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1.1 軟磁材料品種繁多，產(chǎn)品需求與材料技術(shù)與時俱進

磁性材料指能在磁場激發(fā)下產(chǎn)生磁性能的材料，主要分為軟磁（多用于電氣電路控制）、 永磁材料（多用于高性能電機）等。（1）軟磁材料：是具有低矯頑力和高磁導(dǎo)率的磁性 材料，易于磁化，也易于退磁，從磁滯回線上反映更加細長，其主要功能是導(dǎo)磁、電磁 能量的轉(zhuǎn)換與傳輸，廣泛用于各種電氣電路，尤其伴隨 EV/綠色能源轉(zhuǎn)型，電氣電路功 率傳輸與控制需求大幅提升，催化軟磁材料需求及技術(shù)工藝快速迭代；（2）永磁材料：（又稱硬磁材料）具有寬磁滯回線、高矯頑力和高剩磁的特性，具備轉(zhuǎn)換、傳遞、處理、 存儲信息和能量等功能，應(yīng)用范圍廣泛，如汽車、家電、工業(yè)電機等領(lǐng)域?qū)τ来挪牧嫌?著廣泛需求。

軟磁材料主要可分為金屬軟磁與鐵氧體軟磁：金屬軟磁中，工業(yè)純鐵、硅鋼、坡莫合金 出現(xiàn)最早，后續(xù)逐步發(fā)展出非晶、納米晶、磁粉芯等高端軟磁材料。鐵氧體軟磁材料出 現(xiàn)時間較早，目前主要包含錳鋅、鎳鋅、鎂鋅三類。

衡量軟磁材料性能的指標(biāo)優(yōu)劣主要指標(biāo)包括：電阻率、磁導(dǎo)率、飽和磁感應(yīng)強度、直流 偏置特性等。軟磁材料技術(shù)迭代總體圍繞以下四大核心參數(shù)優(yōu)化：1）電阻率（ρ）：由 于電磁感應(yīng)現(xiàn)象存在，交變磁場中磁體內(nèi)部產(chǎn)生渦流（抵抗磁場變化）從而導(dǎo)致熱損耗， 高電阻率有益于降低渦流損耗；2）磁導(dǎo)率：磁導(dǎo)率表征軟磁體對外界信號的靈敏性，高 磁導(dǎo)率有益于電氣元件小型化；3）飽和磁感應(yīng)強度（Bs，飽和磁密）：飽和磁密是磁性 材料磁化到飽和時的磁感應(yīng)強度，反映磁材儲存磁場的能力，高飽和磁密是元件小型化 的另一指標(biāo)；4）直流偏置特性：由于交流電力系統(tǒng)中存在直流電成分，會導(dǎo)致磁導(dǎo)率衰 減，直流偏置特性表征材料抗直流信號干擾能力，該值越高越好。

隨著電氣應(yīng)用領(lǐng)域向高頻化演進，渦流損耗發(fā)熱成為繞不開的問題，提升電阻率的重要 性日益提升。不同的磁性材料在不同的頻率范圍內(nèi)，各類損耗所占比例有所不同，電氣 功率傳輸領(lǐng)域（非晶、納米晶、磁粉芯對應(yīng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域）主要集中在音頻范圍（20- 20kHz），在此范圍內(nèi)，磁損耗以渦流損耗為主，渦流損耗與頻率平方（f 2）成正比，電阻 率（ρ）成反比，因此高電阻率的要求日益提升。

1.2 軟磁材料的發(fā)展沿著高電阻率、高磁導(dǎo)率、高飽和磁密方向演進

軟磁材料發(fā)展呈現(xiàn)產(chǎn)品需求與材料技術(shù)與時俱進的格局，高功率、小型化、低損耗等應(yīng) 用要求不斷提升下，軟磁材料高電阻率、高飽和磁密、高磁導(dǎo)率性能提升是未來的發(fā)展 方向。軟磁材料低損耗核心在于提升電阻率，小型化的核心在于高飽和磁密、高磁導(dǎo)率， 硅、鋁、鎳等元素的加入使得材料電阻率、磁導(dǎo)率等部分性能提升，但飽和磁感應(yīng)強度 降低（鐵元素 Bs 最強），因此優(yōu)化材料配方、工藝，綜合考慮成本因素是行業(yè)發(fā)展的永 恒追求。

按照電力工業(yè)與電子工業(yè)劃分，可將軟磁材料發(fā)展歸為兩條主線：

電力工業(yè)：低碳鋼-硅鋼-非晶

低碳鋼：19 世紀(jì)末期，人們開始使用低碳鋼制造電機和變壓器，低碳鋼的優(yōu)點在于 飽和磁感應(yīng)強度極高，可達 2.15 T，且成本非常低，缺點在于電阻率很低（10 -4μ Ω·cm），故僅適用于直流及低頻領(lǐng)域。

硅鋼：相較低碳鋼電阻率提升使得渦流損耗降低。20 世紀(jì)初，通過在純鐵中加入少 量的硅（一般在 4.5%以下）形成的鐵硅系合金（硅鋼），相較純鐵電阻率大幅提升 （50μΩ·cm），電網(wǎng)工頻（50Hz）應(yīng)用中渦流損耗大幅降低，至今硅鋼片在電力 工業(yè)中的使用仍居首位。

非晶合金：相較硅鋼電阻率和磁導(dǎo)率更高，高效節(jié)能效果更佳。伴隨電力工業(yè)高效、 節(jié)能需求（尤其降低空載損耗）快速提升，電力變壓器對更高電阻率、高磁導(dǎo)率需 求日益迫切，非金合金逐漸成為電力變壓器工業(yè)重點發(fā)展方向。1989 年美國聯(lián)合信 號公司開始批量生產(chǎn)非晶合金帶材，2003 年日立金屬從霍尼韋爾收購其非晶業(yè)務(wù) 并發(fā)展為全球龍頭。非晶合金是采用液態(tài)驟冷技術(shù)得到金屬原子呈長程無序、短程 有序的非晶排列；相較硅鋼，非晶合金的電阻率（140μΩ·cm）和磁導(dǎo)率更高， 在配電變壓器領(lǐng)域應(yīng)用可大幅降低空載渦流損耗。

