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新能源基础材料:软磁铁氧体行业研究报告
发布:2023-8-15


磁性材料基本情况

根据磁性强弱,物质的磁性可以分为抗磁性、顺磁性、反铁磁性、铁磁性和 亚铁磁性,其中铁磁性和亚铁磁性物质为强磁性物质。

磁性材料通常指称强磁性物质,主要由过渡族元素铁、钴、镍等元素及其合金组成。

根据应用类型的不同,磁性材料可以分为软磁材料、永磁材料和功能磁性材 料。软磁材料是对磁通密度及磁化强度具有低矫顽力的磁性材料,与硬磁材料相 比,其易于磁化,亦易于退磁,通常用于制备成电感、电子变压器等各类电子磁性元件实现电能传输、电能变换、信号筛选等功能。 

根据材质和结构的不同,软磁材料可以分为金属软磁、软磁铁氧体和非晶、 纳米晶软磁合金。金属软磁以硅钢片为典型代表,是最早的软磁材料,由于其电阻率较低,在高频下损耗较高,更适用于低频场景。金属软磁粉芯由铁镍、铁硅、铁硅铝等合金软磁粉制成,对传统硅钢片高频高损耗的缺点有所改进。软磁铁氧体材料具有 较高的电阻率和较低的饱和磁通密度,因在中高频场景内损耗较小,机械加工特 性好,在诸多领域被广泛应用。非晶合金软磁由合金溶液在急速冷却的工艺下制备成非晶态合金薄带,纳米晶软磁在非晶合金软磁的基础上通过适当的退火环节得到纳米级别的软磁合金,上述材料在饱和磁通密度和电阻率上具备更优良的综 合性能,但在技术成熟度上低于金属软磁和软磁铁氧体。

总体来看,不同种类的软磁材料由于在电磁特性、技术成熟度、产品价格上的差异,应用于不同的需求场景。软磁铁氧体按照配方的不同主要包括锰锌系、镍锌系和镁锌系,其中锰锌系铁氧体是应用最广、产量最大的软磁铁氧体材料,根据 QY Research 的统计,2020 年锰锌软磁铁氧体的产量占软磁铁氧体总产量的 75.6% 。软磁铁氧体材料的电磁性能是下游客户评价的关键因素,电磁性能的核心参 数主要包括初始磁导率 μi、饱和磁通密度 Bs、功率损耗 Pcv、居里温度 Tc。具体参数如下表所示:


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软磁铁氧体市场发展概况

(1)磁性材料市场的基本情况 

磁性材料是国民经济生产过程中重要的基础性材料,广泛应用于电子、电力、信息、机械、交通、新能源、医疗卫生、国防军工等领域,用于存储和传输电能。

根据 QY Research 的统计和预测数据,2016 年至 2022 年,全球磁性材料的产量从 186.59 万吨增长至 241.70 万吨,年均增长率为 4.4%,预计到 2027 年,全球磁性材料的产量将达到 344.23 万吨,2021 年至 2027 年的年均增长率为 7.2%

我国凭借资源和劳动力优势,以及产业链和市场的配套支持,已发展成为全 球磁性材料主要的生产基地和销售市场。根据中国电子材料行业协会磁性材料分会的统计,2021 年中国磁性材料产业的合计营业收入已经超过 1,000 亿元。

(2)软磁铁氧体市场的基本情况 

软磁铁氧体是软磁材料中的重要品种,其工业化生产可追溯至 20 世纪 40 年代,半个多世纪以来,软磁铁氧体的电磁性能、工艺成熟度、生产规模和自动化水平不断提升,满足下游不断更新的应用需求。由于软磁铁氧体在中高频条件下功率损耗较低,具有良好的机械加工特性,技术路径相对成熟,因而在家用电器、 计算机、手机通讯等领域中被广泛应用,用于制造成电子变压器、电感等各类电子磁性元件。伴随着无线充电、新能源汽车、光伏发电、绿色照明等新兴市场的崛起,软磁铁氧体的应用范围和市场需求将持续保持良好增长。 

