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AI金属:AI基础设施建设浪潮下的金属原材料产业研究(下)

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盘古智库新大航海时代公益课题组在第三篇中指出,AI金属因全球资源博弈与战略制衡,成为大国竞争的新焦点。

AI金属成为大国竞争新焦点:全球资源博弈与中国战略选择

第八章 AI金属的战略价值与博弈

8.1 AI金属的战略筹码属性

"战略资源"是一个被频繁使用但往往语义模糊的概念。在本报告的分析语境中,一种资源之所以具有战略属性,需要满足以下三个条件的同时成立:其一,在关键国家安全或国民经济领域具有功能不可替代性;其二,供给高度集中于少数主体,且在中短期内无法通过市场机制快速分散;其三,控制方能够通过供给管控将资源优势转化为可实施的政策工具,在大国博弈中形成可信的威慑或制衡能力。以此三条标准衡量,算力金属——尤其是第五章所分析的镓、锗、铟、钨、稀土等稀散金属——已从传统意义上的"工业原材料"完成了向"地缘政治战略筹码"的属性转变。这一转变既非一蹴而就,也非中国单方面推动的结果,而是AI产业革命、中美科技博弈与全球供应链重构三股力量相互作用的必然产物。

传统大宗商品与战略资源的本质差异。理解算力金属的战略属性,首先需要厘清其与石油等传统战略资源之间的本质差异。原油固然是历次大国博弈的核心标的,但其战略价值有两个重要的稀释因素:第一,原油的替代路径相对清晰(可再生能源、核能、氢能),能源转型路线图使石油依赖的可替代性在中长期具有可预见性;第二,原油供给来源多元(中东、俄罗斯、美洲、非洲),OPEC+的市场控制力虽强但并非完全垄断。算力金属中的稀散金属类别则不然:镓在化合物半导体中的应用没有经济可行的替代材料,锗在特定红外与光纤场景中同样如此,稀土高k氧化物在3纳米及以下先进制程中更是唯一成熟方案——这种"功能无可替代性"构成了算力金属战略价值的物理底座,且这一底座不会因技术进步而在短期内轻易动摇。与此同时,中国对镓(产量占比约95.7%)、锗(约68%)、稀土冶炼分离(约90%以上)的主导性控制,是石油供给格局中任何单一国家都从未实现过的极端集中程度。这两者叠加,使算力金属具备了比石油更为刚性的战略制衡潜力。

算力需求爆发是将潜在战略价值激活为现实筹码的触发器。客观而言,镓、锗、稀土等矿产的战略潜力并非新近被发现,早在2010年代全球稀土争端(日本等国大量囤积稀土以应对中国管制)时便已有所体现。但彼时这些资源的战略意义仍主要局限于军工与特种材料领域,市场体量有限,地缘博弈的经济代价可控。AI算力需求的爆发从根本上改变了这一格局:当全球科技竞争的胜负开始由AI芯片制造能力决定,当AI芯片制造能力的上限又被镓、锗、稀土等材料的可及性所约束,这些此前的"工业细节"瞬间跃升为大国竞争的核心战场。正是AI产业革命完成了从"潜在战略资源"到"现实博弈筹码"的价值激活,这是理解2023年以来中国对算力金属实施系统性出口管制这一政策选择的根本背景。

8.2 稀散金属的制衡战略意义

在上述总体性判断之下,有必要对各类稀散金属在战略制衡中的具体意义作更细粒度的分析,以避免将所有"算力金属"一概而论,造成战略资产评估的失真。

第一梯队:直接制衡AI芯片制造全链条。稀土(尤以镧、铈、钇、镥为代表的先进制程栅介质材料)与镓(氮化镓功率半导体)构成战略制衡的第一梯队——任何控制措施都将直接冲击AI芯片的制造能力。2025年下半年,中国将稀土出口管制与"14纳米及以下逻辑芯片、256层及以上存储芯片"的制造用途精准挂钩,以逐案审批机制实现对AI算力核心制程所需材料的精准管控,是第一梯队战略资产在政策工具化层面达到成熟形态的标志性事件。这类管制的精准度,意味着政策实施者对半导体产业链的技术节点有着相当深入的理解——管制不再是简单的出口禁令,而是外科手术式的"定向打击"。

第二梯队:制衡AI硬件制造关键辅助环节钨(芯片互连金属与六氟化钨CVD前驱体)、锗(AI数据中心光纤通信掺杂剂)、铟(高速光模块磷化铟衬底)构成战略制衡的第二梯队,其管控效果不直接作用于芯片的核心逻辑层,而是通过制约光通信互联、存储芯片制造等关键辅助环节,间接限制AI算力系统的整体性能与可扩展性。六氟化钨对芯片CVD工艺的不可替代性,使钨的出口管制能够以相当小的贸易量引发相当大的产业链扰动——这正是战略资源制衡有别于经济制裁的效率优势所在:以最小的贸易规模代价实现最大的产业链压制效果。

第三梯队:通过市场价格机制施加成本压力。钽(AI服务器钽电容)在中国更多处于消费端而非控制端,无法成为主动博弈工具;锡(先进封装焊料)的供给相对多元,中国虽是最大精炼国但非唯一供给来源。这类金属更多通过供需紧张推动的价格上涨,在成本层面对下游AI硬件制造商形成施压,属于市场机制驱动的被动战略影响,而非主动政策工具的产物。对中国而言,对这类金属的战略关注重点应在于供给安全保障(避免受制于人),而非主动用于博弈。

战略资产盘点的政策含义。上述三梯队的区分揭示了一个重要的政策含义:并非所有"算力金属"都应纳入同等强度的战略资产管理体系。对于第一梯队资产,精准化、法制化的出口管制是最有力的政策工具;对于第二梯队资产,出口管制应与本土深加工产业升级战略协同,以实现"资源优势+技术优势"的双重锁定;对于第三梯队资产,政策重点应转向供给安全保障——通过资源外交与供应链多元化,防止中国自身成为这类金属供给中断的受害者。

8.3 以资源换技术的战略路径

中国在算力金属领域的资源控制优势,不仅可以用于防御性的产业链安全保障,更可以作为进攻性的谈判筹码,在国际科技合作中争取技术获取的对等条件。这一"以资源换技术"的战略路径,已在历史上有过若干可借鉴的实践参照。

历史先例:稀土换技术的部分实践与局限。2010年前后,中国曾以允许外资在中国设立稀土合资企业作为吸引日本、欧美先进矿业与材料技术的政策工具,取得了一定的技术引进成效。然而,这一路径的局限性也是明显的:技术转让通常停留在生产工艺层面,核心知识产权与尖端技术并未真正转让;且随着中国稀土产业自身技术能力的提升,资源换技术的边际价值递减,外方提供的技术含量也相应下降。

当前背景下的新机遇:以算力金属优势撬动高端技术准入。在当前AI科技博弈背景下,"以资源换技术"的战略内涵有必要升维至更高层次:不再是简单地用矿产出口换取初级制造工艺,而是将算力金属的不可或缺性作为参与国际高端技术生态的准入筹码。具体可行的路径包括:在双边或多边技术合作谈判中,将镓锗等关键材料的正常出口与对方在高端半导体设备(EUV光刻机、先进封装设备)、尖端芯片设计工具(EDA软件)领域的合理市场准入形成明确的对等关联,以"资源可及性换技术准入"的对等框架打破当前单边封锁的非对称局面;在中国具有主场优势的国际标准制定论坛(如材料测试标准、化合物半导体器件标准)中,以资源体量优势积极参与规则制定,将产业链主导权从物质层面延伸至规则层面。