電子及新能源行業(yè)：坡莫合金（鐵鎳）-鐵氧體-納米晶-磁粉芯

坡莫合金（鐵鎳系）：20 世紀(jì)初，電話技術(shù)等弱電工程對軟磁材料高磁導(dǎo)率的要求 日益提升，坡莫合金（Fe-Ni 系）由于高磁導(dǎo)率的優(yōu)點得到廣泛應(yīng)用，適用于弱信號 的低頻或中高頻領(lǐng)域。但該材料含 Ni 量較高（34%~84%，純鎳金屬），因此成本較 高。

軟磁鐵氧體：具有最高的電阻率，高頻射頻（信號傳輸）領(lǐng)域難以替代。20 世紀(jì) 40 年代，隨著電子產(chǎn)品等高頻應(yīng)用需求提升，鐵氧體在所有軟磁材料中具有最高的電 阻率（10 7μΩ·cm），可應(yīng)用于音頻到射頻段（1KHz-300MHz），但該材料飽和磁感 應(yīng)強度低，因此僅適用于高頻低功率場景。

納米晶合金：高飽和磁密、高磁導(dǎo)率、高溫度穩(wěn)定性等綜合性能優(yōu)異，可實現(xiàn)電子 器件小型化。1988 年日本日立金屬公司的 Yashizawa 等人在非晶合金基礎(chǔ)上通過晶 化熱處理開發(fā)出納米晶軟磁合金(Finemet)，納米晶的突出優(yōu)點在于兼?zhèn)淞髓F基非晶 合金的高飽和磁感應(yīng)強度和鈷基非晶合金的高磁導(dǎo)率、低損耗，應(yīng)用于高頻電力電 子領(lǐng)域可減小體積、降低損耗，目前已在智能手機無線充電、新能源汽車電機等產(chǎn) 品端實現(xiàn)規(guī)�；瘧�(yīng)用。

成本因素同樣是終端需求的重要考量，非晶相較硅鋼目前已具備價格優(yōu)勢，鐵鎳系軟磁 由于成本過高應(yīng)用領(lǐng)域受限。1）非晶與硅鋼價差逐步收窄：近年來，隨著非晶帶材制造 工藝的不斷成熟，國內(nèi)企業(yè)逐步打破日立金屬在我國非晶帶材市場的壟斷地位，且硅鋼 向高性能取向硅鋼發(fā)展，成本亦逐步提升，目前非晶帶材與硅鋼終端售價均在 1-1.5 萬 元/噸。2）納米晶、磁粉芯：兩者相較鐵氧體價格偏高，但考慮小型化的性能優(yōu)勢，終 端應(yīng)用成本或更低，且安全性，小型化是產(chǎn)品“剛需”，終端廠家對成本考量優(yōu)先級相對 靠后。3）坡莫合金：由于鎳元素存在，且占比高達 34-84%，終端售價在 10 萬元/噸以 上，因此應(yīng)用領(lǐng)域相對受限。

非晶合金帶材相較硅鋼電阻率與最大磁導(dǎo)率大幅提升，且工藝流程較硅鋼更短，成材率 更高。非晶合金是采用 106℃/秒的超快冷凝固技術(shù)，得到原子排列組合上具有短程有序， 長程無序特點的非晶合金組織，由于沒有晶粒、晶界的存在，相較硅鋼電阻率和最大磁 導(dǎo)率得到顯著提升，因此渦流損耗大幅降低，應(yīng)用在配電變壓器空載損耗較硅鋼降低 70%。從生產(chǎn)工藝而言，根據(jù)王建發(fā)的《非晶合金變壓器的特點及節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢分析》， 非晶帶材是將熔融的金屬合金經(jīng)超級冷技術(shù)直接冷卻形成厚度 0.02-0.04mm 的固體薄 帶，該工藝屬于精密無模平流鑄造，比硅鋼工藝節(jié)約了至少 6-8 道工序，能耗節(jié)省 80% 左右。另外，取向的硅鋼片成材率低，為 40%-50%，而非晶合金成材率可達 90%。

非晶合金薄帶生產(chǎn)工藝主要包括熔煉、保溫、制帶、卷取等環(huán)節(jié)。以鐵基非晶帶材為例， 將熔化后的液態(tài)合金倒入中間包中，起到穩(wěn)流、減壓、保溫的作用，再倒入特定的“噴 帶包”中，利用自身重力從狹小噴嘴縫連續(xù)噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷卻銅輥上實現(xiàn)急冷凝固， 之后通過高壓氣流從銅輥上將帶材剝離、負壓抓取，最后完成自動化卷繞、包裝等工序。

“高精度”控制是非晶帶材生產(chǎn)的難題，噴帶、結(jié)晶環(huán)節(jié)是工藝流程的核心。非晶合金 薄帶超快冷凝的生產(chǎn)工藝特點決定了其產(chǎn)品質(zhì)量控制需要在極短的時間內(nèi)完成，生產(chǎn)中 采用一個高速旋轉(zhuǎn)（＞30m/s）的冷卻銅輥來實現(xiàn)，如此高的速度下實現(xiàn)帶材抓取、卷繞 就是一大難關(guān)；此外，將成千上萬層的 FeSiB 非晶薄帶疊在一起制作成配電變壓器鐵芯后，即使幾微米的帶厚差也會引起鐵芯厚度幾毫米甚至幾厘米的偏差，厚度的“高精度” 控制至關(guān)重要，因此，噴帶、結(jié)晶環(huán)節(jié)是整個工藝流程的核心難點所在。例如，結(jié)晶器， 在狹小的空間與極短時間需要極冷、緩冷、空冷三個溫度控制環(huán)節(jié)，從而保證非晶帶材 一定的柔軟性并不易碎片化，這需要大量的經(jīng)驗積累與極強設(shè)備精度要求。

