中國(guó)是全球磁性材料的生產(chǎn)中心和主要消費(fèi)市場(chǎng),磁性材料行業(yè)空間廣闊,預(yù)計(jì)到2027年中國(guó)磁材行業(yè)空間有望增長(zhǎng)至2357億元。磁性材料是目前國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的行業(yè)之一,受到國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的大力支持。雙碳政策推動(dòng)新能源、風(fēng)力發(fā)電、節(jié)能家電等低碳環(huán)保領(lǐng)域景氣度高漲,帶動(dòng)磁性材料需求快速增長(zhǎng),稀土永磁、金屬磁粉芯、非晶納米晶合金材料等高性能磁性材料正迎來(lái)歷史性的戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇。
軟磁材料:電子器件基礎(chǔ)材料,終端應(yīng)用廣闊軟磁材料具有磁電轉(zhuǎn)換功能,廣泛應(yīng)用于新能源汽車(chē)、電力工業(yè)、消費(fèi)電子、電子工業(yè)、5G通訊、云端服務(wù)、計(jì)算機(jī)以及航空航天等行業(yè)。軟磁材料經(jīng)歷了金屬軟磁、鐵氧體軟磁、非晶納米晶合金軟磁的迭代更新,材料性能不斷提升。隨著新能源汽車(chē)、新能源發(fā)電等新興行業(yè)對(duì)于電能轉(zhuǎn)換磁性器件的傳輸效率、重量、體積等方面提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn),未來(lái)金屬磁粉芯、非晶納米晶合金等高性能軟磁材料有望逐步替代傳統(tǒng)軟磁材料,并進(jìn)一步拓展市場(chǎng)空間。永磁材料:電機(jī)行業(yè)核心材料,高端磁材迎發(fā)展機(jī)遇永磁材料具有寬磁滯回線、高矯頑力和高剩磁的特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換、傳遞、處理、存儲(chǔ)信息和能量等功能,廣泛應(yīng)用于家電、醫(yī)療、電聲、選礦、能源、汽車(chē)、自動(dòng)控制、信息技術(shù)等領(lǐng)域。永磁材料主要包括金屬永磁、鐵氧體永磁和稀土永磁材料等類(lèi)型,目前最常用、用量最大的是鐵氧體永磁和釹鐵硼稀土永磁。未來(lái)隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化,永磁材料將進(jìn)一步推廣在新能源汽車(chē)、風(fēng)力發(fā)電、節(jié)能家電等低碳環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用,高端化應(yīng)用場(chǎng)景將成為永磁材料行業(yè)的主流,高性能釹鐵硼永磁滲透率有望加速提升,或?qū)⒊蔀榇判圆牧现谐砷L(zhǎng)性最好的賽道之一。建議關(guān)注國(guó)內(nèi)生產(chǎn)規(guī)模靠前的軟磁材料及永磁材料行業(yè)龍頭企業(yè):橫店?yáng)|磁、正海磁材、中科三環(huán)、金力永磁、鉑科新材、天通股份等。風(fēng)險(xiǎn)提示:原材料價(jià)格波動(dòng)劇烈、下游需求不及預(yù)期、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇、國(guó)內(nèi)磁材政策波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)、稀土供給增量超預(yù)期。
1、磁性材料是重要的基礎(chǔ)功能材料 3
1.1 基本概念與分類(lèi) 3
1.2 磁材行業(yè)空間廣闊,國(guó)家政策大力支持 3
2、軟磁材料:終端應(yīng)用廣闊,電子器件基礎(chǔ)材料 5
