面對國際稀土出口管制對全球半導體供應鏈帶來的潛在威脅,市場傳出台積電已著手向設備供應商展開調查,評估在廠房自動化設備中採用無稀土馬達的可行性。這項策略旨在超前布局以降低對單一來源關鍵礦物的依賴,防止晶圓廠運作因關鍵零組件短缺而面臨停擺風險。
防範斷鏈風險 晶圓龍頭啟動無稀土設備評估
據業界知情人士透露,台積電近期正積極尋求設備夥伴的意見,評估將廠區自動化系統中的馬達替換為無稀土方案的可行性。由於稀土磁鐵廣泛應用於驅動自動化裝備與精密運送機構的馬達中,若原材料出口受阻,將可能衝擊晶片產能,進一步波及人工智慧(Artificial Intelligence, AI)、資料中心及行動裝置等終端應用市場。
不過,相關評估目前仍處於初期技術調研與可行性確認階段,並未大規模更換既有設備。台積電對此項市場消息則未給予正面回應。
美台產官研合作 強化關鍵資源供應韌性
這項預防性措施反映了近年台美兩國推動關鍵資源供應鏈多元化的趨勢。美國在台協會(American Institute in Taiwan, AIT)先前表示,美方正與台灣及其他盟友密切合作,尋求建立具備韌性的材料供給體系,以避免過度依賴單一市場。
在台灣本土政策方面,經濟部已著手支持財團法人工業技術研究院(ITRI)開發稀土替代與回收技術,計畫在三年內建置試量產線,目標是提供國內約五成所需的稀土資源。相關計畫正由經濟部產業技術司協調執行,同時也吸引了美方官員的關注與技術溝通。
產業意義
台積電評估無稀土馬達的動向,對台灣精密機械與馬達零組件供應鏈具有深遠的指標意義。晶圓廠對自動化設備的穩定度、定位精度與潔淨度要求極高,過往多高度仰賴具備高功率密度的稀土永磁馬達。若龍頭大廠轉向無稀土方案,將促使國內馬達製造商與裝備整合商加快研發步伐,轉向開發高效率的感應馬達或磁阻馬達技術。
此外,這也意味著製造業的供應鏈風險管理已從電路板與晶片層級,深化至最底層的材料與馬達組件。能在無稀土技術上取得突破並達到半導體級規範的台灣零組件廠商,未來將有機會打入全球高階製造業的供應體系,提升整體產業鏈的不可替代性。
技術解析
在現代化智慧工廠中,馬達(Motor)是驅動各類自動化設備運作的核心心臟。傳統晶圓廠的自動物料搬運系統(Automated Material Handling System, AMHS)與機械手臂,多數採用包含釹鐵硼等稀土元素的「永磁同步馬達(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)」。稀土磁鐵能提供極高的磁場強度,使馬達能在體積輕巧的前提下輸出大扭力與精密的旋轉控制。
所謂「無稀土馬達」,則是指不使用稀土強磁材料的馬達設計,常見的替代技術包含「交流感應馬達(Induction Motor)」與「開關磁阻馬達(Switched Reluctance Motor, SRM)」。這類馬達依靠電磁感應或磁阻變化來產生旋轉力矩,雖然免除了稀土材料的依賴,但過去在體積效率、發熱控制與運轉平順度上面臨較高挑戰。隨著控制演算法與材料工程的進步,無稀土馬達配合先進的驅動器與微控制器,已逐漸能提供接近永磁馬達的性能,滿足工廠現場對精密定位與連續運轉的需求。
常見問題
台積電為何要評估無稀土馬達?
主因是為了因應稀土材料出口管制的斷鏈風險,避免自動化設備零組件缺料而影響晶圓廠運作。
無稀土馬達與傳統稀土馬達有何差異?
傳統稀土馬達使用強磁性的稀土元素,體積小且效率高;無稀土馬達透過電磁感應或磁阻原理運作,需搭配較複雜的演算法與驅動器來達到同等性能。
台灣政府在稀土供應鏈上有何政策規劃?
經濟部支持工研院推動稀土技術專案,計畫在三年內建立試量產線,目標是滿足國內約五成稀土需求。