资源换技术路径的内在约束。这一路径同样面临若干现实约束,需要在战略设计中审慎考量。其一,技术转让通常是单向且可积累的,一旦对方获得关键技术,即便资源合作终止,技术能力也难以被"收回",这意味着每次具体交换必须确保获取的技术价值与让渡的资源影响力相称;其二,过于明显的"以资源要挟换技术"策略,可能强化对方的"去中国化"动机,加速倒逼其寻求替代材料方案,反而削减中国资源优势的中长期持续性;其三,中国需要的最核心技术(如EUV光刻机、3nm以下制造设备),往往来自西方对华出口限制中管控最严格的品类,对方的政治意愿约束可能比技术能力约束更难突破。因此,以资源换技术的战略路径应作为全球技术合作多元化策略的组成部分,而非替代中国自主技术突破路线的外部依赖。

8.4 出口管制工具的精准化运用

中国自2023年起对算力金属实施的系列出口管制,是本章分析体系的核心政策实践。评估这一政策工具的效果与局限,是对战略资产进行完整分析的必要组成部分。

出口管制工具的演进:从总量管控到用途精准管制。如前述各章所梳理,2023—2026年间,中国算力金属出口管制政策的演进呈现出"试探性出牌—范围扩大—精准化升级"的清晰路径:2023年7月首次对镓、锗实施出口许可管理;2024年12月对美加强管制;2025年2月将铟纳入管制范围;2025年4月稀土管制升级,与"14纳米以下/256层以上"的具体制程节点精准挂钩;2025年全年陆续将钨、部分钼产品纳入出口许可体系。这一演进路径的逻辑极为清晰:从展示"我们拥有这张牌",到"我们知道怎么打这张牌",再到"我们能精准打击对方最脆弱的技术节点",政策工具的成熟度持续提升。

精准化管制的实际效果评估。从已可观察的效果来看,中国的出口管制在以下几个维度取得了实质性成效:

第一,供给侧效果显著,下游出现实际短缺压力。以钨为例,2025年1—5月中国钨品出口同比减少约1,879吨,国际供应缺口显著扩大;六氟化钨对芯片厂商的2026年报价涨幅超200%,三星、SK海力士将其列为关键风险因素。以稀土为例,氧化钇国际价格在管制升级后出现数十倍的暴涨行情,充分印证了稀土供给侧管控对市场供需的实质冲击。

第二,战略博弈层面形成有效的不对称制衡。在中美科技博弈语境下,中国算力金属管制的出台,与美国对华芯片设备与EDA软件管制形成了双向制衡态势,改变了"单边封锁"的原有格局,为后续谈判与协商提供了对等的筹码基础,这一地缘政治层面的战略效果可能比供给冲击的经济效果更为深远。

第三,国内产业保护效果初步显现。出口管制通过限制低附加值原料出口、推动国内深加工产业发展,引导资源收益从出口端向国内加工端转移,有助于推动相关产业的价值链升级。

出口管制工具的局限性与潜在反效果。客观的战略评估同样需要指出管制工具的局限:

其一,管制可能加速对方的替代研发投入。DARPA对氮化铝、人造金刚石基超宽带隙半导体的研发资助,美国《关键矿产战略》中的回收与替代技术投资,均是中国管制政策倒逼西方加大替代方案研发的直接反应。当管制长期持续且力度过大,将在中长期催生真实的技术替代突破,最终削弱管制工具的持续威慑力。

其二,对非预期对象的附带损害可能引发外交摩擦。"逐案审批"机制若执行标准不透明、审批周期不确定,可能对非敏感的民用贸易正常流通造成附带干扰,引发贸易伙伴的外交不满,进而影响中国在多边贸易规则框架中的信誉与立场。2026年1月对日本军事用途实施全面禁止引发的外交反应,是需要持续关注的政策溢出效应案例。

其三,管制工具的适用边界需要清晰界定,避免"管制泛化"稀释战略效果。并非所有算力金属品类都适合纳入管制框架——对于中国本身进口依赖度高(如钽、锡)或国际话语权有限的品类,强行纳入管制体系不仅无法形成有效威慑,反而可能引发对等报复,损害中国的资源进口安全。管制工具的使用应遵循"精准、有限、可信"三原则:精准指向高科技战略节点,有限避免全面覆盖引发过度对抗,可信通过制度化机制确保执行的一致性与可预期性。

8.5 算力金属外交的战略建议

综合以上分析,本节从战略层面提出围绕算力金属的中国外交政策建议,旨在将资源优势转化为可持续的国家综合竞争力,而非短期博弈的一次性杠杆。

建议一:构建"算力金属外交"的系统性制度框架。当前中国对算力金属的战略运用,整体上仍处于"被动反应式"向"主动谋划式"的过渡阶段——出口管制政策的出台多发生于受到芯片封锁之后,且各次管制之间的协调性与系统性仍有提升空间。建议在国家层面建立"算力金属战略资源委员会"或类似的跨部门协调机制(整合工信部、商务部、外交部、自然资源部、国家发改委等),统一规划各类算力金属的战略定位、出口政策边界、资源开发节奏与外交谈判优先序,将当前相对分散的政策工具整合为具有整体协调性的战略资产管理体系。

建议二:以"资源可及性分级"替代简单的"全面管制/全面开放"二元模式。可以借鉴核材料的分级管控框架,对算力金属实行基于最终用途的三级可及性管理:对明确用于军事用途、国家战略竞争对手核心技术研发的出口申请,维持严格的逐案审批甚至否决机制;对民用高科技应用(消费电子、医疗设备等)维持正常贸易通道,以避免波及范围过广引发不必要的多边摩擦;对友好国家、参与共建"一带一路"或关键矿产合作框架的伙伴国,提供优先贸易通道与价格优惠,以资源可及性作为外交激励手段,逐步建立以中国为核心节点的算力金属供应链合作网络。这种分级模式既保持了战略压制对手的能力,又避免了因管制泛化引发的全面对抗风险,是更具可持续性的政策选择。

建议三:将算力金属优势延伸至下游产业,推动价值链从"卖原料"向"卖材料"乃至"卖器件"升级。当前中国对算力金属的控制,主要体现在矿端开采与初级冶炼分离层面,产品附加值相对有限。战略视野更完整的路径,是将原料端的控制力与产业链下游延伸协同推进:在稀土领域,从稀土氧化物升级至稀土永磁材料(钕铁硼)再到永磁电机与永磁器件;在镓领域,从镓金属升级至氮化镓外延片(MOCVD工艺)再到GaN功率器件与射频芯片;在锗领域,从金属锗升级至四氯化锗(光纤级)再到光纤预制棒。每一步上移都意味着附加值的倍增与替代难度的跃升,既能扩大中国在全球价值链中的收益份额,也能使资源优势转化为技术优势,形成更难被绕开的竞争壁垒。

