TSMC khảo sát động cơ không dùng đất hiếm khi Đài Loan tìm nguồn cung thay thế Trung Quốc

Một linh kiện nhỏ trong nhà máy tiềm ẩn rủi ro nguồn cung lớn

TSMC đang hỏi các nhà cung cấp thiết bị liệu động cơ không dùng đất hiếm có thể hoạt động trong các hệ thống tự động hóa nhà máy của hãng hay không. Đây là nỗ lực giảm mức độ phụ thuộc vào các biện pháp kiểm soát xuất khẩu của Trung Quốc tại những cơ sở sản xuất một số loại chip tiên tiến nhất thế giới. Ba lãnh đạo trong ngành được thông báo về kế hoạch đã mô tả cuộc khảo sát nhà cung cấp trong các bài tường thuật đăng ngày 22 tháng 10.

Động thái này diễn ra khi Đài Loan theo đuổi chiến lược vật liệu rộng hơn: đến năm 2030, sản lượng trong nước tương đương một nửa nhu cầu đất hiếm dự kiến khoảng 2.000 tấn mỗi năm. Để đạt mục tiêu đó, Đài Loan sẽ cần sản xuất khoảng 1.000 tấn mỗi năm, đồng thời phát triển năng lực tinh luyện, tái chế và chế tạo cần thiết để biến nguyên liệu thô thành sản phẩm có thể sử dụng.

Mối quan tâm trước mắt của TSMC là máy móc. Nam châm đất hiếm giúp động cơ di chuyển các bộ phận bên trong những nhà máy tự động hóa cao. Tình trạng thiếu hụt các linh kiện chuyên dụng này có thể ảnh hưởng đến hoạt động sản xuất phục vụ các nhà sản xuất điện thoại thông minh, hệ thống trí tuệ nhân tạo, trung tâm dữ liệu và chuỗi cung ứng quốc phòng.

Hai người nắm rõ các cuộc thảo luận cho biết công việc vẫn ở giai đoạn đầu, chưa có kế hoạch triển khai rộng rãi thiết bị dùng động cơ không chứa đất hiếm. Các nhà cung cấp được đề nghị đánh giá tính khả thi, nhưng chưa công bố lộ trình áp dụng.

Vì vậy, phản ứng của Đài Loan gồm hai hướng liên kết với nhau. TSMC đang tìm hiểu liệu thiết bị có thể sử dụng linh kiện khác hay không, trong khi chính phủ và các nhà nghiên cứu tìm cách bảo đảm nguồn cung thay thế cho những vật liệu mà ngành công nghiệp vẫn cần. Cả hai hướng đều nhằm giải quyết vấn đề trong chuỗi cung ứng mà Trung Quốc đang nắm giữ vị thế áp đảo.

Vì sao động cơ quan trọng đối với sản xuất chip

TSMC, nhà sản xuất chip theo hợp đồng lớn nhất thế giới, chế tạo chip cho các công ty khác. Các nhà máy của hãng phụ thuộc vào máy móc tự động, còn động cơ tạo ra chuyển động giúp thiết bị vận hành. Nam châm đất hiếm được sử dụng rộng rãi vì cho phép thiết kế động cơ nhỏ gọn và hiệu quả.

Trung Quốc yêu cầu giấy phép xuất khẩu đối với một số vật liệu đất hiếm, nam châm và công nghệ xử lý liên quan. Vì vậy, các công ty phụ thuộc vào sản phẩm thuộc diện kiểm soát phải tính đến yêu cầu xin phép xuất khẩu trong các thỏa thuận cung ứng.

Một người nắm rõ kế hoạch của TSMC cho biết lo ngại về khả năng gián đoạn từ Trung Quốc đã thúc đẩy việc tìm kiếm phương án thay thế. Vấn đề thương mại không chỉ nằm ở việc tiếp cận khoáng sản thô: nhà sản xuất chip còn cần các nhà cung cấp thiết bị giao những linh kiện chuyên dụng được sử dụng trong nhà máy.