2.1. 供給端：非晶帶材競爭格局穩(wěn)定集中

非晶帶材市場競爭格局較為集中，CR3 達 74.4%。根據(jù) QYResearch，2015 年以來， 非晶合金在我國配電網(wǎng)領(lǐng)域快速發(fā)展，市場規(guī)模從 1.30 億美元增長至 2019 年的 2.08 億 美元，產(chǎn)量規(guī)模從 4.97 萬噸增長至 2019 年的 9.97 萬噸，復(fù)合增長率分別到達 12.47%、 19.01%。國內(nèi)廠家起步雖晚，但后來者居上，目前全球生產(chǎn)非晶帶材的廠家主要包括云 路股份、安泰科技、日立金屬，2019 年三者市占率分別為 41.2%/21.0%/12.3%。安泰科技、云路股份分別于 2006、2014 年完成非晶帶材產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，目前兩者產(chǎn)能均 達到 6 萬噸，云路股份近幾年產(chǎn)量穩(wěn)定在 5 萬噸左右，安泰科技未披露實際產(chǎn)量，兩者 單位鐵損、電阻率等關(guān)鍵性能已達到甚至超越日立金屬。

2.2 需求端：新版能效提升計劃與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，非晶變壓器迎來新的發(fā)展機遇

變壓器是配電系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能是將電力系統(tǒng)的電壓升高或降低，以便于 電能的分配、使用及合理輸送，根據(jù)變壓器技術(shù)雜志刊文，我國變壓器的總損耗占整個 配電系統(tǒng)損耗的 40% 左右，因此降低變壓器損耗是配電系統(tǒng)節(jié)能的重要環(huán)節(jié)之一。

非晶變壓器適用于間歇性用電場景，與硅鋼變壓器既有差異化又存競爭關(guān)系。變壓器損 耗分為空載損耗和負載損耗，其中空載損耗約占變壓器總損耗的 50%-80%，相同容量 的非晶合金變壓器比硅鋼變壓器的空載損耗下降 60-80%。非晶合金由于具備更高的電 阻率、更薄的厚度，因此可大幅減少渦流損耗，具備空載損耗低、運行節(jié)能等優(yōu)點，適 用于軌道交通、農(nóng)村電網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心等間歇性用電需求特點的應(yīng)用場景；硅鋼變壓器的 負載損耗相對更低，在城市電網(wǎng)或工業(yè)區(qū)等高負荷用電場景應(yīng)用較多。

非晶合金具備空載損耗低，工藝流程短的優(yōu)勢。

非晶合金變壓器更具有節(jié)能減耗、綠色環(huán)保的特點，符合我國建設(shè)節(jié)能低碳、綠色 電網(wǎng)的要求。根據(jù)王建發(fā)在《非晶合金變壓器的特點及節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢分析》中測算， 在相同條件下，一臺 80KVA 非晶合金變壓器比 SC10 型硅鋼片變壓器單位綜合功率 損耗低 15.7%，雖然初始投資成本較高，但考慮能耗成本大幅降低，產(chǎn)品全生命周 期成本（LCC）可節(jié)省 1.26 萬元，在電價上漲環(huán)境下，非晶合金變壓器無疑具有較 強的經(jīng)濟效益，并且節(jié)能和環(huán)保特性十分突出。

非晶薄帶工藝流程較硅鋼更短，成材率更高。傳統(tǒng)工藝制作硅鋼片需要經(jīng)歷鍛造、 冶煉、鍛打以及傾軋等工序，但非晶態(tài)合金薄帶的制作則是以近乎瞬間凝固液體， 使之成為不超過 0.027 mm 厚度的合金薄帶，因此比硅鋼工藝至少節(jié)約了 6~8 道 工序，能耗節(jié)省 80% 左右。另外，晶粒取向的硅鋼片成材率低，為 40%~50%， 而非晶合金成材率可達 90%。

非晶變壓器推廣曾遭遇陣痛期，立體卷變壓器技術(shù)革新改善非晶變質(zhì)量問題痛點。2011- 2015 年在政策支持下，非晶變進入黃金時期，安泰科技、云路股份、兆晶股份等企業(yè)新 上項目產(chǎn)能規(guī)模較大，競爭日益激烈，同時也造成市場魚目混珠、產(chǎn)品良莠不齊的現(xiàn)象， 在國網(wǎng)抽檢環(huán)節(jié)出現(xiàn)突發(fā)短路問題，之后國網(wǎng)非晶變壓器招標(biāo)比例持續(xù)降低，由 2016 年 31.7%降低至 2020 年 15.5%。2019 年，云路股份與上海置信完成非晶立體卷鐵心產(chǎn)業(yè) 化開發(fā)，立體卷結(jié)構(gòu)與非晶合金材料相結(jié)合，既充分發(fā)揮非晶合金材料特性，又利用立 體卷鐵心結(jié)構(gòu)成功解決非晶合金原有問題，具有三相磁路完全對稱、抗突發(fā)短路能力強、 噪音低、節(jié)能效果顯著等特點，解決了非晶變市場推廣痛點。

受益于新能效標(biāo)準(zhǔn)實施，以及需求方面軌道交通、風(fēng)光發(fā)電等間歇式發(fā)電、用電設(shè)備增 加，非晶配電變壓器迎來新的發(fā)展機遇。根據(jù)國家電網(wǎng)公司電子商務(wù)平臺公告信息統(tǒng)計，2021 年配電變壓器招標(biāo)總量同比增長 121.7%。2020 年 12 月，工業(yè)部印發(fā)《變壓器能 效提升計劃（2021 - 2023 年）》，明確到 2023 年，高效節(jié)能變壓器在網(wǎng)運行比例提高 10%（1、2 級能效），當(dāng)年新增高效節(jié)能變壓器占比達到 75%以上，自 2021 年 6 月起， 新采購變壓器應(yīng)為高效節(jié)能變壓器。此外，2020 版《電力變壓器能效限定值及能效等級》 于 2021 年 6 月 1 日實施，對配電變壓器能效指標(biāo)提出更高的要求，與 2013 版相比， 新國標(biāo)型號在空載能耗、負載能耗均有不同程度的降低。