建议四:积极参与国际关键矿产规则的制定,从"规则遵循者"转变为"规则塑造者"。当前全球关键矿产治理的规则框架正处于形成阶段——G7关键矿产合作伙伴声明、美澳"关键矿产伙伴关系"、欧盟关键原材料法案(CRMA)等西方主导的多边框架,正在积极构建将中国排除在外的替代供应链规则体系。中国应积极在上海合作组织、金砖国家合作框架、"一带一路"资源合作机制等中国具有主场优势的多边平台上,推动建立更具包容性的关键矿产国际治理规则,将中国的资源大国地位转化为国际规则制定的话语权,以"规则竞争"补充"资源竞争",构建更为全面的算力金属战略优势格局。

建议五:明确战略目标边界,避免战略过度伸张引发反噬。这是本章最后也是最重要的战略建议:算力金属的战略优势是宝贵的国家资产,但其使用必须服从于清晰界定的战略目标。资源管控的最终目的,是为中国的科技自立与产业升级争取有利的外部条件,而非在资源博弈本身中取得"零和游戏式"的绝对胜利。管制力度过激或覆盖面过广,将在中长期加速倒逼对手的去依赖化努力,使资源优势的窗口期缩短;而完全不作为则意味着将不对称优势拱手相让。战略克制与战略主动之间的动态平衡,才是将算力金属资源优势转化为持久国家竞争力的关键所在。

第九章 西方应对举措与中国反制策略

9.1 美国关键矿产战略体系评估

自2018年以来,美国对关键矿产供应链安全的政策关注持续升温,并在2025—2026年间进入战略加速落地阶段。理解美国关键矿产战略的逻辑演进与实际成效,是评估中国算力金属博弈格局与制定进一步应对策略的重要前提。

9.1.1 从MSP到FORGE:战略框架的代际升级

美国关键矿产战略的政策框架,在近年经历了两次重要的范式跃迁。第一次是2022年6月,拜登政府主导成立"矿产安全伙伴关系"(Minerals Security Partnership,MSP),初始成员涵盖澳大利亚、加拿大、日本、韩国、印度等14个国家以及欧盟,聚焦锂、稀土、钴等清洁能源矿产,以多边对话与项目协作为主要运作方式,推动供应链多元化。2024年,美欧进一步启动"矿产安全伙伴关系论坛"(MSP Forum),扩容合作方,强化高ESG标准项目对接,将重点矿产扩展至锗、镓等算力金属品类。

第二次是2026年2月,特朗普政府推出MSP升级版"资源地缘战略参与论坛"(FORGE),标志着美国关键矿产战略从"多边协调"转向"制度性联盟"。FORGE不再满足于软性协调,而是以强制性的政治压力与贸易政策工具驱动盟友对齐。2026年1月4日,特朗普援引《1962年贸易扩展法》第232条签署总统公告,将关键矿产进口依赖正式认定为"国家安全威胁",并向盟友和贸易伙伴下达180天"最后通牒",要求其在2026年7月3日前与美国达成供应链"去中国化"协议,未达成协议者将直接面临关税、配额等补救措施,无需额外审查程序。

与此同时,2026年美国高调启动启动资金约120亿美元的"金库计划"(Project Vault),以美国进出口银行100亿美元政府贷款与20亿美元私人资本的公私合作模式,建立覆盖稀土、镓、钴、锂、镍、石墨等35种关键矿产的工业级60天应急战略储备,并在G7框架下联合成员国拟对中国稀土征收15%—20%关税与碳边境税,同时设定钕铁硼等相关产品价格下限,意图以价格保护手段为域外产能的建立提供经济可行性保障。

9.1.2 美国战略的结构性短板

尽管美国关键矿产战略的政策强度不断升级,但其内在的结构性局限相当突出,制约着战略目标的实际实现程度。

"开采强、加工弱"的产业空心化困局。美国长期的产业"脱实向虚",导致本土矿产精炼与加工能力严重萎缩。在稀土分离、石墨负极材料生产、镓锗提纯等关键加工环节,美国几乎没有规模化的商业产能。即便美国境内拥有相当规模的矿藏,也面临"挖出矿石却无处加工"的结构性困境,不得不绕道中国或澳大利亚、马来西亚等第三国进行冶炼分离,这意味着"供应链去中国化"的实现,不能仅靠矿山端的投入,还需要在加工端进行耗时更长、投入更大的产业重建。2026年数据显示,美国有16种关键矿产100%依赖进口,54种关键矿产对外依存度超过50%,这一现实处境揭示了美国战略的起点有多低、要实现目标的路有多长。

本土矿山建设的审批周期约束。如第三章所详细论述,美国本土新建矿山的平均审批周期为7—10年,Resolution铜矿项目自1995年启动、耗资逾20亿美元后至今仍未获批,是这一约束最典型的现实写照。即便美国《关键矿产战略》通过简化审批流程等政策工具压缩建设周期,保守估计也需要5—10年才能形成实质性的本土产能,而AI算力需求的爆发与供需矛盾的激化正在当下发生。

友岸替代供应链的经济可行性存疑。美国防部为鼓励盟友建立稀土分离产能,设定了钕镨氧化物约110美元/公斤的保底收购价格,约为中国市场价的2倍。这种依靠政府补贴来弥补成本竞争力差距的做法,既不具有长期可持续性,也难以在全球市场自由竞争的环境下建立真正意义上的商业化替代产能。澳大利亚稀土、加拿大锂矿等友岸项目开发周期通常在5—10年,加工技术积累与工程能力培育所需时间可能更长,西方阵营在2030年前实质性缓解对中国关键矿产依赖的现实空间极为有限。

9.2 盟友体系的补充性布局分析

在美国主导的战略框架之下,各主要盟友根据自身资源禀赋与产业能力,形成了各具侧重的补充性布局,共同构成西方阵营试图绕开中国供应链的"多节点替代网络"。

9.2.1 澳大利亚:资源端的核心支柱

澳大利亚凭借其丰富的稀土、锂、钴、镍、铜等关键矿产储量,是西方关键矿产供应链重建中最重要的资源端支撑。莱纳斯(Lynas Rare Earths)是目前中国以外全球最大的稀土分离企业,已在马来西亚建有分离工厂(产能约1.8万吨/年稀土氧化物),并获美国国防部资助在美国德州建设新的稀土分离设施。然而,莱纳斯的产量与中国的27万吨年产量相比仍相差数量级,在稀土市场中属于"重要但有限"的补充来源,短期内无法构成对中国供给的真正替代。澳大利亚的战略价值更多体现在稀土矿石的资源保障层面,而非冶炼分离的产能层面——这一根本性区别,使其在解决西方"加工能力短缺"这一核心问题上的贡献依然有限。

9.2.2 加拿大:多元矿种的全谱系布局

加拿大在关键矿产版图上具有相当的独特性——其矿产种类覆盖面广(锂、钴、镍、铜、稀土、铌等),且受益于与美国高度一体化的供应链体系与相对完善的矿业法律框架。2025—2026年,加拿大在关键矿产领域加大了政府主导的投资力度,并作为FORGE框架的核心成员深度参与美西方关键矿产战略的协调。但加拿大同样面临本土矿山审批周期长(与美国类似的严格环评制度)与加工产能不足的结构性约束,其"供应链去中国化"贡献更多体现在矿石出口层面,而非在关键小金属的精炼与深加工环节。

