakan-rakannya memodelkan pemulihan daripada magnet kekal terpakai. Berdasarkan andaian kajian itu, magnet daripada kenderaan elektrik dan hibrid boleh menyokong pemulihan yang menguntungkan. Bagi cakera keras, pemulihan tidak ekonomik, sebahagiannya kerana bahan yang sesuai terlalu sedikit.

Bagi pengitar semula Taiwan, keputusan perniagaan yang sepadan bergantung pada jumlah kutipan tempatan, kos peleraian dan pembeli bagi hasil pemulihan. Loji pemprosesan memerlukan aliran bahan yang boleh diharap serta kaedah untuk mengekstrak unsur bernilai.

Pemprosesan lebih bersih sebahagian daripada cabaran industri

ITRI memanfaatkan pengalamannya dalam kitar semula asid buangan dan air sisa daripada industri semikonduktor dan optoelektronik untuk mengurangkan beban alam sekitar akibat penapisan unsur nadir.

Institut itu melaporkan bahawa proses baharunya mengurangkan sisa kira-kira 50%, penggunaan bahan kimia lebih 40% dan penggunaan tenaga kira-kira 20%. Dalam laporan pada November 2025, institut itu menetapkan sasaran mengurangkan penggunaan tenaga sebanyak 30% menjelang akhir 2026.

Perubahan ini penting bagi kos operasi dan juga pengurusan sisa. Bahan kimia, tenaga dan rawatan sisa semuanya mempengaruhi harga jualan bahan oleh penapis. ITRI mengenal pasti keseimbangan antara prestasi alam sekitar, penggunaan tenaga dan kos sebagai cabaran utama pembangunan.

Pengeluaran berterusan juga memerlukan kualiti yang konsisten dan jumlah yang mencukupi. Bagi pengeluar magnet, hasil yang berguna ialah penghantaran berulang bahan yang memenuhi spesifikasi pada harga yang dipersetujui.

Sumber luar negara dan pembelian awam meluaskan usaha

Kung berkata pada Julai bahawa pegawai merancang untuk melawat California dan Colorado pada bulan berikutnya bagi menilai deposit dan menentukan sama ada sumber itu memenuhi keperluan Taiwan. Beliau turut menyebut hubungan dengan Australia dan Kanada. Usaha itu masih pada peringkat penilaian sumber, sementara penghantaran masih perlu diatur.

Bahan import boleh menambah bekalan daripada magnet yang dipulihkan, sekali gus membolehkan Taiwan membina kapasiti pemprosesan tanpa bergantung sepenuhnya pada kutipan sisa domestik. Campuran bekalan bergantung pada unsur yang tersedia dan produk yang ingin dibeli pelanggan.

Raymond F. Greene, pengarah Institut Amerika di Taiwan, iaitu pejabat perwakilan de facto Washington di Taipei, berkata pada Jun bahawa Amerika Syarikat sedang bekerjasama dengan Taiwan dan rakan lain untuk membangunkan bekalan alternatif, memperluas kapasiti pemprosesan dan membina rantaian bekalan yang lebih berdaya tahan.

Menurut seorang individu di sebuah badan pemikir Amerika yang mengetahui perbincangan tersebut, pegawai AS turut membincangkan kepelbagaian rantaian bekalan mineral kritikal dengan ITRI. Kerjasama dalam pemprosesan akan menangani salah satu peringkat yang menyaksikan bahagian pengeluaran China amat besar.

Akta Promosi Kitaran Sumber Taiwan, yang diisytiharkan pada Jun, menambah satu langkah berkaitan perolehan. Artikel 32 mewajibkan badan awam mengutamakan produk dan perkhidmatan alam sekitar serta kitaran yang ditetapkan, manakala kategori produk dan prosedur penilaian ditentukan melalui peraturan pelaksanaan.

Perolehan kerajaan boleh membantu mewujudkan permintaan terhadap bahan pulih guna. Pengilang masih memerlukan kontrak bagi produk yang sesuai, sekali gus menghubungkan rangka kerja dasar dengan pesanan dan pelaburan sebenar.

Kesan kepada kilang dan pembekal

Penelitian TSMC meletakkan persoalan khusus tentang peralatan seiring dengan cita-cita bahan Taiwan yang lebih luas. Pembekal peralatan perlu menilai sama ada motor tanpa unsur nadir dapat memenuhi keperluan automasi kilang. Penapis dan pengitar semula pula perlu mengatur bekalan bahan yang boleh diharap, pemprosesan industri dan pelanggan.

Chang turut melihat peranan bagi syarikat Taiwan untuk membekalkan peralatan dan kejuruteraan kepada kemudahan kitar semula berhampiran sumber bahan terbuang di luar negara. Beliau menghuraikan potensi model perniagaan itu seperti berikut:

"Dengan cara ini, Taiwan boleh menjadi rakan teknologi dan pemprosesan, bukan sekadar destinasi bagi sisa import," katanya.

Untuk memastikan hasil daripada kemudahan seperti itu dibekalkan kepada pengilang Taiwan, perjanjian bekalan perlu dibuat selain penjualan peralatan. Peluang luar negara itu berkait dengan keperluan praktikal yang sama seperti projek domestik: input yang boleh diharap, produk yang sesuai dan pembeli yang komited.

Bagi pelanggan cip, perkembangan segera ialah kerja persediaan terhadap kemungkinan alternatif peralatan. Bagi industri bahan Taiwan, pencapaian seterusnya ialah pemindahan teknologi yang dirancang, barisan pengeluaran perintis dan kemajuan ke arah sasaran jumlah bagi 2030. Secara keseluruhan, usaha ini bertujuan memberi kilang lebih banyak pilihan dalam menentukan mesin yang dibeli dan bahan yang digunakan.

Perkara Utama

• TSMC telah meninjau pembekal tentang motor tanpa unsur nadir untuk peralatan automasi kilang.
• Perbincangan masih di peringkat awal dan belum ada pelaksanaan peralatan secara meluas.
• China menyumbang 91% pengeluaran unsur nadir bertapis untuk magnet dan 94% pengeluaran magnet kekal tersinter pada 2024, menurut angka IEA.
• ITRI melaporkan penghasilan oksida dan logam unsur nadir dengan ketulenan 99.9% serta merancang pemindahan teknologi pada 2026.
• Menjelang 2030, Taiwan menyasarkan bekalan domestik kira-kira 1,000 tan daripada anggaran keperluan tahunan sebanyak 2,000 tan.
• Kitar semula, sumber luar negara dan reka bentuk motor alternatif menangani bahagian risiko bekalan yang berbeza.