存量方面：我國在網(wǎng)運行的變壓器約 1700 萬臺，考慮 2023 年高效節(jié)能變壓器在網(wǎng) 運行比例提高 10%，則對應(yīng)約 170 萬臺替換需求，假設(shè)其中 20%為非晶變，對應(yīng) 34 萬臺替換需求，假設(shè) 2021-2023 年替換 6/11/17 萬臺，后續(xù)穩(wěn)定于 20 萬臺。

增量方面：2021 年國網(wǎng)配電變壓器招標(biāo)同比增長 121.7%，假設(shè)后續(xù)逐步降低至 20%，考慮 2015 年國網(wǎng)非晶變招標(biāo)占比達 45%，謹慎假設(shè)非晶變占比假設(shè)由 2021 年的 20%提升至 45%；南網(wǎng)目前暫無數(shù)據(jù)統(tǒng)計，假設(shè) 2021 年新增配電變招標(biāo)同比 增 50%，后續(xù)逐漸下滑至 20%，占比方面，由于南網(wǎng)主要覆蓋廣東、廣西、貴州、 海南、云南等地區(qū)，用電負荷相對偏低，因此 2019/2020 年非晶變招標(biāo)占比達 74%/59%，假設(shè) 2021-2025 年由 60%提升至 75%；剔除存量替換需求后，預(yù)計 2021-2025 年國網(wǎng)+南網(wǎng)新增招標(biāo)量有望由 4.7 萬臺增長至 18.2 萬臺。

納米晶得益于高飽和磁密、高磁導(dǎo)率、高居里溫度的材料優(yōu)點，主要替代鐵氧體、鈷基 非晶合金、晶態(tài)坡莫合金實現(xiàn)中、高頻領(lǐng)域應(yīng)用。納米晶居里溫度 570℃，遠高于 MnZn 鐵氧體和 Co 基非晶材料，飽和磁化強度 1.35T，接近 Fe 基非晶材料，為 Mn-Zn 鐵 氧體的接近 3 倍，飽和磁致伸縮系數(shù)僅為 Fe 基非晶材料的 1/10（噪音低），且磁導(dǎo)率更 高，因此在高頻段應(yīng)用優(yōu)于 Fe 基非晶態(tài)合金，可對鐵氧體、鈷基非晶合金、晶態(tài)坡莫合 金形成替代。

1988年日本的Yoshizawa發(fā)現(xiàn)在鐵基非晶（FeSiB）基體中加入少量Cu和M（Nb\Ta\Mo\W） 等元素，將制成的非晶態(tài)合金經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗罂色@得直徑為納米級別的晶粒（10- 30nm），即 Finemet 合金，微觀組織表現(xiàn)為α-FeSi（BCC 超結(jié)構(gòu)相），納米粒子在非晶 基體上均勻分布。由于晶粒尺寸極小，納米晶材料的結(jié)構(gòu)具有很大的晶粒邊界和界面體 積分數(shù)，這在很大程度上影響著材料的各種物理和化學(xué)性質(zhì)。其成型機理是由于 Cu 和 Fe 原子具有正的混合焓，Cu 原子首先析出形成團簇，其較低的界面能為后續(xù)α-Fe(Si)相 的析出提供了形核位點，具有較大原子半徑的 Nb 元素則能通過阻礙 Fe 原子的擴散控制 納米晶的尺寸。

納米晶超薄帶是在非晶帶材工藝流程后增加一個熱處理環(huán)節(jié)，厚度較非晶更薄，因此工 藝控制難度更高。根據(jù)云路股份公開專利，在非晶帶材生產(chǎn)流程后，使用真空或充滿惰 性保護氣體的熱處理爐進行納米晶化，以 3080℃/min 升溫速率升溫，達到設(shè)定溫度 （400-500℃）后保溫 5-8min，即可完成納米晶超薄帶的生產(chǎn)。納米晶制備工藝經(jīng)歷多 代技術(shù)的發(fā)展和迭代，帶材厚度越來越薄，從第一二代的 22-30μm 發(fā)展到第三四帶的 14-22μm。目前云路股份生產(chǎn)的納米晶超薄帶寬度可達 142mm，厚度達到 14~18m， 相較非晶（27μm）厚度更薄，因此前段工序的工藝控制難度也更高。

3.1 供給端：日立金屬一家獨大，國內(nèi)廠商奮起直追

納米晶材料行業(yè)市場集中度高，日立金屬一家獨大，國內(nèi)頭部廠商市場份額優(yōu)勢明顯。納米晶超薄帶產(chǎn)品的技術(shù)和資金門檻較高，行業(yè)格局呈現(xiàn)少數(shù)領(lǐng)先企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)市場份 額。根據(jù) QYResearch 統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全球納米晶市場規(guī)模由 2015 年的 2.02 萬噸增長至 3.02 萬噸，CAGR 達 10.7%，中國市場規(guī)模由 2015 年的 0.67 萬噸增長至 1.03 萬噸，CAGR 達 11.4%；從市場份額來看，2020 年，日立金屬占全球 47%的市場份額，CR5 達 71.5%；國 內(nèi) 市 場 競 爭 更 為 集 中 ， 日 立 金 屬 、 云 路 股 份 、 安 泰 科 技 市 場 份 額 分 別 達 36.6%/18.4%/14.4%，CR5 達 80.8%。

目前國內(nèi)納米晶帶材規(guī)劃產(chǎn)能最大的項目為云路股份，IPO 募投規(guī)劃新增 5000 噸產(chǎn) 能。本項目建設(shè)完成后，將新增 5000 噸納米晶超薄帶產(chǎn)能；在募投項目完全達產(chǎn)的情況 下，目前安泰科技納米晶超薄帶產(chǎn)能達 4000t/a，云路股份為 3600t/a，云路股份 2021 年完成上市，IPO 項目中規(guī)劃投資 1.94 億元建成 5000 噸納米晶帶材及器件產(chǎn)能，未來 總產(chǎn)能將增長至 8600t/a。