我国软磁铁氧体的生产起步于 20 世纪 50 至 60 年代。受益于家电产业链的带动,20 世纪 80 至 90 年代我国软磁铁氧体的工业化生产得到高速发展,企业数量不断增加,产量规模迅速扩大。国外知名磁性材料生产企业亦逐渐加大在我国投资建厂的力度,带动我国磁性材料生产规模、生产技术和产品性能的提升。 

根据中国电子材料行业协会磁性材料分会的统计,2021 年我国软磁铁氧体 的销量约为 46.0 万吨,销量同比增速为 10.8%,我国已成为全球规模最大的软磁铁氧体生产国。同时,中国未来软磁铁氧体的产量将会以 10%的年均增速向前发展,增速超过世界软磁铁氧体材料每年 6%的年均增速。


软磁铁氧体的产业链上下游情况

磁粉生产的上游主要涉及钢铁行业、化学原料和化 学制品制造业,将磁粉加工成磁芯后,下游主要应用于各类终端场景所需的电子变压器、电感器等电子磁性元件。

(1)上游行业分析 

锰锌软磁铁氧体材料的主要生产原料包括氧化铁、氧化锰、氧化锌。生产厂 商通过向上游购买金属氧化物原材料后按照一定比例混合,通过振磨、造球、预烧、喷雾造粒等生产工艺加工成磁粉。 

氧化铁是钢铁生产加工过程中的副产品,通常通过对钢板酸洗后的废酸液进 行提纯加工后获取。氧化锰通常通过电解金属锰粉悬浮液并氧化处理后获取,氧化锌通常通过燃烧锌或焙烧锌矿等方式获取,氧化锰和氧化锌的价格与电解锰、锌锭等大宗商品的价格走势存在较高的关联性。 

(2)下游行业分析 

软磁铁氧体磁粉的下游主要为磁芯生产厂商,磁芯主要用于加工成电源电路 中不同型号的电子变压器、电感等电子磁性元件。电子变压器主要利用电磁感应原理,在电路中实现电压变换、电流变换、阻抗变换等功能,例如:将输入的 220V 高电压输出为相对偏低的理想电压、将交流电整流成直流电等;电感器主要用于在电路中实现信号筛选、电能蓄积等功能,例如:对电路中的高频交流信号进行滤波。 

电子变压器和电感器是电子信息产业中基础性的电子元器件,对生产出的电 子整机的性能和质量至关重要。根据中国电子元件行业协会编制的《中国电子元 器件行业“十四五”发展规划》,2020 年我国电子元器件行业整体销售额为 18,831 亿元,2015 年至 2020 年平均增长率为 4.75%,市场需求总体保持平稳增长,我国电子元器件行业的产销规模目前居于全球首位。根据工业和信息化部于 2022 年 9 月新闻发布会公布的数据,我国电子元器件产业整体规模已突破 2 万亿元。

其中:电子变压器行业 2020 年实现销售额 639 亿元,2015 年至 2020 年的平均年化增长率为 2.3%;电感器行业 2020 年实现销售额 279 亿元,2015 年至 2020 年的平均年化增长率为 6.3%。

由于电子元器件居于工业产业链中游,其基础性作用对我国产业链和供应链 安全至关重要,我国《国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目 标纲要》中明确提出“加快补齐基础零部件及元器件、基础软件、基础材料、基 础工艺和产业技术基础等瓶颈短板”。根据中国电子元件行业协会编制的《中国电子元器件行业“十四五”发展规划》,到 2025 年,电子变压器行业拟实现销售 额 777 亿元,对应测算年均增长率为 4.0%;电感器行业拟实现销售额 410 亿元, 对应测算年均增长率为 8.0%。

基于上述数据,预计未来以电子变压器、电感器为代表的电子磁性元件仍将 保持稳定增长,其中汽车电子、光伏发电、5G 通讯、新型家用电器和消费电子等应用领域的需求将会保持更高增速,电子磁性元件行业需要通过技术和工艺升级提升对高端产品的配套供给能力。

