2023年稀土功能材料产业概览

互推小编 2024-02-04

一、简介

稀土元素（15个镧系元素、钇、钪共17个元素的总称）因其独特的电子层结构，使其具有优异的磁、光、电等物理和化学特性，在新能源汽车、新型显示与照明、工业机器人、电子信息、航空航天、国防军工、节能环保及高端装备制造等战略性新兴产业中均发挥着重要的作用，是不可或缺的核心基础材料。

以稀土功能材料为代表的稀土新材料已成为全球竞争的焦点之一。欧美和日本等发达国家和地区均将稀土元素列入“21世纪的战略元素”，进行战略储备和重点研究。美国能源部制定的“关键材料战略”、日本文部科学省制定的“元素战略计划”、欧盟制定的“欧盟危急原材料计划”均将稀土元素列为重点研究领域。特别是，近年来美国重启稀土产业来获得可用于军事用途的稀土磁铁。可以说，稀土永磁材料已成为稀土功能材料领域的“上甘岭”。

正因如此，我国将稀土列为国家重点管控和发展的战略资源，并在《中国制造2025》等国家中长期发展规划中将稀土功能材料列为关键战略材料予以重点发展。《国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》等相关规定也有利地推动了稀土功能材料领域科技创新，优化稀土产业结构，促进了我国稀土功能材料发展水平和质量的不断提升。

二、稀土功能材料的发展现状

稀土是我国具有国际话语权的重要战略资源和优势领域。我国是世界稀土资源储量大国，据探测全球稀土资源总储量约为1.2×108t，其中我国储量达到4.4×107t，占比约为37.8%，是全球最大的稀土矿生产国。2019年全球稀土矿产量为2.1×105t，其中，我国的稀土矿产量达到1.32×105t，约占全球稀土矿产量的63%。同时，我国也是具有完整独立工业体系的稀土产业化国家，涵盖从上游的选矿，中游的冶炼分离、氧化物和稀土金属生产，下游的稀土新材料以及应用的全部产业链。2018年中国稀土产业链产值约为900亿元，其中稀土功能材料占比为56%，产值约为500亿元，冶炼分离占比为27%，产值约为250亿元。其中，稀土功能材料中占比最高的是稀土永磁材料，占75%，产值约为375亿元，催化材料占比为20%，产值约为100亿元。以稀土功能材料在我国的稀土消费结构来看，稀土永磁材料受益于新能源汽车和电子工业等领域的高速发展，在消费结构中的占比最高超过40%；冶金和机械、石油化工、玻璃陶瓷占比分别为12%、9%和8%，储氢材料和发光材料各占比约7%；催化材料、抛光材料和农业轻纺各占5%。

1、储量

全球稀土资源分布集中度较高，中国储量世界第一占全球储量比约33.8%。根据美国地质调查局（USGS）公布数据显示，2022年全球稀土资源总储量约为1.3亿吨，其中中国储量为4400万吨，占比约33.8%，越南储量2200万吨，占比约为16.9%，巴西和俄罗斯储量均为2100万吨，占比16.2%，前四大稀土资源持有国资源储量合计超过全球总储量的83%，资源分布集中度较高。

中国稀土资源分布总体上表现出“北轻南重”的特征，轻稀土储量过占比超过90%。根据稀土协会数据公开数据显示，中国稀土资源量约为1.12亿吨，其中轻稀土0.82亿吨，占73.21%；重稀土0.29亿吨，占25.89%。中国稀土储量3157万吨，其中轻稀土2853万吨，占90.37%；重稀土305万吨，占9.66%。轻稀土主要分布在内蒙古、四川、山东和湖南，分别占总储量的67.78%、8.8%、12.67%和1.1%。重稀土主要分布在江西、广东、福建、广西和湖南，分别占总储量的2.41%、1.68%、0.06%、3.48%和2.03%。

2、产量

产量方面，根据美国USGS数据，2022年全年稀土矿产量为30万吨，中国产量随着稀土开采和分离指标提升增加至21万吨，占比70%；美国产量为4.3万吨，占比超过14%；澳大利亚产量为6%，占比为6%，美国和澳大利亚是除中国外的主要稀土生产国。