國內(nèi)廠商經(jīng)過近 20 年追趕，目前納米晶超薄帶產(chǎn)品關(guān)鍵性能可媲美日立金屬。納米晶 帶材的核心產(chǎn)品指標(biāo)包括帶材寬度和厚度：帶材寬度越寬則帶材的利用率越高，帶材厚 度越薄，其材料在高頻條件下磁導(dǎo)率越高、損耗越低。安泰科技、云路股份分別于 2013、 2019 年完成納米晶超薄帶產(chǎn)業(yè)化開發(fā)，云路股份生產(chǎn)的納米晶超薄帶寬度可達 142mm， 厚度 14-18μm，目前主要產(chǎn)品性能可媲美日立金屬。

3.2 需求端：納米晶材料綜合性能更優(yōu)，有望對鐵氧體形成替代

納米晶是制造電感、電子變壓器、互感器等磁性器件的優(yōu)良材料，主要應(yīng)用于消費電子、 新能源發(fā)電、新能源汽車、家電、粒子加速器等領(lǐng)域，滿足電力電子技術(shù)向大電流、高 頻化、小型輕量、節(jié)能等發(fā)展趨勢的要求，目前已在智能手機無線充電模塊、新能源汽 車電機等產(chǎn)品端實現(xiàn)規(guī)�；瘧�(yīng)用。

預(yù)計 2025 年全球納米晶市場規(guī)模 4.0 億美元，CAGR 達 10.3%。根據(jù) QY Research， 2021-2025 年，納米晶合金行業(yè)的整體市場規(guī)模預(yù)計將從 2.7 億美元快速增長至 4.0 億 美元，對應(yīng)產(chǎn)量由 3.1 萬噸增長至 4.3 萬噸，CAGR 達 10.3%。

磁粉芯兼具金屬軟磁材料和軟磁鐵氧體的優(yōu)點，具有電阻率高、磁導(dǎo)率高的優(yōu)良特性。磁粉芯內(nèi)部磁性粉末顆粒之間存在數(shù)量眾多的分布式氣隙，提高了直流偏置特性。另外 磁性粉末顆粒尺寸僅為微米量級，因此極大地降低了高頻交變磁場下磁性粉末顆粒內(nèi)部 的渦流，表面的絕緣材料可有效阻隔不同金屬磁性顆粒之間的禍流、限制顆粒間渦流的 流通，從而減小顆粒間的渦流損耗。與傳統(tǒng)金屬軟磁材料相比，經(jīng)絕緣包覆后的軟磁復(fù) 合材料具有較高的電阻率，可以有效降低高頻下材料的渦流損耗，與軟磁鐵氧體相比， 軟磁復(fù)合材料的磁通密度相對較高，更能滿足電子元器件小型化的要求。

磁粉芯制備工藝主要包括制粉、絕緣包覆、壓制、熱處理四個環(huán)節(jié)，軟磁粉末制備工藝 流程雖短，但各個工藝環(huán)環(huán)相扣。1）制粉：制粉是磁粉芯生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)，配方與粒徑 對產(chǎn)品密度和磁導(dǎo)率起到?jīng)Q定性作用，水霧化法、氣霧化法為主流工藝，制得的粉末粒 徑約 45-75μm；2）絕緣包覆：絕緣包覆工藝與材料的選擇主要影響磁粉芯損耗性能， 是減小渦流損耗的關(guān)鍵所在，目前主流材料采用有機+無機復(fù)合材料進行包覆。3）壓制：壓制成型過程中隨著壓制壓力的增大，材料的磁導(dǎo)率會增大，鐵損也會減少，但當(dāng)壓力 值超過一定值后，磁損耗反而會增加，這是由于過大的壓力導(dǎo)致包覆層破壞。4）熱處理：熱處理是為了釋放壓制成形后材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力和改善力學(xué)性能，但熱處理溫度又受 到絕緣包覆材料耐熱特性的限制。因此，如何平衡好磁導(dǎo)率、飽和磁感應(yīng)強度和磁損耗 等各性能是工藝流程的難點所在。

霧化法為當(dāng)前制粉的主流工藝，球形度好，有利于磁導(dǎo)率和飽和磁通密度的提升。制粉 方法主要包括霧化法和破碎法：1）霧化法：霧化法分為氣霧化法和水霧化法，通過高速 噴射而出的霧化介質(zhì)沖擊合金液體，從而使其破碎為細小的液滴然后通過快速冷卻的方 式得到需要的軟磁粉末。該方法制得的粉末形狀多為球形在壓制成型時能使得表面絕緣 層保持完好， 可以提高材料的電阻率，有利于磁導(dǎo)率和磁通密度的提高的制作成本低、 制備工藝簡便易于工業(yè)化生產(chǎn)， 是目前鐵硅鋁、鐵鎳等磁粉芯的主流生產(chǎn)工藝。2）破 碎法：破碎法是將非晶或納米晶合金薄帶在一定的溫度下進行脆化處理，利用球磨等機 械破碎方法將脆化后的薄帶加工成符合技術(shù)要求的粉末。

4.1 供給端：國內(nèi)廠商戰(zhàn)略重視加成，鉑科新材穩(wěn)居行業(yè)龍頭

磁粉芯領(lǐng)域，鉑科新材、東睦科達國內(nèi)遙遙領(lǐng)先，其余廠商處于跟進態(tài)勢。磁粉芯領(lǐng)域， 國外美磁、昌星布局較早，我國的合金軟磁粉芯產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，國內(nèi)東睦科達、鉑科新 材分別于 2000 年、2009 年開始布局，目前已分別具備 1.5 萬噸、2.5 萬噸產(chǎn)能，遙遙領(lǐng) 先國內(nèi)同行；受益于新能源車、光伏等需求強勁拉動，目前各家企業(yè)已將磁粉芯作為重 點業(yè)務(wù)板塊布局，鉑科新材、東睦科達 2024 年分別規(guī)劃 5 萬噸、4 萬噸產(chǎn)能，均實現(xiàn)翻 倍式增長，橫店東磁、天通股份、云路股份等入局較晚，目前處于跟隨態(tài)勢。