Cao Shen, trưởng nhóm nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Vật liệu và Hóa chất thuộc Viện Nghiên cứu Công nghệ Công nghiệp Đài Loan (ITRI), từng giải thích rằng ngành bán dẫn Đài Loan trực tiếp sử dụng ít đất hiếm hơn nhiều so với các nhà sản xuất xe điện và những ngành tập trung vào động cơ. Trong ngành bán dẫn, đất hiếm được dùng trong đánh bóng hóa học cơ học, quy trình làm phẳng bề mặt trong sản xuất, cũng như một số vật liệu cách điện và thiết bị.

Nhu cầu vật liệu tương đối nhỏ vẫn có thể trở nên quan trọng nếu vật liệu đó nằm trong một linh kiện thiết yếu của máy móc. Với TSMC, câu hỏi thực tế là liệu các nhà cung cấp có thể cung cấp động cơ phù hợp, ít phụ thuộc hơn vào vật liệu bị kiểm soát, đồng thời đáp ứng các yêu cầu của nhà máy hay không.

Trung Quốc áp đảo ở khâu xử lý và sản xuất nam châm

Theo số liệu được cho là của Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA), Trung Quốc chiếm 91% sản lượng đất hiếm dùng cho nam châm sau tinh luyện và 94% sản lượng nam châm vĩnh cửu thiêu kết trong năm 2024. Thiêu kết là quy trình sản xuất liên kết các hạt vật liệu thành một nam châm rắn.

Các số liệu cho thấy mức độ tập trung ở hai khâu: xử lý đất hiếm thành vật liệu có thể sử dụng và chế tạo một loại nam châm thành phẩm quan trọng. Tìm thấy mỏ khoáng sản ở nơi khác mới chỉ giải quyết được một phần chuỗi cung ứng. Các nhà sản xuất còn cần năng lực tách chiết, tinh luyện, sản xuất hợp kim và chế tạo nam châm.

Cao cho biết neodymium là thành phần chính của nam châm vĩnh cửu neodymium-sắt-bo, loại nam châm được sử dụng rộng rãi trong các động cơ hiệu suất cao. Có thể bổ sung dysprosium để đáp ứng những điều kiện khắc nghiệt như nhiệt độ cao, tải nặng hoặc tốc độ quay lớn.

Cuộc khảo sát nhà cung cấp của TSMC nhắm tới nhu cầu về những vật liệu này thông qua thiết kế thiết bị. Các dự án tinh luyện và tái chế của Đài Loan hướng tới nguồn cung. Thành công ở mỗi hướng đều có thể giảm mức độ phụ thuộc, nhưng đòi hỏi những công việc kỹ thuật và quyết định thương mại khác nhau.

Nghiên cứu của Đài Loan đã tiến đến giai đoạn chế tạo kim loại và hợp kim

Viện Nghiên cứu Công nghệ Công nghiệp Đài Loan (ITRI) tập trung nghiên cứu đất hiếm vào neodymium và dysprosium. Tháng 11 năm 2025, viện cho biết có thể xử lý các nguồn nguyên liệu chứa khoảng 5% đất hiếm để tạo ra oxit đất hiếm và kim loại có độ tinh khiết 99,9%.

ITRI cũng cho biết đã điều chế hợp kim neodymium-sắt-bo và đang thử nghiệm vật liệu với các công ty trong nước cùng các cơ sở học thuật. Oxit là hợp chất chứa oxy; sản xuất kim loại rồi tạo hợp kim đòi hỏi các bước xử lý tiếp theo để tạo ra vật liệu dùng trong nam châm.

Viện dự kiến bắt đầu chuyển giao công nghệ cho các công ty tư nhân vào năm 2026. Chuyển giao công nghệ là việc cung cấp phương pháp nghiên cứu cùng kiến thức liên quan để sử dụng trong công nghiệp, giúp các công ty phát triển hoạt động sản xuất dựa trên kết quả nghiên cứu.