9.2.3 日本:战略储备与技术研发的双轮应对

日本是西方阵营中关键矿产战略部署最为成熟的经济体之一,其应对中国资源优势的策略体系已运行多年。储备层面,日本建立了覆盖60天消耗量的国家稀有金属战略储备体系(包括镓、锗、铟、钒等品类),这一储备机制被G7"金库计划"明确参考引用;技术层面,日本企业在稀土资源的城市矿山(电子废料回收提炼)、稀土替代材料研发以及含稀土材料高效利用工艺方面积累了一定优势,TDK、信越化学、住友电工等企业在稀土磁材与化合物半导体材料领域具有较强的技术实力。2026年1月中国宣布对日本军事用途实施镓出口全面禁止后,日本政府迅速启动紧急储备补充程序,并与澳大利亚、加拿大、越南等国加速推进稀有金属多元化进口协议,表现出较强的政策响应能力,但受制于本土资源禀赋不足,其应对的根本局限难以在短期内突破。

9.2.4 欧盟:《关键原材料法案》的政策雄心与执行挑战

欧盟于2024年正式实施《关键原材料法案》(CRMA),设定了到2030年实现关键原材料国内开采满足总需求10%、国内加工满足40%的量化目标,并要求单一第三国对任何关键原材料的供应占比不超过65%(直指对中国的依赖)。这是迄今为止西方阵营在关键矿产领域政策雄心最大的法律框架。然而,CRMA的执行挑战同样不容低估:欧洲本土矿产资源储量有限(整体处于全球矿产资源的劣势地位),严格的环保法规与社区参与要求使新矿山开发审批周期漫长,"在欧洲开矿加工"的政治阻力显著大于在澳大利亚或加拿大;同时,欧洲矿产加工的能源成本(尤其是后能源危机时代的高电价)严重压缩了本土冶炼分离产能的经济可行性。因此,CRMA更可能的实现路径,是通过"盟友矿产进入欧洲加工"而非"欧洲本土完整产业链"来达成目标——这意味着欧洲的战略自主性将受到盟友资源国稳定性的直接约束。

9.2.5 越南与其他新兴资源国:供应链补充的地理扩展

在西方关键矿产战略的资源布局中,越南、哈萨克斯坦、赞比亚、刚果(金)(针对钴)、巴西(稀土)等新兴资源国正被纳入"备选供应节点"。越南是全球稀土储量第二大国(约2,200万吨),日本与澳大利亚已与越南建立稀土开发合作框架;哈萨克斯坦具有一定的铀、铬、钛等特种金属资源,且地处中亚的战略位置使其在欧亚供应链中具有独特价值。然而,这些新兴资源国普遍面临基础设施薄弱、矿业技术能力不足、政治稳定性存在不确定性等问题,成为可信、可持续供应节点的培育周期通常在10年以上,难以在当前供需紧张的时间窗口内发挥实质性补充作用。

9.3 替代技术路线的可行性评估

除了在供给侧重构替代供应链,西方阵营同时推进技术替代路线的研发,试图从需求侧降低对中国控制的关键矿产的依赖程度。本节对主要技术替代路线的可行性进行客观评估,以区分短期可行路径与中长期技术愿景。

9.3.1 氮化铝基与氧化镓基功率半导体:替代镓的技术探索

美国DARPA已资助雷神(Raytheon)等国防企业开展基于氮化铝(AlN)与金刚石基超宽带隙半导体的研发,以探索在军用功率放大器和雷达芯片中替代氮化镓的可能性。理论上,氮化铝具有比氮化镓更宽的禁带宽度,在极端高温与高压条件下可能展现更优性能;金刚石基半导体则以极高的热导率与击穿场强为特征。然而,这一路线面临以下几个关键性约束:其一,材料生长工艺极为复杂,高质量氮化铝单晶与金刚石基板的规模化制备尚处于实验室阶段,距离商业量产至少还有5—10年;其二,现有氮化镓生态系统(MOCVD设备、外延生长工艺、器件封装标准、可靠性数据库)已高度成熟,替代材料需要重建全套生态,迁移成本极高;其三,即便技术路线成功,氮化铝所需的铝原料仍大量由中国供给,替代了对镓的依赖却可能引入对铝的新型战略依赖。综合评估,氮化铝与金刚石基路线在2030年前对工业级应用的替代贡献极为有限,更多具有技术储备意义而非近期供给保障价值。

9.3.2 硅基技术升级:降低化合物半导体渗透边界

在不依赖镓基材料的前提下,通过提升硅CMOS与硅锗(SiGe)双极型晶体管的工作频率与功率密度,压缩砷化镓、氮化镓的可渗透应用场景,是另一条技术应对路径。近年来,芬兰诺基亚贝尔实验室、美国IEEE等机构的研究显示,先进硅锗工艺在部分5G/6G毫米波频段已实现与砷化镓方案可比的射频性能,但功率密度与热管理性能仍存在系统性差距。这一路线的现实意义在于,它可以在边缘场景(非极端功率密度、非最高频段)逐步扩大硅基技术的覆盖范围,将砷化镓/氮化镓的"不可替代区域"持续收窄,但并不能在可预见的中期内从根本上消除对镓基化合物半导体的依赖。

9.3.3 稀土减量化与替代磁材研发

针对稀土永磁中镝、铽等重稀土的用量,西方企业与研究机构持续推进"稀土减量化"技术路线,以降低对中国重稀土管制的脆弱性。主要进展包括:丰田等企业开发的"纳米结构磁材"技术,通过晶界扩散工艺降低镝的用量约20%—30%;部分企业探索铁氮基永磁(Fe-N)材料以替代钕铁硼,理论上可完全消除对稀土的依赖,但目前在磁能积与温度稳定性上与钕铁硼仍有显著差距,批量制备工艺尚不成熟。先进制程半导体所需稀土栅介质材料方面,学术界有若干探索HfO₂(氧化铪)薄膜替代稀土高k介质的研究,但在介电常数、界面态密度、与先进栅极工艺的兼容性等方面,氧化铪方案在3纳米以下节点的性能尚不及稀土高k氧化物。总体判断,稀土减量化是可行且正在发生的趋势,但"去稀土化"在中期内缺乏可行路径。

9.3.4 光伏"去银化":电镀铜工艺的实质性进展

与上述方向不同,光伏行业的"去银化"(以电镀铜替代银浆作为电池正面电极)是目前西方技术替代路线中进展最为实质的方向之一。隆基绿能、通威等中国头部光伏企业与韩华、美国First Solar等企业均在加快推进铜电极工艺的产业化验证。理论上,电镀铜工艺可将光伏电池的银浆用量削减70%—90%,对白银工业需求将产生重大冲击。当前,电镀铜工艺已在部分N型TOPCon、HJT电池中实现小批量验证,预计2027—2029年可能逐步实现大规模商用。若该工艺如期商业化,将显著缓解光伏领域对白银的需求压力,进而影响白银总体供需格局与价格走势——这是本报告第七章所强调的"技术替代对白银需求的中长期不确定性"的核心来源。

9.4 西方应对措施的现实局限

综合前三节的分析,可以对西方阵营算力金属战略的整体应对效果作出系统性评估。这一评估需要在"战略目标"与"短期可达目标"之间作出区分,以避免高估或低估西方应对能力。