4.2 需求端：新能源車&光伏潛在增長空間巨大

金屬軟磁粉芯主要應(yīng)用于功率電感，主要服務(wù) DC/DC， AC/DC 等電能變換的環(huán)節(jié)。功率電感可應(yīng)用于整流（交流變成直流，AC/DC）、逆變（直流變成交流，DC/AC）、斬波 （直流變成直流，DC/DC）、變頻（改變供電頻率）、功率因數(shù)矯正（減少高頻諧波對電 網(wǎng)干擾）、開關(guān)和智能控制等電路，能夠使電網(wǎng)的工頻電能最終轉(zhuǎn)換成不同性質(zhì)、不同用 途的電能，以適應(yīng)各種用電裝置的需要。DC/DC 電路在系統(tǒng)中承擔(dān)升降壓功能，輸入輸 出端均為直流，利用電感通斷瞬間產(chǎn)生的高壓，通過調(diào)整占空比可實現(xiàn)要求的升降壓功 能，DC/AC 電路則承擔(dān)交直流轉(zhuǎn)換，對應(yīng)下游應(yīng)用領(lǐng)域來看，可廣泛應(yīng)用于逆變器、車 載充電機、充電樁、變頻空調(diào)、UPS 等領(lǐng)域。

預(yù)計未來三年磁粉芯復(fù)合增速有望達 17.7%，新能源車、光伏相關(guān)鏈條增長空間大。根據(jù)我們測算，受益于新能源車強勁增長的需求帶動以及光伏逆變器快速放量，磁粉芯 需求量將由 2022 年的 15.4 萬噸增長至 25.2 萬噸，CAGR 達 17.7%。其中新能源車&充 電樁需求 CAGR 分別達 49.7%、51.8%，二者至 2025 年占總需求比例有望達 20%以上；光伏逆變器&儲能變流器需求增速 CAGR 分別達 16.6%、42.0%，至 2025 年占總需求比 例分別為 35.8%、4.6%；變頻空調(diào)&UPS 為重要的存量市場，未來有望穩(wěn)步增長。

4.2.1 新能源車及充電樁：高壓快充有望提升磁粉芯單位用量

海外政策加碼，全球新能源車將共同迎來高增長�；仡� 2021 年，盡管新能源汽車面臨 疫情影響、產(chǎn)品“缺芯”、原材料價格飛漲等挑戰(zhàn)，但新能源乘用車市場保持爆發(fā)式快速 增長，國內(nèi)新能源車銷量同比增 157.6%至 352 萬輛，全球同比增 108%至 681 萬輛， 隨著歐洲超嚴格減排法案倒逼車企電動化，各國紛紛加碼基建投入和購車補貼；美國拜 登政府上臺后也高度重視電動車產(chǎn)業(yè)，我們預(yù)計 2022 年國內(nèi)新能源車銷量有望達 560 萬輛，同比增加 59%，全球新能源車銷量有望達 1069 萬輛，同比增加 57%，預(yù)計 2025 年，全球新能源車銷量有望達 2625 萬輛，2021-2025 年 CAGR 達 34%。

800V 高壓即將量產(chǎn)，快充技術(shù)有望升級。大功率快充技術(shù)是解決電動車續(xù)航短、充電 慢的一種趨勢，通過將整車電壓平臺從 400V 提升到 800V、1000V 甚至更高的水平實現(xiàn)高壓系統(tǒng)擴容，不僅能夠提高充電功率，縮短充電時間，同時在用電功率相同的前提下， 提高電壓等將減小高壓線束上傳輸電流，可縮短高壓線束截面積，降低線束使用量。2019 年保時捷 Taycan 上市，率先量產(chǎn) 800V 電壓平臺，此后現(xiàn)代、奔馳、通用、比亞迪、廣 汽埃安、吉利極氪、小鵬等國內(nèi)外車企紛紛布局 800V 快充技術(shù)，有望 2021 年底后陸續(xù) 實現(xiàn)量產(chǎn)。電壓平臺升高對部件的絕緣能力、耐壓等級提出更高的要求，同時 DC/DC（直 流升降壓）、OBC（車載充電機）等部件面臨升級需求。

PHEV 單車磁粉芯用量為 EV 的 3-4 倍，800V 電壓平臺將提升 EV 單車需求。1）PHEV 方面，相較 EV，PHEV 由于動力電池電壓平臺只有 48V，若匹配驅(qū)動電機 200-500V 電 壓平臺，車載充電機（OBC）+逆變器環(huán)節(jié)需要更多的升壓電感，根據(jù)鉑科新材披露，目 前 EV 單車磁粉芯用量 0.6-0.8kg/輛，而 PHEV 單車磁粉芯需求約 2-3kg/輛，是 EV 的 3- 4 倍，大眾 DM-I 60KW 車型用量達到 3.3kg/臺；2）EV 方面，未來隨著 EV 逐步向 800V 高電壓平臺轉(zhuǎn)換，為匹配 400V 直流樁（電壓平臺轉(zhuǎn)換過程尚需時日，因此不可能大規(guī) 模鋪開 800V 充電樁），需要加裝 DC/DC 升壓電路，單車用量有望提升至 2.7kg，即便后 續(xù)直流樁逐步轉(zhuǎn)換為 800V 平臺，電感需求僅是從汽車轉(zhuǎn)向充電樁，因此長遠看磁粉芯 需求提升確定性較高。

