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近日,美軍公開的一份《現(xiàn)役主力裝備稀土依賴評估報告》引發(fā)了全球各界的關注。
該報告顯示,生產(chǎn)一架F-35隱形戰(zhàn)斗機需消耗超過400公斤的稀土材料,建造一艘伯克級驅逐艦則需2.6噸,而一艘弗吉尼亞級核潛艇的稀土消耗量更是高達4.6噸。
圖:三款美軍主力裝備的稀土用量
但比“高消耗”更令美國人焦慮的,是全球稀土供應鏈的格局:目前中國不僅貢獻了全球60%的稀土年產(chǎn)量,更掌控著90%的稀土加工環(huán)節(jié)與93%的稀土磁體制造份額。這種“壟斷性優(yōu)勢”,使得美國軍工生產(chǎn)幾乎深度綁定中國供應鏈。而這顯然也是最近特朗普在中國發(fā)布稀土相關物項和技術管制政策后破防的原因。
美國CSIS機構的報告則進一步指出,生產(chǎn)F35和伯克級驅逐艦等先進戰(zhàn)機和戰(zhàn)艦所消耗的稀土主要是釤、釓、鋱、鏑、镥、鈧、釔等七種元素。這些稀土主要應用于雷達、電子設備和發(fā)動機中。
圖:一架F35需要400公斤稀土
圖:部分稀土
比如F-35采用多電飛機架構,取消了傳統(tǒng)的引氣式APU裝置,改用永磁發(fā)電機作為啟動和發(fā)電輔助裝置。而該永磁發(fā)電機系統(tǒng)恰恰就需要稀土來制作永磁體,其主要制作材料為輕稀土釹,但為提升可靠性和使用壽命,一般還會添加重稀土元素如釤或鏑。
釤能增強磁體的熱穩(wěn)定性,確保發(fā)電機在極端環(huán)境下運行;鏑則防止磁體在高溫下退磁,以免降低使用壽命。
圖:F-35戰(zhàn)機的永磁發(fā)電機PTMS系統(tǒng)
然而,釤和鏑這類重稀土均在中國稀土管制名單內(nèi),且中國壟斷了全球重稀土加工產(chǎn)業(yè),因此,釤與鏑這類重稀土加工,全球幾乎完全依賴中國,別無他法。
此外,F(xiàn)-35 block 4升級項目計劃換裝的APG-85有源相控陣雷達也非常依賴中國供應鏈。因為該雷達采用的是氮化鎵收發(fā)組件,而鎵雖然不是稀土元素,但其作為稀有金屬元素,也早在2023年就被中國列入出口管制名單了。
圖:F-35現(xiàn)用的APG-81雷達
同時,F(xiàn)-35的EODAS光電探測系統(tǒng)和EOTS瞄準系統(tǒng),也非常依賴對紅外線非常敏感的鍺這一稀有金屬元素,而鍺同樣受中國出口管制。
因此,這些材料的缺失,不僅會影響F-35的現(xiàn)有生產(chǎn),更會使其技術升級陷入停滯。
目前由于相關材料供應不穩(wěn),F(xiàn)-35 block 4升級項目的完成時間已經(jīng)從原定的2029年推遲至2031年。屆時,可能中國的第六代戰(zhàn)斗機都已經(jīng)列裝部隊了。
另外,美國空軍的第六代戰(zhàn)斗機F-47項目目前也進展緩慢,它的生產(chǎn)也必然要用到大量的稀土材料,所以在相關管制政策下,它很可能無法在原定的2028年完成首飛,這顯然將進一步拉大中美之間的空中裝備差距。
目前,為應對稀土供應危機,美國政府和企業(yè)正努力構建立足于本土的稀土供應鏈。比如美國戰(zhàn)爭部在今年7月,就向生產(chǎn)鐠釹氧化物產(chǎn)品的“MP Materials”公司注資了4億美元,成為其最大股東,并承諾未來十年內(nèi),會以每公斤110美元的價格收購其鐠釹氧化物產(chǎn)品,以抵御中國的沖擊。
同時,戰(zhàn)爭部戰(zhàn)略資本辦公室還提供了1.5億美元貸款,支持MP Materials在加州芒廷帕斯建設重稀土分離設施。
此外,美國唯一的磁體制造商Noveon Magnetics與Lynas Rare Earths合作,旨在建立不依賴外部的永磁供應鏈,Lynas也獲美國政府資助,將建設輕稀土和重稀土處理廠。
然而,這些投資完全是遠水解不了近渴。這些公司的產(chǎn)能極低,根本滿足不了市場和美軍的需求。
圖:F35的發(fā)動機需要使用大量稀土
比如美國戰(zhàn)爭部投資的這個MP Materials公司,它計劃到2025年生產(chǎn)1000噸釹鐵硼磁體,然而這產(chǎn)量還不夠中國2018年產(chǎn)量的1%的;而Lynas雖為海外最大稀土分離商,卻根本無法擺脫對中國精煉技術的依賴。
更重要的是,美國其實完全缺乏重稀土的分離能力,雖然有實驗室樣品,比如USA Rare Earths公司的99.1%純度氧化鏑,但其遲遲無法實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn),所以完全沒有意義。
此外,美國還要面臨技術壁壘的挑戰(zhàn)。中國在相關溶劑萃取等加工技術上占絕對優(yōu)勢,西方企業(yè)既無成熟工藝,又受環(huán)保約束,而中國禁止稀土提取技術出口后,進一步避免了技術外流。
圖:F35的光學系統(tǒng)也需要稀土
國際合作方面,雖然澳大利亞和日本等國也正在發(fā)稀土項目,如澳大利亞布朗斯山脈的鏑礦開采,但他們短時間內(nèi)仍然離不開中國精煉技術的支持。所以這些努力在短期內(nèi)實際毫無意義,根本無法改變中國在稀土領域的主導地位。
綜上所述,中國稀土管制策略的陰影已籠罩美國國防的未來,現(xiàn)在暴露出的F-35的困境僅僅只是冰山一角。在可預見的未來,美國如果解決不了對中國稀土和稀有元素供應鏈的依賴,那么在高端裝備的競賽中,他們必然會繼續(xù)落后。
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