Đài Loan đã có những khách hàng công nghiệp tiềm năng. Taigene Metal sản xuất nam châm đất hiếm và nam châm ferrite, đồng thời có nhà máy tại Đào Viên. Các đơn vị tinh luyện trong nước sẽ cần cung cấp vật liệu với thành phần, độ ổn định và số lượng đáp ứng yêu cầu của các nhà sản xuất này.

Trong tuyên bố về sáng kiến đất hiếm hiện nay, ITRI cho biết đang phối hợp với Cục Công nghệ Công nghiệp thuộc Bộ Kinh tế để lên kế hoạch cho một dự án. Viện không cung cấp thêm chi tiết về dự án đó.

Nghiên cứu và kế hoạch sản xuất liên kết với nhau ra sao

Tháng 2, Bộ trưởng Kinh tế Kung Ming-hsin cho biết chính phủ sẽ hỗ trợ ITRI phát triển công nghệ đất hiếm, với kế hoạch xây dựng dây chuyền sản xuất thí điểm trong vòng ba năm. Ông mô tả năng lực có thể đáp ứng khoảng 50% nhu cầu trong nước ước tính của Đài Loan.

Các quan chức cũng đặt mục tiêu riêng đến năm 2030, theo đó sản lượng trong nước sẽ đáp ứng một nửa nhu cầu hằng năm dự kiến khoảng 2.000 tấn. Lộ trình thí điểm liên quan đến việc xây dựng và trình diễn quy trình sản xuất; còn mục tiêu quốc gia xác định sản lượng mà Đài Loan muốn tự cung cấp.

Trình tự các mốc nghiên cứu và chính sách cho thấy nỗ lực này đã phát triển như thế nào:

• 2023: Một dự án công nghệ của Bộ Kinh tế bắt đầu, ban đầu tập trung xây dựng thiết bị nghiên cứu.
• 2024: Dự án chuyển sang nghiên cứu chuyên biệt về neodymium và dysprosium.
• Tháng 11 năm 2025: ITRI công bố kết quả tinh luyện và kế hoạch chuyển giao công nghệ vào năm 2026.
• Tháng 2 năm 2026: Kung thông báo hỗ trợ xây dựng dây chuyền sản xuất thí điểm trong vòng ba năm.
• Ngày 22 tháng 10 năm 2026: Các bài tường thuật về cuộc khảo sát nhà cung cấp của TSMC mô tả những cuộc thảo luận ban đầu về động cơ không dùng đất hiếm.
• 2030: Đài Loan đặt mục tiêu sản xuất trong nước một nửa nhu cầu đất hiếm hằng năm dự kiến.

Ưu tiên nghiên cứu của viện còn mở rộng tới máy bay không người lái, robot và động cơ xe điện. Các lĩnh vực này cũng cần vật liệu nam châm ổn định, do đó ngành xử lý trong nước sẽ phục vụ nhóm khách hàng rộng hơn, chứ không chỉ riêng lĩnh vực thiết bị bán dẫn.

Tái chế cần đúng loại vật liệu với chi phí phù hợp

Năng lực tái chế của Đài Loan đem lại một nguồn đất hiếm khác. Một nghiên cứu năm 2022 của các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Quốc lập Thành Công, gồm Chen Wei-sheng, Jian Guo-cai và Lee Cheng-han, đã sử dụng nam châm lấy từ động cơ xe điện phế thải do một đơn vị tái chế trong nước cung cấp.

Các nhà nghiên cứu hòa tan một mẫu nặng một gam và thử nghiệm phương pháp tách chọn lọc dysprosium khỏi neodymium và praseodymium. Nghiên cứu cũng nêu các bước tiếp theo, gồm xử lý qua nhiều giai đoạn và tái tạo dung dịch dùng trong quá trình chiết tách.

Leo Chang, phó chủ tịch UWin Nanotech, nhận định khả năng tiếp cận nguyên liệu thô phù hợp và hiệu quả kinh tế của quá trình xử lý là những trở ngại chính. Công ty của ông đang thương mại hóa công nghệ thu hồi kim loại quý, trong khi các ứng dụng tái chế đất hiếm vẫn đang được phát triển.