受益于新能源汽車的發(fā)展和普及，配套充電樁的鋪設(shè)需求激增。根據(jù)蓋世研究院調(diào)研， 消費者在電動車選擇方面仍然存在諸多疑慮，充電設(shè)施不足與續(xù)航能力擔(dān)憂因素占據(jù)調(diào) 查人群 72%，已經(jīng)成為限制新能源汽車普及的最大障礙因素。全球來看，根據(jù)彭博新能 源財經(jīng)，2021 年全球公共充電樁保有 180 萬臺，與 1728 萬臺新能源車保有量相比，車 樁比為 9.6:1；國內(nèi)來看，根據(jù)中國充電聯(lián)盟， 2021 年全年公共充電樁新增 34 萬臺， 同比增長 16.7%，保有量 115 萬臺，對比 784 萬輛的新能源汽車保有量來看，公共樁 車樁比為 6.8:1，考慮私人樁也僅達到 3:1，與遠期 1:1 的目標(biāo)仍有較大差距，伴隨新能 源車銷量增長與車樁比逐步下滑，未來充電樁增長空間巨大，預(yù)計國內(nèi) 2025 年整體車 樁比有望達 2:1。

超級快充直擊新能源車里程焦慮應(yīng)用痛點，大功率直流充電樁需求旺盛。政策方面， 《2020 年政府工作報告》中已將充電基礎(chǔ)設(shè)施納入新基建七大產(chǎn)業(yè)之一。直流充電方式 相較家用標(biāo)準(zhǔn)交流電充電方式速度大幅提高，一個 150kW 的直流充電器可以在大約 15 分鐘內(nèi)為電動汽車增加 200 公里續(xù)航，目前市面上多家主機廠和充電樁服務(wù)商均在布局 120-480kW 超級快充。根據(jù)彭博新能源，全球直流快充電樁在年新增總量中占比由 2020 年的 15%提升至 27%（數(shù)量）；根據(jù)中國充電聯(lián)盟，2021 年國內(nèi)新增公共樁中，直流樁 占比達 47%。

預(yù)計新能源車對磁粉芯需求量未來三年 CAGR 為 49.7%，占總需求比例將由 9.6%提 升至 19.9%。新能源車領(lǐng)域，假設(shè)國內(nèi) PHEV 占比為 20%，海外占比 40%，可測算出 全球 PHEV 占比，假設(shè)單車用量為 2.5kg/臺；EV 方面，目前單車用量假設(shè) 0.7kg/臺，未 來高壓平臺占比提升有望大幅增加單車磁粉芯用量，假設(shè) 2025 年增長至 1.4kg/臺，對 應(yīng)新能源車磁粉芯需求量將由 2022 年的 1.49 萬噸增長至 2025 年的 4.99 萬噸，CAGR 達 49.7%。

預(yù)計直流充電樁對磁粉芯需求量未來三年 CAGR 為 51.8%，占總需求比例將由 0.6% 提升至 1.2%。2021 年由于國內(nèi)新能源車銷量激增，而公共樁基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)略有滯后， 假設(shè) 2025 年車樁比（公共）逐漸回落至正常水平 7:1，其中直流快充占比謹慎假設(shè)由 46% 提升至 50%，單臺磁粉芯用量假設(shè) 1.4kg/臺，對應(yīng)直流充電樁磁粉芯需求量將由 2022 年的 894 噸增長至 2025 年的 3135 噸，CAGR 達 51.8%。

4.2.2 光伏+儲能：有望受益于分布式光伏&風(fēng)光儲一體化需求拉動

碳中和目標(biāo)推升全球光伏市場快增長。隨著節(jié)能環(huán)保步伐的加快，全球光伏新增裝機容 量持續(xù)快速提升。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會（CPIA），2020 年全球雖然受到新冠疫情爆發(fā) 的不利影響，但光伏新增裝機規(guī)模仍保持增長勢頭，同比增長 13%達到 130GW，2011- 2020 年 CAGR17.6%，其中中國占比 37.1%，位列全球第一。CPIA 預(yù)計，在樂觀情況 下，2025 年全球光伏新增裝機有望達 330GW，2020-2025 年 CAGR20.5%；保守情況 下，2025 年全球光伏新增裝機有望達 270GW，2020-2025 年 CAGR15.7%，光伏發(fā)電已 成為全球增長速度最快的可再生能源品種。

磁粉芯主要應(yīng)用于組串式逆變器中 Boost 升壓電感和大功率交流逆變電感。光伏電池 片產(chǎn)生的低壓直流電先經(jīng) Boost 升壓電感進行升壓，之后通過大功率交流逆變電感將直 流電壓通轉(zhuǎn)換成 50Hz 正弦波交流電并網(wǎng)，輸入電網(wǎng)時，必須使用重要的大功率交流逆 變電感。目前光伏逆變器可以分為集中式逆變器、組串型逆變器、集散式逆變器，集中 式逆變是將若干個并行的光伏組串連到同一臺集中逆變器的直流輸入端，集中進行交流 轉(zhuǎn)換，主要采用硅鋼片；組串式逆變是每個光伏組串通過一個逆變器，在交流端并聯(lián)后 并網(wǎng)。

分布式光伏占比提升有望促進組串式逆變器滲透率提升，進一步拉動磁粉芯需求。隨著 行業(yè)進入平價時代，能夠適應(yīng)復(fù)雜地形、更加靈活的分布式光伏電站進入快速發(fā)展期。近年來新增裝機中，分布式占比始終處于 30%以上，2021 年達到 53%。隨著集中式光 伏電站中組串式逆變器使用占比升高以及分布式光伏電站的快速發(fā)展，市場主流產(chǎn)品由 原先的集中式逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)槟壳暗慕M串式逆變器，近年來占比穩(wěn)定在 60%以上。