局限一:时间差是西方应对的根本性约束。如第三章所分析,矿业供给的长周期性质(新矿山建设周期15.7年)与加工产能重建的技术积累要求(稀土分离技术需要数年至十数年的工程实践积累),决定了任何矿端或加工端的建设投入,都无法在5年以内形成对中国供给的实质性替代。2030年之前,西方阵营在算力关键金属领域的对华依赖,将主要停留在"管理脆弱性"(通过储备、多元化进口、友岸采购降低单一来源风险)而非"消除依赖"(建立完整的供应链自主体系)的阶段。这一时间差,是中国算力金属战略优势在中期内具有较强确定性的现实基础。

局限二:成本竞争力鸿沟难以通过补贴长期填平。中国在稀土冶炼分离、镓锗提纯等关键加工环节的成本优势,来源于数十年产业积累、完整配套产业链规模效应与相对低廉的能源及劳动力成本的综合叠加,而非可以通过短期补贴快速复制的简单工艺。美国国防部为鼓励稀土分离产能建设而设定约中国市场价2倍的保底收购价格,既意味着巨大的财政负担,也说明"不依赖补贴无法商业化运营"的现实处境。当补贴政策因财政压力或政治优先级变化而调整时,在市场化环境中缺乏竞争力的替代产能将难以维持,这构成西方替代供应链建设可持续性方面的重大脆弱点。

局限三:盟友体系内部的利益分歧制约协调效率。FORGE框架试图通过政治压力强制推动盟友供应链对齐,但盟友之间的利益诉求差异显著:澳大利亚、加拿大等资源出口国希望通过向西方阵营供应关键矿产获取更高溢价,但并不必然愿意完全放弃对中国市场的出口(中国是这些国家矿产的重要买家);欧洲国家在能源危机后的财政压力下,对需要大量补贴才能实现的本土加工产业建设存在真实的政治阻力;日本、韩国等在华产业链布局深厚的盟友,在"供应链脱钩"与"对华经贸正常化"之间面临两难选择。这种利益分歧,制约了西方阵营将政策宣示转化为产业行动的协调效率,也为中国通过双边关系经营分化盟友阵营保留了一定的外交操作空间。

局限四:技术替代的周期与供需紧迫性之间的错配。如9.3节评估所揭示,当前最具潜力的技术替代路线(氮化铝基半导体、稀土替代磁材、光伏去银化)的商业化时间表,普遍落在2027—2030年甚至更晚,而AI算力需求驱动的关键矿产供需矛盾正在当下激化。技术替代的储备意义是真实的,但其在2030年前缓解供给紧张的实际贡献极为有限,这意味着"等待技术替代"并不能解决西方阵营当前面临的中期供给安全挑战。

9.5 中国进一步博弈的策略建议

在前述对西方应对体系的系统性评估基础上,本节从博弈论视角提出中国进一步推进算力金属战略的具体建议,旨在有效延长中国战略优势窗口期、扩大资源优势的价值转化效率,并防范可能的战略反噬风险。

9.5.1 战略储备建设:以填补自身短板为优先

如第八章8.2节所分析,钽(进口依赖刚果金)、锡(多元化格局中中国非唯一主导者)等品类是中国自身供应链的潜在薄弱环节。建议以"补短板"为战略储备建设的第一优先级:建立钽、锑(军工不可或缺)、铂族金属等中国自身依赖程度较高、且供给集中于地缘政治不稳定地区品类的战略储备机制,防止在中国积极运用算力金属资源优势的同时,自身在其他关键材料上遭受对等的资源制衡。这一"内固后方"的战略逻辑,是开展算力金属外交博弈的必要前提。

9.5.2 精准维护盟友生态:分化西方矿产联盟

西方关键矿产战略框架(MSP、FORGE)的实际执行,高度依赖资源国盟友(澳大利亚、加拿大、越南、赞比亚等)的配合意愿。中国可以通过以下路径维护对这些资源国的吸引力,在不直接冲突的情况下分化西方联盟的执行效率:

其一,持续维护对资源国的大市场开放性。澳大利亚稀土、越南稀土、刚果金钴铜等若无中国市场,其出口价值将大幅缩水;对资源国而言,放弃中国市场的代价往往高于与美国盟友框架对齐的收益,这种利益计算是维持供应关系的天然引力。中国应在正常贸易层面为资源国提供稳定的市场准入,以商业关系的延续性消解政治压力。

其二,以"一带一路"矿产合作机制深化对非洲、中亚、东南亚资源国的经济纽带。通过基础设施投资(铁路、港口、电力)与矿产开发权益的组合方式,将经济依存度转化为供应链稳定性的结构性保障。非洲钴、铜资源的相当部分开采权已由中国企业持有,这是既有优势,应在维护当地社区利益与环保合规性的前提下持续深化。

其三,对于已被纳入FORGE框架的盟友,避免采取对等反制措施激化矛盾,而是以"保留正常贸易通道、对异常政治化行为实施针对性管制"的非对称策略,保持对分化阵营内部利益分歧的长期压力,而非将整个西方阵营凝聚为铁板一块。

9.5.3 推进国内资源精深加工,延伸产业链价值捕获

无论国际博弈格局如何演变,中国国内算力金属产业链从"初级资源出口"向"高附加值产品出口"的升级,都是不依赖外部变量的战略确定项。建议在以下几个方向加大政策支持力度:

镓产业链方面,以国家重大科技专项支持氮化镓外延片(MOCVD工艺)和GaN功率器件的规模化制造,推动国产GaN基快充芯片、GaN基射频器件打入国际供应链,将原料端的产量垄断延伸至器件端的技术竞争力;稀土产业链方面,以"稀土永磁材料—钕铁硼器件—稀土电机—机器人关节执行器"为完整产业链,持续推进价值链向下游延伸,将稀土附加值最大化保留在国内;锗产业链方面,支持四氯化锗光纤级产品的质量认证突破与光纤预制棒国产化,将锗从光纤掺杂原料升级至光纤系统级配套能力。每一步价值链延伸,既能扩大国内产业收益,也能使替代中国供给的难度以倍增的方式提升。

9.5.4 维护出口管制工具的可信度与可预期性

出口管制工具的威慑效果,很大程度上取决于其可信度(外方相信管制会真正实施并持续下去)与可预期性(制度化的管制规则比随机性行政措施更令企业难以规避)。建议在以下几个维度持续完善出口管制制度体系:

一是推进出口管制立法体系的规范化与程序化,提高管制决策的法治化程度,减少随机性与不一致性引发的贸易伙伴信任损耗;二是建立出口管制的定期评估机制,对管制政策的实施效果、产业影响与地缘政治效果进行系统性评估,以数据为依据调整管制范围与力度,避免管制惯性导致的"过度管制"或"管制失焦";三是对违规转口贸易(将中国管制物项通过第三国中转规避审查)建立追踪打击机制,通过强化全链条追溯系统的技术能力,确保管制政策落地的完整性,防止管制"漏网"稀释战略效果。

9.5.5 抢占国际规则制定主导权

当前全球关键矿产治理的规则体系仍处于形成阶段,西方主导的框架(FORGE、CRMA)正在尝试建立将中国排除在外的供应链认证标准与贸易规则,其核心意图是通过规则固化将中国的资源优势"合法化排除"。中国应在以下平台积极塑造有利规则:

以上合组织、金砖国家合作机制为依托,推动建立"关键矿产公平贸易框架",强调资源所在国对本国资源的主权权利与公平受益权,将"资源民族主义"的合法性诉求纳入国际规则文本;积极参与国际标准化组织(ISO)、IEC等国际标准机构在关键矿产(化合物半导体材料、稀土永磁材料、高纯金属等)的标准制定工作,以中国的技术能力与产业规模为基础推动有利于自身的技术标准落地;在联合国矿产资源委员会、G20等更广泛多边平台上,倡导"关键矿产非武器化"原则,反对将矿产贸易政治化与阵营化,同时阐明中国出口管制措施的主权正当性,争取发展中国家的理解与支持,形成"多数国家支持中国原则立场"的规则博弈优势。

第十章 国内算力金属产业政策建议

10.1 新一轮找矿开矿的战略部署

资源的战略价值,最终建立在实物储量与开采能力的物质基础之上。无论算力金属在国际博弈中扮演多重要的战略筹码角色,若本土资源基础持续消耗而得不到有效补充,则战略优势将随储量递减而持续衰减。因此,启动新一轮找矿开矿行动,在巩固现有优势品类资源基础的同时补齐供给短板,是中国算力金属战略中最具长期确定性价值的基础性部署。

10.1.1 找矿工作的战略重点

新一轮找矿工作应遵循"巩固优势、补齐短板、前瞻布局"的三层优先级逻辑,而非简单的全品类平均用力。

第一层:巩固并扩大中国已具优势的战略矿产储量基础。对于镓、锗、稀土、钨、钼、锡等中国具有全球主导性储量与产量优势的品类,应系统推进"探矿权精细化"工作——以现有大型矿山为核心开展深部延伸勘探(已有矿山的垂向深度勘探往往比寻找全新矿床的成本更低、周期更短、成功率更高),评估并激活既有矿权范围内尚未充分评价的资源量,实现对存量矿产资源的"深度盘活"。南岭成矿带、滇西成矿带、秦岭成矿带等历史上多次孕育大型矿床的重要成矿省,是新一轮找矿工作的优先部署区域。同时应建立关键矿产战略储量动态监测机制,对稀土、钨、钼等品类的开采强度与资源保障年限实施实时监测,在储量保障年限低于警戒线(建议设定为30年)时触发勘探投入加强机制。

第二层:着力补齐铜、钽等中国自身存在显著对外依存的品类。如本报告第六章、第五章所分析,铜是中国最重要的战略性进口矿产(对外依存度超80%),钽的上游精矿同样高度依赖从刚果(金)进口。国内铜资源开发方面,西藏甲玛、驱龙等铜矿床储量可观但开发条件复杂,新疆、内蒙古等地亦有铜矿勘探潜力区域尚待系统评价,建议以"高原-荒漠地区重大矿产资源专项勘查"为旗帜工程,整合国家地质调查与市场化勘探资本,推动国内铜资源储量实现突破性增长;境外钽资源布局方面,应与中国在刚果(金)已形成矿业合作关系的企业协同,将钽精矿的权益化采购纳入"一带一路"矿产资源合作框架,以权益矿保障替代纯粹市场采购,降低供给中断风险。

第三层:前瞻性布局下一代算力技术所需的新兴矿产。当前可预见的技术演进路径显示,氧化镓(新兴功率半导体基材)、氮化铝(超宽带隙半导体)、铪(HfO₂栅介质材料在特定工艺中的使用)、铼(高温合金与磁控溅射靶材)等材料,可能在未来5—10年内随AI技术演进而形成新的战略需求。建议启动"新兴算力矿产前瞻勘探专项",以小规模、针对性的先行勘探摸清国内相关矿产资源底数,为未来可能的战略需求预备资源储备空间,将找矿工作的时间维度从"响应当前需求"前移至"引导未来布局"。

10.1.2勘探开发的制度性保障

新一轮找矿开矿能否取得实质成效,不仅取决于地质勘探的技术投入,更取决于制度性保障体系是否健全。建议从以下三个维度完善制度框架:

其一,优化矿业权审批制度,压缩关键矿产项目审批周期。参照国家重大基础设施项目"绿色通道"机制,对战略性关键矿产勘查与开发项目设立矿业权快速审批通道,将从矿权申请到开采许可证核发的全流程时间目标压缩至3年以内(相较于现行一般程序的5—8年),并建立跨部委联审机制,解决生态环保、文化遗产保护、土地利用等多部门审批中的"串联等待"问题。

其二,建立勘探风险分担机制,吸引社会资本参与早期勘探。矿产勘探是高风险、长周期、厚资本的活动,早期勘探阶段(预查至普查)的商业失败率极高,单纯依靠市场化资本投入难以保障勘探力度。建议设立"关键矿产勘探国家基金",以政府资金覆盖早期勘探的部分风险损失(如实行"国家资金支持探矿、成功后商业资本开发并向国家返还部分勘探成本"的风险共担机制),引导更多社会资本进入关键矿产早期勘探阶段,形成"政府引导+市场主体"的找矿投入格局。

其三,加强深部找矿与海底矿产资源的技术攻关。浅表矿产资源的发现难度随着地表勘探覆盖度的提升而持续增加,未来的重大矿产发现将越来越多地来自深部(地下1,000—2,000米及以下)与海洋(多金属结核、热液硫化物等深海矿产)。建议将"深部找矿关键技术"与"深海矿产资源勘查技术"列为国家重大科技基础研究专项,系统攻关地球物理深部探测、深钻探获取样品与分析等核心技术,为下一轮找矿工作提供技术支撑。

10.2 资源红利共享的机制设计

矿产资源的开发往往在地区层面带来生态扰动与社会成本,而税收与财政收益却可能更多流向中央或远离资源地区的下游产业主体。这种"成本本地化、收益外流化"的分配格局,是全球矿业项目长期面临社区阻力与许可障碍的根本原因之一,中国国内矿业开发同样面临这一机制困境。在当前算力金属战略价值凸显、需要加大国内资源开发力度的背景下,设计公平合理的资源红利共享机制,不仅是维护社会公平的道义要求,更是确保矿业项目顺利推进的现实必要条件。

10.2.1 资源地区收益分配机制的优化

建议对现行资源税制度进行针对性调整,在维持国家财政集中统一的前提下,提高关键矿产开发所在地省份与县市的税收分成比例。参照国际经验,可以考虑设立"关键矿产资源开发地方受益基金",将关键矿产资源税的30%—40%专项用于矿区所在地的生态补偿、社区基础设施建设与民众就业扶持,以制度化的利益分享机制换取地方政府与社区对矿业开发的支持,降低项目推进中的非经济阻力。

此外,建议参照挪威主权财富基金的设计理念,探索建立"中国关键矿产主权财富基金",将算力金属资源出口及国内开发所产生的超额收益纳入基金积累,以代际公平的财富管理方式保障当代资源变现不以牺牲后代资源权益为代价。这一机制设计既有利于提升关键矿产战略资产的全周期价值管理水平,也为提升国内外对中国资源治理体系的信任度提供了制度背书。

10.2.2 AI涨价红利的产业链共享设计

在当前算力金属价格大幅上涨的背景下,矿业企业(尤其是拥有权益矿的稀土、钨、钼等国有矿业集团)正在享受价格上涨带来的超额收益,而下游精深加工企业及新材料研发机构则因原料成本上涨而面临利润压力。这种利润向上游集中的分配格局,虽然在短期内有助于激励矿业端的资本投入,但若长期化则将抑制下游精深加工与新材料创新的产业活力,不利于中国算力金属产业从"卖原料"向"卖材料、卖器件"的价值链升级。