软磁铁氧体材料终端主要应用于家用电器、消费电子、光伏发电、 汽车电子等领域,未来公司将进一步加大对通讯、新能源等新兴应用领域软磁铁 氧体材料的研发和生产。

 ① 家用电器领域基本情况 

软磁铁氧体磁芯广泛应用于电视机、冰箱、空调、音响等家用电器中,实现 电压变换和降噪滤波等功能。根据国家统计局的统计数据,2021 年中国家用电器和音像器材类零售额为 9,340 亿元,同比增长 8.98%;2022 年,因宏观经济增 速放缓、社会消费意愿减弱,2022 年中国家用电器和音像器材类零售额为 8,890 亿元,同比下降 3.90%。

伴随着城市化进程和人口规模增速的放缓,家电行业已经进入到以改善性消 费为主要特征的中低速发展阶段,但智能化、个性化、健康化的新型家电的市场 渗透率仍然有很大的提升空间,注重开发新功能、新款型的高端家电产品将成为行业供给侧变革的重要趋势,这也将对软磁铁氧体材料的性能、可靠性提出更高的要求。以电视机为例,当前产品正从传统的彩色电视逐步转型成大尺寸、轻薄美观的智能电视。轻薄化、小型化要求软磁铁氧体材料能够在更高的工作频率下保持低功率损耗、更高的饱和磁通密度,从而实现更高的功率密度,减小空间占用;同时,软磁铁氧体磁芯需具备更强的抗电磁干扰能力保证图像的稳定性。

②光伏行业基本情况 

软磁铁氧体材料在光伏行业中主要应用于光伏发电系统的逆变器中。逆变器 将太阳能模组输入的直流电转换成符合并网要求的交流电,软磁铁氧体可用于生产逆变器中的高频变压器、驱动变压器和抗电磁干扰滤波电感等磁性元件。 

全球正面临着能源危机和环境污染的问题,光伏发电从资源可持续性和环境 友好两个层面都优势明显,当前全球诸多国家政府都出台政策鼓励光伏行业的发展。大力发展光伏发电替代传统能源,对我国实现“碳达峰、碳中和”目标也有着极为重要的战略性意义,国家能源局在《关于 2021 年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》中指出“2025 年非化石能源消费占一次能源消费的比重达到 20%左右”、“2030 年非化石能源占一次能源消费比重达到 25%左右、风电太阳能发电总装机容量达到 12 亿千瓦以上”。

当前我国光伏产业在技术水平、产品 竞争力、产能规模等方面已居于世界领先地位,涌现出一批具备全球影响力的行业标杆企业,光伏行业预计在未来的发展空间仍然十分广阔。根据国家能源局的 数据,2022 年我国光伏新增装机量为 87.41GW,同比增长 59.3%。根据中国光伏业协会的预测,十四五期间全球光伏年均年新增装机量约为 222~287GW,中国年均新增装机规模约为 70~90GW。

提升光伏发电的光电转换效率要求软磁铁氧体磁芯具备低损耗的特性,同时 需具备在高频率和强直流条件下工作的能力,尽可能减小元器件的体积大小,这要求软磁铁氧体磁芯具备更高的饱和磁通密度和更优的直流叠加特性。 

③消费电子行业基本情况 

软磁铁氧体在消费电子中主要应用于手机、计算机等诸多电子设备中,用于 实现提高充电效率、降低噪声和磁场干扰等功能。 

以计算机领域为例,软磁铁氧体磁芯在计算机中可应用于笔记本电脑的液晶 显示器、电源适配器中制作成各类滤波器、DC-DC 变换器、DC-AC 逆变器等电 子磁性元件。根据 IDC 的统计报告,2021 年全球个人计算机的出货量为 3.49 亿 台,同比增长 14.8%,其中中国个人计算机的出货量约为 5,720 万台,同比增长16.1%。2022 年,因宏观经济增速放缓、居民消费意愿有所减弱,全球消费电子行业的销量增速有所放缓。根据 Canalys 的统计报告,2022 年我国个人电脑整体出货量约为 4,850 万台,同比下降 15%左右。当前中国个人计算机的渗透率和发达国家相比仍有一定提升空间,根据 IDC 的预测,2025 年中国个人计算机的出货量将达到约 6,970 万台,预计未来计算机市场出货量仍将保持稳定增长,轻薄化、高性能化的发展趋势更加明显,因而软磁铁氧体材料也需具备更良好的高频低损耗、饱和磁通密度、抗干扰等特性。