2.1 金屬軟磁:金屬磁粉芯性能凸顯,成長(zhǎng)性潛力大 6
2.2 鐵氧體軟磁:技術(shù)成熟、產(chǎn)量龐大、高端市場(chǎng)仍有待開(kāi)拓 8
2.3 非晶納米晶軟磁:重點(diǎn)發(fā)展的高性能軟磁材料,市場(chǎng)前景廣闊 9
3、永磁材料:電機(jī)行業(yè)核心材料,高端磁材迎發(fā)展機(jī)遇 12
3.1 金屬永磁:特定領(lǐng)域主要材料 12
3.2 鐵氧體永磁:高性?xún)r(jià)比+節(jié)能環(huán)保,仍存在需求增長(zhǎng)空間 13
3.3 稀土永磁:釹鐵硼永磁綜合性能最優(yōu),滲透率有望加速提升 14
1、磁性材料是重要的基礎(chǔ)功能材料
1.1 基本概念與分類(lèi)
磁性材料指的是能對(duì)磁場(chǎng)作出某種方式反應(yīng)的材料,是重要的基礎(chǔ)功能材料。實(shí)驗(yàn)表明,任何物質(zhì)在外磁場(chǎng)中都能夠或多或少地被磁化,根據(jù)物質(zhì)在外磁場(chǎng)中表現(xiàn)出來(lái)的磁性強(qiáng)弱不同,可分為抗磁性、順磁性、鐵磁性、反鐵磁性和亞鐵磁性五大類(lèi)物質(zhì),其中順磁性物質(zhì)和抗磁性物質(zhì)屬于弱磁性物質(zhì),鐵磁性物質(zhì)和亞鐵磁性物質(zhì)屬于強(qiáng)磁性物質(zhì),通常所說(shuō)的磁性材料主要指的是強(qiáng)磁性材料。
磁性材料根據(jù)磁化后去磁的難易程度可分為軟磁材料和永磁材料等,軟磁材料可以用最小的外磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)最大的磁化強(qiáng)度,具有低矯頑力和高磁導(dǎo)率,易于磁化也易于退磁,其主要功能是導(dǎo)磁、電磁能量的轉(zhuǎn)換與傳輸,被廣泛用于各種電能變換設(shè)備中,可以分為金屬軟磁材料、鐵氧體軟磁材料等。永磁材料又被稱(chēng)為硬磁材料,指的是一經(jīng)磁化即能保持恒定磁性的材料,具有高矯頑力,被廣泛應(yīng)用于能源、信息通訊、交通、計(jì)算機(jī)、醫(yī)療器械等領(lǐng)域,通常分為鐵氧體永磁材料、稀土永磁材料和鋁鎳鈷材料等。

1.2 磁材行業(yè)空間廣闊,國(guó)家政策大力支持
磁性材料處于產(chǎn)業(yè)鏈中游,上游主要包括氧化鐵、稀土資源、四氧化三錳等各類(lèi)礦物質(zhì)和金屬原料;中游主要是將金屬進(jìn)行冶煉并經(jīng)深加工制成永磁材料和軟磁材料等;下游應(yīng)用廣泛,涵蓋了計(jì)算機(jī)、汽車(chē)、家電、航空航天、消費(fèi)電子、電氣設(shè)備、電感器件、通訊設(shè)備等領(lǐng)域,隨著5G技術(shù)、新能源和節(jié)能環(huán)保等新興產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,磁性材料的下游應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓展。

我國(guó)是全球磁性材料的生產(chǎn)中心和主要消費(fèi)市場(chǎng),磁材行業(yè)空間廣闊。我國(guó)磁性材料生產(chǎn)廠商數(shù)量超1000家,其中包括配套設(shè)備和輔助原料生產(chǎn)企業(yè)。目前我國(guó)已經(jīng)建成了門(mén)類(lèi)齊全的磁性材料產(chǎn)業(yè),各類(lèi)磁性材料的產(chǎn)量均居世界第一位,已經(jīng)確立了世界磁性材料生產(chǎn)大國(guó)和磁性材料產(chǎn)業(yè)中心的地位。據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年我國(guó)磁性材料的總產(chǎn)值已從2015年的600億元增長(zhǎng)至800億元,預(yù)計(jì)到2025年將增長(zhǎng)至1018億元。根據(jù)ReportLinker數(shù)據(jù)測(cè)算,2027年中國(guó)磁材行業(yè)空間有望從2020年的1027億元增長(zhǎng)至2357億元,2020-2027年CAGR將達(dá)12.6%。

