從專利視角看礦物資源「鎵」與「鍺」出口限制之因應

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芮嘉瑋╱財團法人中技社 科技暨工程研究中心主任

出口管制長期以來，是美國用來管理與中國複雜關係的手段，而關鍵礦物資源的出口限制也是近來中國反制美國的武器之一。在關鍵礦物中，中國是「鎵」和「鍺」專利受理量最多且成長最強的國家，本篇文章將從專利分析視角，探討如何因應中國礦物資源的出口限制。

從地理區域專利受理趨勢 尋找新的供貨源分散供應鏈風險

前文曾經介紹過鎵與鍺的專利申請分析趨勢，中國是相關技術專利受理量最多且增長趨勢最強的國家，由於中國的專利申請量大多由中國國內企業所申請，顯示中國對於關鍵礦物的提煉純化及應用相關技術仍持續進行中。美國、歐洲、日本、韓國及台灣專利方面，目前在鎵、鍺礦物現階段並無明顯變化，而澳洲則是在鎵、鍺相關領域的專利申請趨勢有明顯增長。避免過度依賴單一國家，建議可從不同國家尋找新的供應來源，以分散供應鏈。由於加拿大、澳洲、印度及印尼等國也成為鎵、鍺等關鍵礦物開採精煉技術專利的新興增長區域，而這些地區也是這些關鍵礦物的替代供應來源，建議可在這些國家尋找適合的新興原物料供應來源，增加供應鏈的韌性。

通過國際合作和多元化採購策略，國家和企業能夠有效分散供應風險，不僅能提高供應鏈的韌性，還能促進全球資源分配的平衡發展，確保資源供應的長期穩定性。在擴大多元採購方面，建立遍佈多個地區的全球採購網絡，分散進口來源，避免集中風險，確保供應穩定。企業可以在全球多個地區設置供應基地，確保在某一地區供應中斷時，其他地區仍能保持供應穩定，實現供應多元化。

洞悉IPC專利技術分類 低碳環保永續是未來趨勢

鎵作為薄膜太陽能 (尤其是CIGS)之應用逐漸降低，但作為通訊領域的射頻元件以及寬能隙半導體的功率元件等第三類半導體的應用則逐漸增加。而含鍺的化合物可提高光電感測器及固態電池電解液的性能，相關技術研發也逐漸升溫當中；且由於鍺產量有限，利用創新環保的方法從製程或產品回收再利用的技術也持續增加中。

從IPC專利技術分類趨勢，洞悉越來越多的趨勢顯示，加強發展低碳與環保開採法有其必要性。如何開發更可持續和環保的關鍵礦物開採和加工方法，是該領域業者應該思考的。濕法冶金和生物浸出等技術越來越普及，如同在相關專利中所見，例如美國專利US9458423B2使用細菌收集有色金屬的膠囊方法，其利用生物浸出的技術減少了溶劑的使用，比傳統的化學反應方法消耗更少的能源，並避免了傳統的溶劑萃取方法中所需的大量溶劑。由於不需要高能耗或大量溶劑，故能減少環境負荷和運行成本。

發展回收和綠色開採技術 擴大關鍵礦物的廠內回收

鑒於關鍵礦物的專利受到的重視越趨增加，突顯了建立健全回收製程以確保材料供應鏈的重要性。全球向可持續的礦物開採和加工方法轉變，給台灣帶來了適應其實踐以符合環保標準的壓力。建議推動綠色開採技術的開發和採用，以最大化效率並減少環境影響。從電子廢料中回收有價值材料的趨勢越來越顯著，這是由於需要確保供應鏈安全並減少對原始開採的依賴。建議建立完善的回收基礎設施，從電子廢料和廢舊電池中回收有價值的金屬和材料。回收方法的創新，突顯出高回收效率的潛力，預測從廢棄物和使用過的電池中提取鎵、鍺等材料的製程將持續增長。同時，制定政策和激勵措施，促進關鍵礦物的回收和循環，確保可持續的供應鏈。發展回收和綠色開採技術，並擴大關鍵礦物的廠內回收，不減是一種支持循環經濟政策的實施，同時也可以減少對優勢壟斷礦產國家進口原材料的依賴。

扶植廠商提升國內自主回收能力 強化廢料回收並與國際鏈結

扶植廠商提升國內自主回收能力，是確保資源穩定供應和減少對外依賴的重要策略。建議政府可以依據某些關鍵的元素，扶植特定有能力的廠商，將關鍵的技術建立起來。回收不只要做初級回收，還要能回到高階應用才有價值，高階回收要先找到需求端做場域驗證，像台積電這樣的國際指標大企業作為重要的場域驗證場所，扮演提升台灣的角色。設立專門的回收基金，以資助企業在回收設施、設備升級和技術研發方面的投資，降低企業的經濟負擔，鼓勵他們提升回收能力。鼓勵企業之間建立合作關係，形成回收聯盟，共享資源和技術，降低回收成本，促進產業合作與聯盟，並提高整體行業的競爭力。