此外,软磁铁氧体材料还被广泛应用于手机充电器、消费电子设备、电动汽 车的无线充电领域。无线充通过电感耦合发射和接受信号,实现电能传输效果, 由磁性材料和线圈贴合组成的隔磁片是无线充电技术发射端和接收端的重要部件,主要用于增强感应磁场,提升转换效率,同时屏蔽线圈干扰。无线充电用软磁铁氧体需要具备较高的饱和磁通密度和较低的功率损耗,并具备更高的可靠性、更小的尺寸。无线充电在安全性、灵活性和通用性上表现更优,以智能手机 为代表的无线充电市场未来成长空间广阔。根据中国电源学会的统计,2019 年 我国无线充电市场规模已达到 5.38 亿元,同比增长 121.4%;2020 年,我国无线充电市场规模达到 13.38 亿元,同比增长 148.70%。根据 Research And Markets 的预测,预计 2026 年全球无线充电市场规模将达到 162.5 亿美元。

④新能源汽车行业基本情况 

汽车电子是软磁铁氧体材料重要的终端应用领域。随着资源与环境双重压力 的持续增大,在政策和技术进步的驱动下,新能源汽车已成为未来汽车工业发展的方向,纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车等各类新车型的市场渗透率迅速提升,新能源汽车与传统汽车相比具备更高的电动化、智能化、网联化特征,单台汽车电子设备的数量不断增加,进而需对应增加电子元器件的种类,以更好实现能量传输、储存和转换,这也为上游软磁铁氧体材料带来广阔的发展空 间。例如:当前高强度放电照明和 42V 汽车电源在汽车中应用比例提升,带动更高规模的 DC-DC 变换器需求,用于实现电压转换。同时,在有限的空间中组装更多的电子电路也容易引起电磁干扰的问题,为确保汽车电子系统的可靠运 行,在汽车电路中需更多配备具有抗干扰功能的高导类软磁铁氧体磁芯。 

根据中国汽车工业协会的统计,2022 年中国全年实现汽车销量为 2,686.4 万辆,同比增长 2.1%。其中:新能源汽车销量达到 688.7 万辆,同比大幅增长 93.4%, 占当年汽车销量的比重提升至 25.6%。根据国务院办公厅《新能源汽车产业发展 规划(2021-2035 年)》,到 2025 年,新能源汽车在新车销量中的占比将争取达到 20%左右,未来几年内新能源汽车的渗透率将进一步提升。

此外,软磁铁氧体磁芯还应用于充电站充电电源中的变压器和输出滤波电 感,或应用于感应式充电系统,通过初次级间的磁感应耦合实现电能传输。根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟的统计和预测,2022 年中国公共充电桩和随车配建充电桩分别新增65.1万台和194.2万台,同比分别上升91.6%和225.5%, 2023 年预计将新增公共充电桩 97.5 万台、新增随车配建充电桩 340.0 万台。县城乡镇充电基础设施的建设、高速公路充电桩的覆盖程度在未来仍有较高提升空间。 

总体来看,以新能源汽车为代表的汽车电子将成为未来软磁铁氧体材料需求 增长的重要驱动,同时,由于汽车运行需面临更复杂的温度和运动环境,因此, 软磁铁氧体材料需要具备更良好的宽温特性和更高的一致性水平。