磁性材料是目前國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的行業(yè)之一,受到國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的大力支持。隨著2030年實(shí)現(xiàn)碳中和、2060年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)的提出,我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展加速綠色轉(zhuǎn)型,新能源、風(fēng)力發(fā)電、節(jié)能家電等低碳環(huán)保領(lǐng)域景氣度高漲,磁性材料需求快速增長(zhǎng)。磁性材料行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型成為必然趨勢(shì),國(guó)家為磁性材料行業(yè)的高端化發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境,未來(lái)將進(jìn)一步淘汰落后的高污染產(chǎn)能,不斷促進(jìn)磁性行業(yè)工藝技術(shù)持續(xù)提升,稀土永磁、非晶合金材料、納米晶合金材料等高性能磁性材料正迎來(lái)歷史性的戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇。

2、軟磁材料:終端應(yīng)用廣闊,電子器件基礎(chǔ)材料
軟磁材料是電力電子、信息電子等產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料之一,具有磁電轉(zhuǎn)換的特殊功能,廣泛應(yīng)用于電能變換、抗電磁干擾、無(wú)線充電、近場(chǎng)通訊等場(chǎng)景,在新能源汽車(chē)、電力工業(yè)、消費(fèi)電子、電子工業(yè)、5G通訊、云端服務(wù)、計(jì)算機(jī)以及航空航天等行業(yè)有著大量的應(yīng)用。軟磁材料經(jīng)歷了金屬軟磁、鐵氧體軟磁、非晶和納米晶合金軟磁的迭代更新,材料性能不斷提升。金屬軟磁是最早使用的軟磁材料,鐵氧體軟磁是第二代軟磁材料,非晶軟磁和納米晶合金則是目前重點(diǎn)發(fā)展的新一代軟磁材料。各類(lèi)軟磁材料根據(jù)其自身的特性應(yīng)用于不同的工作環(huán)境和場(chǎng)景中,在部分重疊領(lǐng)域形成直接競(jìng)爭(zhēng)和相互替代的關(guān)系。隨著新能源汽車(chē)、新能源發(fā)電等新興行業(yè)對(duì)于電能轉(zhuǎn)換磁性器件的傳輸效率、重量、體積等方面提出了更高的要求和標(biāo)準(zhǔn),未來(lái)非晶納米晶合金等新一代軟磁材料有望逐步替代傳統(tǒng)軟磁材料并進(jìn)一步拓展市場(chǎng)空間。
軟磁材料行業(yè)正處于高景氣成長(zhǎng)期,根據(jù)BCC Research報(bào)告顯示,全球軟磁材料市場(chǎng)將從2019年的514億美元增長(zhǎng)至2024年的794億美元,2019-2024年CAGR達(dá)9.1%,未來(lái)軟磁材料的下游應(yīng)用將集中在高速成長(zhǎng)的新基建領(lǐng)域和新型消費(fèi)電子領(lǐng)域,市場(chǎng)空間廣闊。新能源汽車(chē)是軟磁材料最主要的增長(zhǎng)點(diǎn)之一,軟磁材料在新能源汽車(chē)的OBC、DC-DC、PDU(高壓配電盒)等電源系統(tǒng)中得到大量使用,主要用于電能的轉(zhuǎn)換及分配,根據(jù)EV Tank數(shù)據(jù)預(yù)測(cè),到2025年全球新能源汽車(chē)銷(xiāo)量將從2021年的670萬(wàn)輛迅速增長(zhǎng)至2240萬(wàn)輛。