從回收的角度出發，城市採礦就是一種有價資源。台灣光洋應材是稀貴金屬回收大廠，有自主回收能力並擁有不少專利，光洋應材就是先將能回收的金屬元素完成回收精煉後，再送往配合的歐美、英國、日系、美系的廠商進行有效取回再利用。若能強化廢料回收，並與國際合作建立產業鏈結機制，可強化國內關鍵資源供應鏈韌性。回收除了可以穩定料源之外，還可以減碳，比起從礦源開採的碳排可以減少約350萬噸/年。光洋應材有百分之80%的原料是來自廢料回收循環，就算中國管制鎵、鍺出口也不受影響。此外，為建構更好的供應鏈韌性，建議可以跟國外其他有優勢的廠商進行鏈結。全世界沒有一家廠商可以將所有的稀貴元素回收，需要跨國/跨界合作，建議台灣把能回收的處理完後，不能回收的再輸出國外處理。

專利侵權風險預警 產學合作加速商用

從鎵、鍺等關鍵礦物資源專利布局地理區域之趨勢推估，台灣廠商在本地遭遇專利侵權訴訟的風險不高，但應用該等礦物所致的相關技術產品若要銷售到國外，尤其是中、美、日、韓或歐洲等相關技術專利較密集的市場，就需要注意潛在的專利侵權風險。

台灣在鎵和鍺等關鍵礦物的專利申請增加，顯示出研究基礎的增長。建議政府可以在關鍵礦物的研究上加大投資，並激勵大學與產業合作，以增強相關領域的研發，並將研究成果轉化為可行的產品和技術，加速研發成果的商用化。

建構廢料回收體系，循環經濟、穩定料源

除了外交和建立聯盟網絡之外，強化綠色循環回收技術也是一個非常重要的解決之道。綠色循環回收技術可以提高回收利用率，減少資源浪費，降低碳排放。創新的回收技術，不僅可以開發新型再生材料，提升回收效率，還可推動產業轉型，促進循環經濟的發展，從多方面幫助解決環境問題。這不僅有助於減少環境污染，也可以帶來新的經濟成長。因此，在外交和聯盟網絡建設的同時，加強綠色循環回收技術的發展也是一個非常重要的解決之道。

以國內業者光洋應材為例，光洋目前處理50種貴稀金屬，每年回收出來的貴稀金屬純量超過250噸，市值超過NTD 400億，這些資源光洋是透過回收並大量的再回用創造循環經濟。鼓勵國內業者建立完善回收體系，將廢料回收出來的元素純化後，再製作成合金材料供客戶使用。過去大家把回收看做環保議題在討論，但回收對物質的永續再利用是正向的。但回收有更重要的利益是碳足跡的部份，回收除了可以穩定料源之外，還可以減碳，比起從礦源開採的碳排，1年回收250噸的貴稀金屬1年大約可以節碳超過350萬噸的碳排放量，這是回收另一個優勢。

隨著全球對關鍵礦物資源需求的持續增加以及環保意識的提升，新穎低碳綠色循環回收再生技術的發展已成為國際間重要趨勢。在穩定關鍵礦物供應的因應對策中，發展回收再生綠色技術不失為一解決之道，特別是從電子廢棄物中回收，提高回收率並降低成本，減少資源浪費降低環境負荷。涉及這類技術的國際專利，涵蓋了從不同來源提取和純化鎵、鍺的各種方法以及透過回收工藝對綠色環保、可持續性和高回收率取得突破，為全球環保和可持續發展做出重要貢獻。面對國際關鍵礦物資源出口管制或供應鏈過度集中的風險，最好的解決方式還是從產業鏈中回收再利用。為了促進產業的長期發展，台灣需持續提升在特用化學品和稀有金屬回收技術上的能力，減少對國外的依賴，並在全球市場上建立更強的競爭優勢。

責任編輯：吳碧娥

【本文僅反映專家作者意見，不代表本報及其任職單位之立場。】

作者： 芮嘉瑋 現任： 中技社科技暨工程研究中心主任 學歷： 清華大學 奈米工程與微系統研究所 博士 中原大學 財經法律研究所 碩士 台灣科技大學 材料科學與工程研究所 碩士 經歷： 工研院技術移轉與法律中心執行長室 工研院電子與光電研究所專利副主委 光電產業智權經理 專長： 長期從事產業研究、專利智財與投資評估等工作，專注於能源、產業、環境、經濟等議題。擅長創新技術策略分析、科技預測及評估、專利分析與布局、產業分析、智慧財產權管理與經營策略、專利的商業化與貨幣化。熟捻產業技術發展趨勢，並常在各媒體平台發表文章、應邀演講，成功引領技術前瞻與產業關鍵議題。

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