Chang ủng hộ việc bắt đầu với loại phế liệu có hàm lượng tập trung và giá trị cao, chẳng hạn nam châm vĩnh cửu thu hồi từ các sản phẩm hết vòng đời sử dụng. Việc thu gom thiết bị điện tử phế thải lẫn lộn rồi tháo rời có thể làm tăng đáng kể chi phí trước khi bắt đầu tinh luyện.

Một nghiên cứu năm 2026 trên tạp chí AIChE Journal của Chris Laliwala thuộc Đại học Carnegie Mellon và các cộng sự đã mô hình hóa việc thu hồi từ nam châm vĩnh cửu phế thải. Theo các giả định của nghiên cứu, nam châm từ xe điện và xe hybrid có thể giúp hoạt động thu hồi sinh lời. Trường hợp ổ cứng máy tính không khả thi về kinh tế, một phần do lượng vật liệu phù hợp quá ít.

Với một đơn vị tái chế ở Đài Loan, quyết định kinh doanh tương ứng phụ thuộc vào lượng vật liệu thu gom được trong nước, chi phí tháo dỡ và người mua sản phẩm thu hồi. Nhà máy xử lý cần nguồn nguyên liệu ổn định cũng như phương pháp chiết xuất các nguyên tố có giá trị.

Xử lý sạch hơn là một phần của thách thức công nghiệp

ITRI đã vận dụng kinh nghiệm tái chế axit thải và nước thải trong các ngành bán dẫn và quang điện tử để giảm gánh nặng môi trường từ hoạt động tinh luyện đất hiếm.

Viện cho biết quy trình mới giúp giảm khoảng 50% lượng chất thải, hơn 40% lượng hóa chất sử dụng và khoảng 20% mức tiêu thụ năng lượng. Trong thông tin công bố tháng 11 năm 2025, viện đặt mục tiêu giảm 30% mức tiêu thụ năng lượng vào cuối năm 2026.

Những thay đổi này có ý nghĩa đối với cả chi phí vận hành lẫn công tác quản lý chất thải. Hóa chất, năng lượng và xử lý chất thải đều ảnh hưởng đến mức giá mà đơn vị tinh luyện có thể bán vật liệu. ITRI xác định việc cân bằng giữa hiệu quả môi trường, mức tiêu thụ năng lượng và chi phí là một thách thức lớn trong quá trình phát triển.

Sản xuất liên tục cũng đòi hỏi chất lượng ổn định và sản lượng đủ lớn. Đối với nhà sản xuất nam châm, kết quả hữu ích là những đợt giao hàng lặp lại với vật liệu đáp ứng thông số kỹ thuật và mức giá đã thỏa thuận.

Nguồn cung từ nước ngoài và mua sắm công mở rộng nỗ lực

Tháng 7, Kung cho biết các quan chức dự định đến California và Colorado vào tháng sau để đánh giá các mỏ và xác định liệu tài nguyên ở đó có phù hợp với nhu cầu của Đài Loan hay không. Ông cũng đề cập đến các cuộc tiếp xúc với Australia và Canada. Công việc vẫn ở giai đoạn đánh giá nguồn cung, chưa thu xếp việc giao hàng.

Vật liệu nhập khẩu có thể bổ sung cho nam châm thu hồi, giúp Đài Loan xây dựng năng lực xử lý mà không hoàn toàn phụ thuộc vào việc thu gom phế liệu trong nước. Cơ cấu nguồn cung sẽ tùy thuộc vào các nguyên tố sẵn có và sản phẩm khách hàng muốn mua.

Tháng 6, Raymond F. Greene, giám đốc Viện Hoa Kỳ tại Đài Loan, cơ quan trên thực tế đóng vai trò đại sứ quán của Washington tại Đài Bắc, cho biết Mỹ đang hợp tác với Đài Loan và các đối tác khác để phát triển nguồn cung thay thế, mở rộng năng lực xử lý và xây dựng chuỗi cung ứng có sức chống chịu cao hơn.