2.1 金屬軟磁:金屬磁粉芯性能凸顯,成長(zhǎng)性潛力大
金屬軟磁材料具有高磁導(dǎo)率、高飽和磁化強(qiáng)度的特點(diǎn),但其電阻率低、渦流損耗較大,適用于高功率、低頻的應(yīng)用場(chǎng)景。常見(jiàn)的金屬軟磁材料主要包括傳統(tǒng)合金如Fe系合金和坡莫合金兩大類(lèi)。Fe系合金主要包括硅鋼、純鐵、鐵硅合金、鐵硅鋁合金、鐵鎳合金等,硅鋼是Fe系合金的主要代表材料,是一種含碳極低的硅鐵軟磁合金,加入硅可提高鐵的電阻率和最大磁導(dǎo)率,降低矯頑力、鐵芯損耗和磁時(shí)效,適用于50Hz-2kHz的中低頻工作環(huán)境,主要用于制作發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器等器材及逆變器等電感元件。鐵硅合金和鐵硅鋁合金等金屬軟磁材料彌補(bǔ)了硅鋼在高頻率場(chǎng)景下?lián)p耗大、鐵氧體在高功率環(huán)境下飽和磁通密度不足的缺點(diǎn),可用于20kHz到1.5MHz的工作環(huán)境,廣泛用于新能源車(chē)充電樁、變頻空調(diào)、儲(chǔ)能、UPS等領(lǐng)域。坡莫合金具有磁導(dǎo)率高、飽和磁通密度小的特點(diǎn),電磁屏蔽效果卓越,比如將傳感器控制插入坡莫合金外殼,即可保護(hù)傳感器免受外部磁場(chǎng)影響,但其居里溫度低,溫度穩(wěn)定性較差。

近年來(lái)金屬軟磁材料快速發(fā)展,在高端應(yīng)用上占據(jù)一定優(yōu)勢(shì),未來(lái)需求仍有增長(zhǎng)空間。金屬磁粉芯是金屬合金粉末制造的磁芯,由于磁粉芯內(nèi)部氣隙分布均勻,不泄露磁通量且在高功率場(chǎng)景下也不易飽和,因此金屬磁粉芯結(jié)合了鐵氧體軟磁和金屬軟磁材料二者的優(yōu)勢(shì),電阻率高、渦流損耗低、飽和磁化強(qiáng)度高的特點(diǎn)使得金屬磁粉芯更能滿(mǎn)足電子器件的集成化和小型化需求。金屬磁粉芯的下游需求主要集中在快速發(fā)展的新能源汽車(chē)、儲(chǔ)能、家電和數(shù)字基建等領(lǐng)域,在新能源汽車(chē)領(lǐng)域主要用于車(chē)載OBC、HDC、DC/DC等電源模塊以及配套充電樁;在家電領(lǐng)域主要用于變頻空調(diào);在儲(chǔ)能領(lǐng)域主要用于充放電及逆變模塊電源;在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域主要用于不間斷電源UPS、通訊電源和服務(wù)器電源等。根據(jù)相關(guān)預(yù)測(cè),全球金屬軟磁粉芯總需求量將從2020年的8.9萬(wàn)噸快速增長(zhǎng)至2025年的20.1萬(wàn)噸,2020-2025年CAGR達(dá)13.7%;全球金屬軟磁粉芯市場(chǎng)規(guī)模則將從2020年的30.7億元增至2025年的75.2億元,2020-2025年CAGR達(dá)15.5%。