建议设计以下机制以平衡产业链利润分配:建立"关键矿产价格调节机制",当特定品类矿产价格超过历史平均水平的150%时,触发国家收储与限价干预机制,以稳定国内下游用矿成本,避免上游涨价全面传导至国内精深加工环节;建立"矿业-新材料协同研发基金",以矿业企业超额利润提取的一定比例注入该基金,专项支持下游新材料(氮化镓器件、稀土永磁材料、先进焊料合金等)的产学研协同研发,形成"上游收益支撑下游创新"的正反馈机制。

10.3 金属回收产业的培育与发展

金属回收是在不依赖新矿山开发的前提下补充资源供给的重要路径,也是在资源稀缺背景下实现原材料使用效率最大化的关键手段。在高金属价格环境下,回收经济性的提升为二次资源产业的规模化发展提供了前所未有的商业动力,而AI技术本身也正在为回收产业带来技术革命性的赋能机会。

10.3.1 高价值算力金属的定向回收体系建设

不同算力金属的回收价值与工艺可行性差异显著,需要建立有针对性的分层回收策略。

铜、铝、锡:成熟体系的规模化提升。铜、铝、锡的回收技术体系已相对成熟,再生铜、再生铝、精锡回收均已形成一定的产业规模。但现有体系仍面临回收率不高、杂质控制不精、资源利用效率有提升空间等问题。建议以"城市矿山"概念为统领,系统推进废旧电子产品(手机、电脑、服务器)、废旧新能源汽车、废旧光伏板等大宗含金属废弃物的规范化回收体系建设,通过强制性生产者责任延伸制度(EPR),要求电子设备制造商承担产品生命周期终止后的回收处置责任,从制度上保障废旧设备进入正规回收渠道而非流向非正规拆解市场。

镓、锗、铟:高价值精细化回收的优先突破方向。随着镓价、锗价、铟价的大幅上涨(本轮三年涨幅均在100%以上),从废旧电子器件中精细化回收这些小金属的经济性已显著改善。建议以国家重点研发计划为引导,支持高纯镓、高纯锗、高纯铟的精细化回收技术攻关,重点突破以下关键节点:从废旧氮化镓基器件(如废旧射频模块、GaN电源芯片)中回收镓金属的湿法精炼工艺;从废旧光纤中回收四氯化锗并精炼为高纯锗的闭环工艺;从废旧ITO靶材、废旧光模块中高效回收铟的专用流程。建议在广东(电子废弃物集中省份)、湖南(有色冶炼强省)等地区试点"算力金属精细化回收示范园区",以集聚效应降低分散废料的收集与分选成本,形成可复制的商业模式。

稀土:从"散失"到"闭环"的体制机制重构。废旧钕铁硼磁材(来自废旧硬盘、废旧电机、废旧风电叶片的永磁装置)是稀土二次资源的最主要来源,其中钕、镨、镝、铽等高价值重稀土品类在再生利用上具有相当的经济可行性。然而,由于废旧钕铁硼的回收流通体系不健全、废料来源高度分散,当前国内稀土回收率整体仍偏低,大量珍贵稀土资源随废旧产品流失。建议建立稀土全生命周期追踪制度,以条形码或RFID标签记录稀土产品的来源与去向,为废旧稀土产品的定向回收提供数据支撑;同时在新能源汽车、风电设备、AI服务器等稀土主要应用领域,将生产者责任延伸至稀土组件的回收环节,以制度强制力弥补市场激励不足。

10.3.2 建立算力金属回收的认证标准体系

回收金属能否进入高端算力硬件供应链,取决于其纯度与品质是否满足半导体级或电子级的严苛标准。当前,国内回收金属进入高端用途的主要障碍,在于缺乏被下游厂商广泛认可的回收金属品质认证体系。建议由工业和信息化部牵头,联合国家标准化管理委员会,建立"算力金属再生原料品质分级认证标准",对铜、铝、锡、镓、锗等主要回收品类制定覆盖纯度、杂质控制、物理性状等维度的分级标准,并建立第三方认证机构资质体系,为"认证再生算力金属"进入AI服务器、先进封装、光模块等高端供应链提供品质信任基础,打通"回收—精炼—认证—高端用途"的完整价值链通路。

10.4 AI赋能矿业全链条的路径

本报告自第一章便揭示了AI与算力金属之间的双向关系:AI算力的扩张拉动了对算力金属的工业需求,而AI技术本身也可以反向赋能矿业产业链的效率提升。这一双向耦合关系,构成了"AI与算力金属共生演进"这一宏观叙事的完整闭环,也为算力金属产业政策提供了一个独特的政策切入点——以AI技术降低算力金属的勘探、开采、冶炼与回收成本,使资源优势的维持成本持续下降,增强中国算力金属战略优势的长期可持续性。

10.4.1 AI赋能地质找矿:从经验驱动到数据驱动

传统地质找矿高度依赖地质学家的个人经验与对局部地质规律的感性认知,难以高效处理海量地球物理与地球化学数据。AI大模型在大规模数据处理与模式识别方面的能力,正在为找矿工作带来范式性转变:通过深度学习模型对历史成矿规律(成矿类型、成矿环境、伴生矿种组合规律等)进行系统学习,可以在大范围地球物理与地化异常数据中快速识别高潜力成矿靶区,将传统"大海捞针式"的地毯式勘探转变为"精准制导式"的靶区优先勘探。

中国地质调查局已在部分省区开展了AI地质找矿的先行试验,初步结果显示AI辅助靶区预测的成矿验证率较传统方法有显著提升。建议在此基础上,以国家地质数据库(全国岩矿测试数据、遥感地质数据、地球物理数据)的系统整合为基础,开发专门面向关键矿产找矿的"地质大模型"(Geo-AI),并以开放共享的方式向国内矿业企业与科研机构提供调用接口,形成"国家数据平台+市场应用主体"的AI找矿新范式。

10.4.2 AI赋能采矿:安全、效率与精准化的同步提升

矿山采矿作业的安全性、效率与精准化,是三个长期相互制约的目标——追求效率往往压缩安全边际,追求精准化又面临人工成本约束。AI与自动化技术的融合,有望在关键矿产矿山建立实现三者同步提升的新型采矿范式。

具体技术路径包括:以自主导航采矿车替代有人驾驶采矿设备(尤其在深部矿山与高毒性矿山的极端环境中,无人化采矿可大幅提升安全性);以机器学习算法对矿石品位分布进行实时预测,动态优化开采方案以减少低品位矿石的无效处理量,提升资源利用率;以视觉AI系统对矿机运行状态实施实时健康监测,通过预测性维护减少非计划停机时间,提高矿山整体产能利用率。紫金矿业、五矿集团等国内头部矿业企业已在部分矿山试点AI与智能装备的融合应用,建议以"智能矿山示范工程"为政策平台,在关键矿产主要矿山推广成熟经验,并建立矿山智能化水平分级评价标准,以标准引导行业整体升级。

10.4.3 AI赋能冶炼:工艺优化与能耗降低

稀土冶炼分离、有色金属精炼等高能耗冶炼工艺,是算力金属全产业链中碳排放强度最高的环节,也是生产成本中能源费用占比最大的节点。AI在工艺参数实时优化方面的能力,可以为这类高度依赖经验的流程工业带来显著的效率提升与能耗降低。