Theo một người thuộc viện nghiên cứu chính sách của Mỹ nắm rõ các cuộc thảo luận, các quan chức Mỹ cũng đã trao đổi với ITRI về việc đa dạng hóa chuỗi cung ứng khoáng sản thiết yếu. Hợp tác xử lý sẽ giải quyết một trong những khâu mà thị phần sản xuất của Trung Quốc đặc biệt lớn.

Luật Thúc đẩy Tuần hoàn Tài nguyên của Đài Loan, được ban hành vào tháng 6, bổ sung một biện pháp về mua sắm. Điều 32 yêu cầu các cơ quan công quyền ưu tiên những sản phẩm và dịch vụ xanh, tuần hoàn được chỉ định; danh mục sản phẩm và quy trình đánh giá được quy định trong các văn bản hướng dẫn thi hành.

Mua sắm của chính phủ có thể giúp tạo nhu cầu đối với vật liệu thu hồi. Các nhà sản xuất vẫn cần ký hợp đồng cung cấp sản phẩm phù hợp, qua đó kết nối khung chính sách với đơn hàng và đầu tư thực tế.

Điều này có ý nghĩa gì với nhà máy và nhà cung cấp

Việc TSMC tìm hiểu phương án thay thế thiết bị cụ thể song hành với tham vọng rộng hơn của Đài Loan về vật liệu. Các nhà cung cấp thiết bị phải đánh giá liệu động cơ không dùng đất hiếm có đáp ứng yêu cầu của hệ thống tự động hóa nhà máy hay không. Các đơn vị tinh luyện và tái chế cần tổ chức nguồn cung vật liệu ổn định, hoạt động xử lý công nghiệp và khách hàng.

Chang cũng cho rằng các công ty Đài Loan có thể cung cấp thiết bị và dịch vụ kỹ thuật cho các cơ sở tái chế đặt gần nguồn phế liệu ở nước ngoài. Ông mô tả mô hình kinh doanh tiềm năng này như sau:

"Nhờ đó, Đài Loan có thể trở thành đối tác về công nghệ và xử lý, thay vì chỉ là điểm đến của phế liệu nhập khẩu," ông nói.

Để bảo đảm sản phẩm từ các cơ sở như vậy được cung cấp cho nhà sản xuất Đài Loan, cần có các thỏa thuận cung ứng bên cạnh việc bán thiết bị. Cơ hội ở nước ngoài gắn liền với những nhu cầu thực tế tương tự các dự án trong nước: đầu vào ổn định, sản phẩm phù hợp và người mua cam kết.

Đối với khách hàng ngành chip, diễn biến trước mắt là công tác chuẩn bị cho một phương án thiết bị có thể triển khai. Với ngành vật liệu của Đài Loan, các mốc sắp tới gồm kế hoạch chuyển giao công nghệ, dây chuyền sản xuất thí điểm và tiến độ hướng tới mục tiêu sản lượng năm 2030. Kết hợp lại, những nỗ lực này nhằm giúp các nhà máy có thêm lựa chọn về cả máy móc họ mua lẫn vật liệu được sử dụng trong đó.

Điểm chính

• TSMC đã khảo sát các nhà cung cấp về động cơ không dùng đất hiếm cho thiết bị tự động hóa nhà máy.
• Các cuộc thảo luận vẫn ở giai đoạn đầu, chưa có kế hoạch triển khai thiết bị trên diện rộng.
• Theo số liệu của IEA, Trung Quốc chiếm 91% sản lượng đất hiếm dùng cho nam châm sau tinh luyện và 94% sản lượng nam châm vĩnh cửu thiêu kết trong năm 2024.
• ITRI cho biết đã sản xuất oxit đất hiếm và kim loại có độ tinh khiết 99,9%, đồng thời lên kế hoạch chuyển giao công nghệ vào năm 2026.
• Đài Loan đặt mục tiêu đến năm 2030 tự cung cấp khoảng 1.000 tấn, tương đương một nửa nhu cầu dự kiến 2.000 tấn mỗi năm.
• Tái chế, tìm nguồn cung ở nước ngoài và thiết kế động cơ thay thế giải quyết những khía cạnh khác nhau của rủi ro nguồn cung.