稀土替代技術：地緣風險下的永磁體材料專利動向

內容來源：上海情報服務平臺

稀土作為支撐新能源汽車、清潔能源等戰略性新興產業的核心材料，其戰略價值在地緣政治博弈中愈發凸顯。全球80%的稀土供應長期依賴中國，而美國地質調查局預測現有儲量僅能維持未來20年需求，這使得稀土成為國際科技競賽的新戰場。

在此背景下，日本憑借前瞻性的戰略布局和技術創新，正試圖打破資源壟斷格局。日本構建的稀土替代戰略體系涵蓋資源回收、深海勘探、材料創新與戰略儲備四大維度。通過"城市礦山"計劃，日本從廢棄電子產品中年均回收300噸稀土。在資源勘探領域，日本已在南鳥島周邊發現超過1600萬噸深海稀土礦床，配套開發的納米浮選技術可將礦石品位極大提高，預計2026年實現商業化開采。在材料科學領域，日本也取得突破性進展，京都大學研發的EuVO?H陶瓷材料展現出媲美釹磁體的磁各向異性。戰略儲備方面，日本建立了動態庫存管理系統，將釹儲備周期延長，并通過期貨基金對沖價格波動風險。

2025年9月25日，日本咨詢公司Astamuse發布了永磁體材料專利分析報告，以永磁體的重要類別——錳鉍磁體（MnBi）為例，分析了其專利申請趨勢、熱點及關鍵技術。2014年以來，全球錳鉍磁體（MnBi）專利申請量于2015年達到峰值后呈現下行態勢，預示該技術領域已步入成熟穩定期。從國家維度分析，中國始終是錳鉍磁體（MnBi）專利布局的核心力量，占據主導地位。2023年后美、韓、日三國的錳鉍磁體（MnBi）專利申請量出現小幅反彈，釋放出技術競爭再趨活躍的信號。

圖1錳鉍磁體（MnBi）全球專利申請趨勢

在核心技術攻堅層面，錳鉍磁體（MnBi）憑借原料豐度和成本優勢成為永磁體領域的重點突破方向，美國福特汽車與西門子公司分別研發的兩段式燒結工藝和液相包覆技術顯著提升了錳鉍磁體（MnBi）的材料性能。

圖2錳鉍磁體（MnBi）專利關鍵詞分布熱力圖

從錳鉍磁體（MnBi）相關專利申請的關鍵詞來看，無稀土磁體（earth-free）相關技術的關注度增長最為顯著，成為該領域關注度攀升最快的方向。這一現象直觀折射出地緣政治風險對技術研發主題的強導向作用。緊隨其后的是矯頑力（coercivity），研發重點聚焦于提升錳鉍磁體（MnBi）的矯頑力指標，縮小其與釹磁體之間的差距。低溫相（LTP）是錳鉍合金中具備強磁性的晶體結構，提高低溫相（LTP）占比已成為實現錳鉍磁體（MnBi）高性能化的核心技術路徑。磁晶各向異性（magnetocrystalline）的出現頻率上升，證明了業界持續通過工藝優化和催化劑研發來提升該材料特性。

盡管錳鉍磁體（MnBi）的替代技術取得階段性成果，但該領域的產業化進程仍面臨多重挑戰。當前錳鉍磁體（MnBi）的磁能積僅為釹磁體的60%，大規模替代需重建完整產業鏈，每替代1噸稀土需新增三條專用生產線。技術標準缺失亦制約商業化進程，而國際電工委員會卻尚未出臺無稀土電機認證規范。幸運的是，在全球科學界和產業界的共同努力下，科技創新正逐步消解資源詛咒，美國麻省理工大學（MIT）研發的室溫超導磁體、NASA推進的核動力發動機等顛覆性技術，正在勾勒出超越稀土依賴的未來圖景。在這場重塑全球產業鏈的競賽中，誰能率先實現技術突破與產業協同，誰就將掌握下一代工業革命的主導權。

參考文獻：

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