可再生能源大規(guī)模推廣，儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展成為大勢所趨。儲能特別是電化學(xué)儲能技術(shù)系 統(tǒng)可廣泛應(yīng)用在發(fā)電側(cè)/電網(wǎng)側(cè)/負荷側(cè)，改善電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰性能等。風(fēng)電、太陽能發(fā)電 等可再生能源發(fā)電隨機性、波動性大，規(guī)�；�并網(wǎng)影響電網(wǎng)穩(wěn)定運行。儲能系統(tǒng)可為新 能源大規(guī)模發(fā)展和并網(wǎng)提供有力支撐。儲能變流器和儲能電池及其能量管理系統(tǒng)是電化學(xué)儲能系統(tǒng)的核心部分。儲能變流器 （Power Conversion System，PCS），是一種由電力電子變換器件構(gòu)成的裝置，它連接著 電池系統(tǒng)和交流電網(wǎng)，不僅能滿足傳統(tǒng)并網(wǎng)變流器對直流電轉(zhuǎn)換為交流電的逆變要求， 還可滿足儲能系統(tǒng)“充電+放電”帶來的雙向變流需求，具有對電池充電和放電功能，可 用于光伏、風(fēng)力發(fā)電功率平滑、削峰填谷、微型電網(wǎng)等多種場合，磁粉芯主要應(yīng)用在充 放電及逆變模塊中。

未來五年，隨著分布式光伏、分散式風(fēng)電等分布式能源的大規(guī)模推廣，電化學(xué)儲能行業(yè) 將面臨更廣闊的市場機遇。2021 年 5 月，國際能源署（IEA）對外發(fā)布《2050 年凈零排 放：全球能源行業(yè)路線圖》，據(jù) IEA 的預(yù)測，為滿足全球碳中和條件，未來 10 年全球可 再生能源平均年度新增裝機規(guī)模至少要達到730GW，約是2019年新增裝機容量的4倍；全球光伏及風(fēng)電在總發(fā)電量中的占比將從目前的 9%提升至 2030 年的 40%；此外，鋰 電池成本持續(xù)下降的推動下，電化學(xué)儲能裝機規(guī)模一直保持高速增長的趨勢，IEA 預(yù)計， 2025 年全球電化學(xué)儲能新增裝機將達 30.7GW，CAGR 達 41.8%。

預(yù)計光伏逆變器對磁粉芯需求量未來三年 CAGR 為 16.6%，占總需求比例將由 36.8% 小幅下滑至 35.8%。基于 CPIA 預(yù)測的全球光伏新增裝機數(shù)據(jù)以及 HIS Markit 預(yù)測的光 伏逆變器替換數(shù)據(jù)，假設(shè)組串式逆變器裝機占比由 2020 年的 67%提升至 75%，單 GW 磁粉芯需求量為 380 噸，對應(yīng)光伏逆變器磁粉芯需求量將由 2022 年的 5.68 萬噸增長至 2025 年的 9.0 萬噸，CAGR 達 16.6%。預(yù)計儲能變流器對磁粉芯需求量未來三年 CAGR 為 42.0%，占總需求比例將由 2.6% 提升至 4.6%�；�于 IEA 預(yù)測的電化學(xué)儲能新增裝機數(shù)據(jù)，考慮光伏逆變器與儲能變流 器功能類似，假設(shè)單 GW 磁粉芯用量為 380 噸，測算儲能變流器磁粉芯需求量將由 2022 年的 0.4 萬噸增長至 2025 年的 1.16 萬噸，CAGR 達 42.0%。

4.2.3 其他領(lǐng)域：變頻空調(diào)、UPS 為磁粉芯重要的存量市場，規(guī)模有望小幅提升

空調(diào)新規(guī)驅(qū)動變頻空調(diào)市場高速增長，2021 年 1-10 月市場占比達 69%。2020 年 7 月，空調(diào)新規(guī)實施，我國變頻空調(diào)出貨迅速提升，根據(jù)產(chǎn)業(yè)在線，2020 年我國家用空調(diào) 產(chǎn)量達 14491 萬臺，其中變頻空調(diào)達 8336 萬臺，同比增長 20%，滲透率達 57.5%；2021 年 1-10 月，我國變頻空調(diào)出貨同比增 35%至 9011 萬臺，滲透率進一步提升至 69%。隨著節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)趨嚴，預(yù)計變頻家電滲透率將繼續(xù)穩(wěn)中有升，支撐永磁電機市 場持續(xù)擴張。

預(yù)計變頻空調(diào)對磁粉芯需求量未來三年 CAGR 為 9.8%，占總需求比例將由 20.7%下 滑至 16.8%。合金軟磁粉芯應(yīng)用于變頻空調(diào)變頻器上的高頻板載 PFC（功率因素矯正） 電感中，在變頻空調(diào)輸入整流電路中，起到電源輸入功率因數(shù)的調(diào)節(jié)、抑制電網(wǎng)高次諧 波的儲能升壓電感的作用。假設(shè)未來空調(diào)市場增速為 3.0%，2025 年變頻空調(diào)滲透率提 升至 90%，單臺用量 0.25kg/臺，對應(yīng)變頻空調(diào)磁粉芯需求量將由 2022 年的 3.20 萬噸 增長至 2025 年的 4.23 萬噸，CAGR 達 9.8%。

UPS 為磁粉芯重要的存量市場。UPS（不間斷電源，Uninterruptible Power Supply），是 一種含有儲能裝置，以逆變器為主要元件、穩(wěn)壓穩(wěn)頻輸出的電源保護設(shè)備。主要為計算 機等對供電穩(wěn)定性要求高的領(lǐng)域，為其提供不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負載使用，此時的 UPS 實質(zhì)是充當(dāng)一臺交流市電穩(wěn)壓器的功能，同 時它還向機內(nèi)電池充電。當(dāng)市電中斷時，UPS 立即將機內(nèi)電池的電能，通過逆變器轉(zhuǎn)換 為 220V 交流電，以使負載維持正常工作，并保護負載軟硬件不受損壞，目前已廣泛應(yīng) 用于金融、電信、政府、制造行業(yè)以及教育和醫(yī)療等領(lǐng)域。

預(yù)計 UPS 對磁粉芯需求量未來三年 CAGR 為 6.0%，占總需求比例將由 29.6%下滑 至 21.6%。根據(jù) Global Market Insight 預(yù)測，受益于大數(shù)據(jù)、云計算拉動，預(yù)計 2022 至 2028 年 UPS 市場規(guī)模復(fù)合增速將達 6%，對應(yīng) UPS 磁粉芯需求量將由 2022 年的 4.06 萬噸增長至 2025 年的 5.44 萬噸。