中国稀土开采和分离需要严格按照国土资源部和工信部下达的稀土开采、冶炼分离总量控制指标，任何单位和个人不得无指标和超指标生产。2022年中国岩矿型稀土（轻稀土）指标为190850吨，离子型稀土（中重稀土）指标为19150吨，合计达到21万吨，同比增加25%；冶炼分离指标合计达到20.2万吨，同比增加24.69%。

（一）稀土冶炼分离领域

1988年，我国稀土产量超过了美国，成为世界第一稀土生产国。我国稀土冶炼分离水平全球领先并延续至今，控制着高纯单一稀土的全球市场。目前，我国稀土冶炼分离企业主要集中于中国的六大稀土集团：北方稀土高科技有限责任公司（集团）、中国南方稀土集团有限公司、广东省稀土产业集团有限公司、中国稀有稀土股份有限公司、五矿稀土集团有限公司、厦门钨业股份有限公司。国外的稀土冶炼分离项目主要有美国钼公司的MountainPass项目（盛和资源控股股份有限公司收购）、澳大利亚Lynas在马来西亚关丹的冶炼分离项目、比利时索尔维集团（Solvay）项目等。

（二）稀土永磁材料领域

稀土永磁材料不仅是整个稀土领域发展最快、产业规模最大最完整的发展方向，是国防工业领域不可替代和不可或缺的关键原材料，也是稀土消耗量最大的应用领域。自2000年以后，我国稀土永磁材料应用的产业规模不断扩大，烧结钕铁硼磁体毛坯产量由“十二五”初期的8×104t增加到2019年的1.8×105t，增幅超过1倍，占全球产量的85%以上；钐钴永磁材料的产量为2400t，占全球产量的80%以上。

烧结钕铁硼磁体在风力发电、混合动力和电动汽车等新能源汽车、节能家电、工业机器人、高速和磁悬浮列车等高新技术行业中的广泛发展，为稀土永磁材料行业发展提供了重要支撑以及较为可观的行业增长潜力。我国在高性能稀土永磁材料、重稀土减量化技术、高丰度稀土永磁材料的平衡利用和磁体回收利用技术等领域都接近世界同行先进水平。

尽管我国已成为全球最大的稀土永磁材料生产国，以高丰度稀土永磁材料为代表的部分稀土永磁制备技术已处于世界领先地位，但我国的稀土永磁材料产品，目前还无法满足高档机器人、第五代移动通信技术（5G）、光刻机等新兴产业对高端永磁体的技术需求。同时，在整个稀土永磁材料的核心知识产权、热压\热变形、晶粒细化等最先进的制备技术及连续化智能化装备等领域，仍然同美国、日本等发达国家存在不小的差距。

（三）稀土发光材料领域

随着半导体材料在照明、显示和信息探测领域的加速渗透，市场对光源的品质化需求也越来越高。在照明领域，目前实现全光谱照明被认为是新一代白光LED照明的主导方向。在其他发光材料领域，近红外探测器件是物联网的重要组成部分，已成为全球关注的焦点，在安防监控、生物识别、食品医疗检测等领域具有很大的应用前景。

在发光材料领域，以白光发光二极管（LED）用照明与显示材料来说，三菱化学株式会社、电气化学株式会社、日亚化学工业株式会社等日本企业在全球市场的生产量、销售量、资产总额等方面占据绝对优势。而我国的白光LED荧光粉国产化率也从2000年的不足5%提升至目前的约85%，但在创新驱动力与自我提升能力方面，我国企业与国外仍有一定的技术差距。目前，我国较有行业影响力的企业主要有有研稀土新材料股份有限公司、江苏博睿光电有限公司、江门科恒实业股份有限公司。

（四）稀土晶体材料领域

稀土晶体材料主要包括稀土激光晶体和稀土闪烁晶体两大类，在国防军工、尖端科学装置、医疗、探测、安全检查等领域具有广泛应用。近年来，正电子发射计算机断层显像（PET-CT）等高端医疗诊断设备发展迅速，对以硅酸钇镥（LYSO）晶体为代表的高性能稀土闪烁晶体产生了强劲需求，以中国为代表的新兴经济体未来的市场潜力尤为巨大。按照每百万人1台的拥有量计算，我国需新增约1000台PET-CT设备，对稀土闪烁晶体的需求量将超过30亿元。