公司所处行业未来发展趋势

 1、高性能软磁铁氧体发展空间广阔

当前下游终端应用产品正逐渐走向轻薄化、小型化、集成化,下游电子磁性 元件需要在体积小型化的同时实现较高的功率输出,这要求软磁铁氧体材料需达到更高的功率密度,未来软磁铁氧体材料将进一步向宽温宽频、高饱和磁通密度等方向发展,满足消费电子、家用电器行业产品升级,以及新能源、光伏、5G 通讯等新兴行业发展的需要。 

对于功率类材料,未来需要尽可能在更高频率和更高电流的环境下都具备良好的电磁性能,提升能量转换的效率,因而需具备更高的饱和磁通密度和更低的功率损耗;对于高导类材料,除提升量产材料的磁导率水平外,还需要使材料在 更宽的频率范围内都具备良好的阻抗特性。此外,以光伏发电、新能源汽车、5G 通讯为代表的新兴应用场景均处于户外更加复杂的环境中,因而需要软磁铁氧体 材料具备更高的温度稳定性。总体来看,综合性能和可靠性更优的软磁铁氧体材料更契合下游发展趋势和产业政策的方向,在单品附加值和应用数量上发展前景都更为广阔。

2、产品定制化、个性化要求逐步加强 

伴随着终端电子产品更新换代的速度不断提升和新兴领域的迅速拓展,电子 变压器、电感器等电子磁性元件的升级速度也进一步加快。软磁铁氧体生产企业需要结合下游客户的实际应用场景,定制化调整产品的材质和尺寸,甚至从原料端配合客户,设计出符合客户个性化需求的产品。未来软磁铁氧体材料的生产将由大批量单一生产逐渐向多品种小批量生产转化,行业内企业需要不断提升针对 差异化客户需求进行同步开发、快速响应的能力。 

3、技术和规模领先的企业竞争优势凸显 

当前我国软磁铁氧体行业存在大量小规模的生产厂商,上述企业集中于中低 档产品进行竞争,在技术水平和生产规模上都处于较低水平。伴随着未来我国消费电子、网络通信、汽车电子等领域的产业升级,下游产品对于软磁铁氧体材料的外观尺寸、综合性能、一致性的要求将进一步提升,技术和规模领先的企业在 客户响应速度、产品创新能力、供货规模的稳定性上将具备明显的优势;同时,高性能的软磁材料也是国家产业政策长期鼓励的发展方向,产业政策支持电子元器件的龙头企业通过兼并重组、资本运作整合资源,增强核心竞争力。

总体来看,小规模的生产厂商由于产品附加值低,同质化程度高,且难以实现规模经济,容易陷入激烈的价格竞争中,一旦受到产业升级、生产要素成本上 升、原材料价格和下游需求波动等外部环境影响,持续经营能力和抗风险能力都偏低。未来行业竞争格局将进一步向具备技术和规模优势的企业倾斜,行业集中 度有望提升。 

4、生产自动化和智能化水平不断提升 

当前全球制造业正迎来以数字化、信息化、智能化为发展方向的深刻变革, 现代化的信息技术也正和传统软磁铁氧体生产逐步融合,当前我国软磁铁氧体企业普遍面临产品附加值低、劳动力成本上涨的问题,推进智能制造生产可以有效提升产品一致性、降低生产成本、提高生产效率,实现产业转型升级和企业效益提升,行业内大型生产企业均在推进生产线的自动化应用水平。例如:通过车间的智能监测平台可以对生产情况进行实时监控,针对不同产品自动生成烧结配方,并对产品质量进行统计分析。生产企业通过引入智能化的视觉检测机器,可以借助其自动化、高客观度、非接触和高精度的特点代替人工对软磁铁氧体磁芯的外观进行检测,提升产品合格率并降低生产成本。组合式的数控磨床可以一次性完成铁氧体磁芯的磨面、磨底、再磨面、开气隙等生产环节,节省磨面后再排列的人工成本,提升小尺寸、难排列产品的生产效率和精度水平。


行业竞争格局及行业内主要企业

1、行业竞争格局

从全球磁性材料市场来看,日本在磁性材料上的研发和生产上起步较早,以 TDK、FDK 为代表的日本企业具备较强的软磁铁氧体新材料开发能力,在高端产品的技术水平、高附加值产品的市场占有率等方面仍然占据主导地位。 