以稀土分离为例,萃取分离工序中有机相与水相的配比、萃取剂的流量控制、洗涤与反萃参数的实时调整,传统上依赖操作工人的经验判断,容易因个体差异导致产品质量波动与试剂浪费。基于强化学习的智能控制系统,可以在实时监测各工艺参数的基础上自动寻优,将萃取分离的收率提高1%—3%、试剂消耗降低5%—10%,在大规模生产中累计节约的成本可观。建议将"AI驱动的稀土分离智能控制系统"列为"十五五"规划中冶金领域的重点推广技术,并将智能化工艺节能效果纳入冶炼企业的环保绩效评价体系,以考核激励驱动技术应用积极性。

10.4.4 AI赋能供应链管理:提升资源利用效率与市场响应速度

算力金属的价值链管理,往往因信息不对称而造成大量效率损耗:矿山不了解下游实际需求节奏,冶炼厂难以精准预测原料到达时间,贸易商在价格信号中承担着大量的信息中介成本。AI在供应链优化与需求预测方面的应用,有望在这一价值链中系统性提升资源利用效率。

建议以工业和信息化部的重点产业链管理平台为基础,在钨、稀土、锡等关键算力金属品类中试点建立"产业链数字孪生"系统,将矿山产能状态、冶炼库存、贸易流向、下游订单数据整合为统一数字模型,以AI辅助的需求预测和库存优化算法,降低产业链各节点的安全库存水平、减少因信息不畅导致的阶段性供给失衡,提升整体资源利用效率。这一系统的建立,还将为国家在关键时刻调节算力金属市场供需、防止恶性价格波动提供实时的数据支撑与决策依据。

10.5 人才、资本与标准的配套建议

产业政策的落地,最终取决于是否具备相应的人才储备、资本支撑与标准规范体系。算力金属产业的特殊性在于,它跨越地质、矿冶、材料、半导体、人工智能等多个高度专业化的知识领域,任何单一领域的人才积累都不足以支撑"从矿山到芯片"的完整产业链竞争能力。本节对人才、资本与标准三个维度分别提出配套建议。

10.5.1 人才:跨学科复合型人才的系统培育

算力金属产业的人才需求,呈现出传统地质矿冶人才与新型材料半导体人才相互融合的独特特征。传统矿业院校(中国地质大学、中南大学、北京科技大学等)在地质勘探、矿山开采、有色冶炼等传统领域的人才培养体系相对完善,但在将矿产资源知识与半导体材料科学、AI技术应用融通的跨学科复合型人才培养方面,当前高校普遍存在明显不足。

本科及研究生教育层面,建议推动工业和信息化部与教育部联合设立"关键矿产与战略材料"交叉学科方向,依托有色金属强校建立"矿产-材料-半导体"三元融通的培养体系,重点培养既懂矿产资源评价又了解半导体材料应用需求、能够在两个知识域之间建立有效沟通的复合型人才。

产业人才层面,建议建立"算力金属产业工程师认证体系",以实践导向的技能认证(涵盖关键矿产冶炼工艺、材料纯度检测、供应链管理、出口合规等模块)为手段,系统提升在岗产业人才的综合能力水平,弥补当前产业中因人才结构性欠缺导致的技术与管理能力短板。

引进与激励层面,对于在关键算力金属冶炼分离技术、化合物半导体材料制备、矿山AI化方面具有突出成果的海外华人科学家与外籍专家,建议简化人才引进程序、提供配套科研经费与生活保障,以有针对性的高端人才引进政策加速补齐特定技术节点的人才缺口。

10.5.2 资本:政策性资本与市场化资本的双轮驱动

算力金属产业的资本需求呈现出与一般制造业显著不同的特征:早期勘探投入大、周期长、失败率高;冶炼分离环节的规模经济门槛高;精深加工环节的技术研发投入大但市场验证周期漫长。这些特征决定了单纯依赖市场化资本难以覆盖全部投入需求,政策性资本的引导与兜底是必要条件。

政策性资本层面,建议以国家开发银行、丝路基金为主要工具,设立"关键矿产战略发展基金",重点支持以下三类投入:国内大型关键矿产矿山的勘探与开发(尤其是高原、荒漠等恶劣条件地区的矿山)、境外关键矿产权益收购(尤其是铜、钴、钽等中国需要补齐自身短板的品类)、以及国内算力金属精深加工(氮化镓器件、稀土永磁材料、高纯锡焊料等)的产业化项目。基金的定位应聚焦于"市场化资本不愿进、国家战略必须做"的投入领域,而非与社会资本竞争常规商业回报项目。

市场化资本层面,建议完善算力金属产业的资本市场支持机制:一是推动符合条件的算力金属精深加工企业(氮化镓器件、稀土永磁、高纯冶炼企业)优先在A股科创板上市,通过上市融资拓展企业研发与扩产资金来源;二是开发算力金属期货品种,在上海期货交易所(SHFE)或郑州商品交易所(CZCE)推出镓、锗、稀土等关键小金属的期货合约,为产业链上下游企业提供价格风险管理工具,同时吸引资本市场关注与发现算力金属的合理价格中枢,提升市场定价效率;三是推动绿色矿业债券的标准化发展,为符合生态修复、安全生产、社区共享等ESG标准的矿业项目提供低成本融资渠道,将资本配置与产业可持续发展目标相结合。

10.5.3 标准:从产品标准到国际话语权的体系化建设

标准是产业竞争力的隐性基础设施,也是将技术领先性与市场主导地位长期锁定的制度手段。在算力金属领域,当前中国面临的标准体系建设挑战体现在两个层次:一是国内产业急需的产品与工艺标准尚不完善(如第六章所提及的"认证再生铜铝算力金属"的品质分级标准、液冷冷板铜铝复合材质的产品标准等),制约了新技术路线的产业化推广;二是在国际算力金属材料标准制定中,中国参与度不足、话语权偏弱,面临被西方主导的技术标准体系"规则化排除"的潜在风险。

国内标准体系建设层面,建议由国家标准化管理委员会牵头,在以下几个关键领域加快标准制修订:半导体级镓(高纯镓)的纯度分级与检测方法标准;电子级稀土氧化物(用于先进制程高k介质)的杂质限值与性能评价标准;液冷冷板铜铝复合材料的力学性能、导热性能与密封可靠性测试标准;算力金属再生原料的品质认证分级标准。这些标准的缺失,正在成为产业发展的实际瓶颈,需要产学研协同以"快速立标"的方式补齐空白。

国际标准参与层面,建议组建"中国算力金属国际标准工作组",系统整合国内相关企业(紫金矿业、中国铝业、包钢稀土、云南锗业、东方钽业等)与科研机构的技术积累,在ISO TC/298(稀土)、IEC SC47(半导体器件)、ISO TC261(增材制造,涉及金属粉末材料)等国际标准技术委员会中积极提交中国标准提案,以中国产业规模与技术实践数据为基础争取国际标准的主导权与共同制定权。每一项获得国际认可的算力金属材料标准,都将成为维护中国技术路线在全球产业链中持续竞争力的无形资产。

盘古智库

2026年8月


文章首发于“新浪新闻”,本文作者系盘古智库高级研究员周济、牛站奎

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