（五）稀土催化材料领域

稀土催化材料在国民经济中占据重要地位，可以广泛应用于环境和能源，促进高丰度轻稀土元素镧、铈等大量应用，有效缓解并解决我国稀土消费失衡，提升能源与环境技术，改善人类生存环境。石油裂化催化剂和机动车尾气净化催化剂是稀土催化材料用量最大的两个应用领域，包括石油裂化催化剂、移动源（机动车、船舶、农用机械等）尾气净化催化剂、固定源（工业废气脱销、天然气燃烧、有机废气处理等）尾气净化催化剂等。

与世界同类催化剂相比，国产裂化催化剂在使用性能上已达到相同水平。但在机动车尾气净化催化剂、火电厂用高温工业废气脱硝催化剂领域，如铈锆稀土储氧材料、改性氧化铝涂层等关键材料，大尺寸、超薄壁载体（>600目）规模化生产，以及系统集成关键技术与装备等方面，与国外先进水平仍有一定差距。

（六）高纯稀土金属及靶材领域

高纯稀土金属是研究开发高新技术材料的核心原料，广泛应用于磁性材料、光功能材料、催化材料、储氢材料、功能陶瓷材料、电子信息用溅射靶材等领域。进入20世纪末期，日矿金属株式会社、东曹株式会社、霍尼韦尔国际公司等日本和欧美企业已经由高纯金属的制备转而进入产业化开发和新材料应用阶段，为7nm以下高阶制程集成电路、5G通信器件、大功率器件及智能传感器件、固态存储器等先进电子信息产品提供配套关键材料。世界知名的高纯稀土金属及靶材制造企业主要是日本东曹株式会社、美国霍尼韦尔国际公司等世界500强企业。我国高纯稀土金属及靶材制造企业主要包括有研稀土新材料股份有限公司、湖南稀土金属材料研究院等，在技术创新、先进装备、前沿基础研究等方面还存在差距。我国目前已突破超高纯稀土金属制备技术，但距离实现产业化，保障集成电路等电子信息产业发展还有一定的距离。

三、稀土功能材料发展的困难与挑战

基于以上稀土功能材料的研究现状，可以发现，稀土资源作为不可再生的全球稀缺战略资源，一直是全球关注的焦点之一。自中美贸易摩擦以来，稀土和稀土永磁材料成为国内外媒体经常提起的“关键词”，究其原因在于中国稀土及稀土永磁材料产业链的主导地位和稀土永磁材料科技的发展速度让美国倍感担忧。尽管我国的稀土资源和稀土采选冶等工艺技术处于国际领先地位，同时也拥有一系列原创技术，然而在整个稀土功能材料发展中仍然面临着不少困难和挑战。

稀土功能材料的外部挑战，主要来源于美国以“举国体制+全球阵营”，试图通过“全面脱钩”方式摆脱对中国稀土永磁产品的依赖，同时煽动其他国家放弃应用中国的稀土永磁材料，以此来围堵和遏制我国稀土科技和应用产业的快速发展。另一方面，在稀土功能材料的中下游应用领域，我国大部分研究开发处于跟随国外领先技术方式状态。尽管近年来我国在稀土材料领域的专利申请量快速上升，但绝大部分属于改进型专利或边缘专利，拥有核心自主知识产权的成果尤其是具有原创性的国际专利还不多，很多核心技术受国外专利技术壁垒的制约，严重影响了稀土产业的高质量发展和国际化步伐。

稀土功能材料的内部挑战，主要来自于稀土产业基础短板问题突出，“锻长板”重视程度不足；企业和科研机构更倾向于支持短期见效的研仿型技术，对开发难度大、开发成本高、技术突破周期长的原创技术的支持力度不足；稀土功能材料领域的多学科、跨行业协同研发能力有待加强。归根到底，还是我国的原始创新能力不足，对稀土功能材料核心技术的掌控能力较弱。

因此，着眼于2035的稀土功能材料发展，应更加注重全球化视角下的稀土功能材料的自主创新能力建设，包括核心技术的掌控、与国际先进技术的学习和融合，以及稀土功能产业优势的坚守和做大做强。

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