我国是全球软磁铁氧体产量规模最高的国家,根据中国电子材料行业协会磁 性材料分会的统计,2020 年我国软磁铁氧体产量约占全球的 73%。从区域分布来看,我国软磁铁氧体的生产和销售主要集中在浙江和江苏长三角地区、华南地区。

根据中国电子材料行业协会磁性材料分会的统计,浙江和江苏长三角地区企 业的软磁铁氧体产量占全国产量的比例达到 53%以上,华南地区企业的产量占比约为 17%,上述地区软磁铁氧体产业集群效应更加明显,企业在研发能力、技术水平、产量规模、产业链配套等方面更具优势。 

此外,我国软磁铁氧体市场竞争格局相对分散,根据中国电子材料行业协会 磁性材料分会的统计,截至 2021 年 12 月,注册资本大于 1,000 万元的软磁企业占比为 14.5%;参保人数在 300 人以上的软磁企业占比仅为 4‰,上述厂商一般仅有少数几条磁芯生产线,通过向外部采购磁粉进行生产,主要依靠低价策略进行市场竞争,产能规模和产品附加值较低,上下游议价能力和抗风险能力较弱。国内公司中,横店东磁、天通股份在软磁铁氧体材料领域较早进行业务布局并登陆国内资本市场,具备较高的行业地位;除上述两家公司外,冠优达、山东春光、海宁市联丰磁业股份有限公司等公司在软磁铁氧体材料的供应规模和技术水平上具备较强的综合竞争实力。 

2、行业内主要企业 

以软磁铁氧体材料为主营业务, 或软磁铁氧体材料生产和销售规模较高的主要企业情况如下: 

(1)横店东磁 

横店东磁成立于 1999 年,主要生产和销售磁性材料、磁性器件、光伏产品 和锂电产品等,其中磁性材料产品主要包括永磁、软磁、塑磁、旋磁、纳米晶、 预烧料等。横店东磁于 2006 年在深圳主板上市,股票代码为 002056.SZ。 


(2)天通股份 

天通股份成立于 1999 年,主要从事电子材料(包括磁性材料与部品、蓝宝 石、压电晶体等晶体材料)和高端专用装备(包括晶体材料专用设备、粉体材料 专用设备、半导体显示专用设备)的生产和销售。其中磁性材料与部品包括锰锌 铁氧体材料及磁芯、镍锌铁氧体材料和金属软磁材料及制品、无线充电和 NFC 用磁性薄片等。天通股份于 2001 年在上海主板上市,股票代码为 600330.SH。 


(3)海宁市联丰磁业股份有限公司 

海宁市联丰磁业股份有限公司成立于 1988 年,主营业务为磁性材料与器件 的研发、生产和销售,具体产品包括软磁铁氧体材料及电子变压器、电感器、滤 波器等下游磁性器件。 


(4)乳源东阳光磁性材料有限公司 

乳源东阳光磁性材料有限公司成立于 2001 年,主要生产锰锌、镍锌、合金 铁粉芯等软磁系列产品,公司是上市公司广东东阳光科技控股股份有限公司(股 票代码:600673.SH)的全资子公司。 


(5)领益智造 

领益智造前身为江粉磁材,成立于 1975 年,主要从事磁性材料、平板显示 设备及精密结构件的生产,于 2011 年在深圳主板上市。2018 年,江粉磁材发行 股份购买领益科技(深圳)有限公司 100%的股权,同时控股股东变更为领胜投资(深圳)有限公司,交易完成后,江粉磁材更名为领益智造(股票代码:002600.SZ)。


(6)山东春光磁电科技有限公司 

山东春光磁电科技有限公司成立于 2015 年,主要从事磁性材料及相关电子 产品的研究、开发和生产,主要产品包括功率类和高导类锰锌软磁铁氧体粉料。




文章来源:宽客吧

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