在供給方面,根據(jù)中國(guó)電子材料行業(yè)協(xié)會(huì)磁性材料分會(huì)數(shù)據(jù)顯示,2000年左右我國(guó)的金屬磁粉芯產(chǎn)量?jī)H為百?lài)嵰?guī)模,其中鐵粉芯占比高達(dá)95%。隨著高頻、高功率應(yīng)用和EMC的要求提高,疊加風(fēng)電、光伏等新能源領(lǐng)域需求增長(zhǎng),坡莫合金系金屬磁粉芯如鐵硅系、鎳基迅速增長(zhǎng),帶動(dòng)金屬磁粉芯產(chǎn)量大幅增長(zhǎng),年均增速達(dá)20%。目前我國(guó)廠商已在全球金屬磁粉芯市場(chǎng)占據(jù)一定市場(chǎng)份額。全球金屬磁粉芯行業(yè)集中度較高,據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年美國(guó)美磁和韓國(guó)昌興合計(jì)市占率約為32.4%,我國(guó)廠商鉑科新材和東睦科達(dá)磁電則分別占比16%和10%。
2.2 鐵氧體軟磁:技術(shù)成熟、產(chǎn)量龐大、高端市場(chǎng)仍有待開(kāi)拓
鐵氧體軟磁是第二代軟磁材料,適用于高頻低功率應(yīng)用場(chǎng)景。鐵氧體軟磁是主成分為Fe2O3的亞鐵磁性氧化物,其本質(zhì)是一種陶瓷材料,可以分為錳鋅、鎳鋅、鎂鋅、鋰鋅鐵氧體等不同類(lèi)型,其產(chǎn)量占比分別為70%、10%、8%和6%。鐵氧體軟磁在高頻場(chǎng)景下具有高磁導(dǎo)率、高電阻性和低損耗的優(yōu)點(diǎn),耐腐蝕性和抗氧化性良好,其性能穩(wěn)定、成本較低且可批量生產(chǎn)、機(jī)械加工性能高,可利用模具制成各種形狀的磁芯,適用于高頻低功率、弱電的工作場(chǎng)景中,利用鐵氧體軟磁材料制備的電子元件主要用于電磁兼容、能量轉(zhuǎn)換和信號(hào)傳輸?shù)裙δ,如電磁感?yīng)線、濾波器和汽車(chē)傳感器等。但鐵氧體軟磁飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬軟磁,且初始磁導(dǎo)率低,限制了其在磁能密度較高的低頻、強(qiáng)電環(huán)境中的應(yīng)用。
近年來(lái)鐵氧體軟磁的市場(chǎng)需求量保持穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),2020年我國(guó)鐵氧體軟磁市場(chǎng)規(guī)模約為85億元,同比增長(zhǎng)9%。鐵氧體軟磁的下游應(yīng)用主要以通訊、家電、新能源、汽車(chē)電子、照明等領(lǐng)域?yàn)橹,占比分別為22%、19%、17%、14%和12%,其中新能源、汽車(chē)電子、無(wú)線充電等新興領(lǐng)域存在較大的市場(chǎng)空間,預(yù)計(jì)到2025年我國(guó)鐵氧體軟磁市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)至149億元。據(jù)統(tǒng)計(jì),傳統(tǒng)汽車(chē)的鐵氧體永磁材料單車(chē)用量約為300g,而新能源汽車(chē)增加了直流變壓器等涉及充放電的主流元件,其對(duì)于鐵氧體軟磁的需求將大幅增加,預(yù)計(jì)新能源汽車(chē)對(duì)鐵氧體軟磁材料的單車(chē)用量將達(dá)到2KG,此外單個(gè)充電樁的鐵氧體軟磁用量約為2-3KG,預(yù)計(jì)到2026年全球汽車(chē)電子相關(guān)的鐵氧體軟磁行業(yè)規(guī)模將突破25億元。在無(wú)線充電方面,其發(fā)射端和接收端主要以線圈和磁性材料構(gòu)成,價(jià)值量占比約為30%,其中磁性材料主要以鐵氧體軟磁為主。根據(jù)GMI和WPC數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)到2027年全球的無(wú)線充電市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)350億美元,2020-2027年CAGR高達(dá)26%,鐵氧體軟磁材料用量也將隨之增長(zhǎng)。
目前全球鐵氧體軟磁的產(chǎn)能主要集中在中國(guó)和日本,中國(guó)鐵氧體軟磁生產(chǎn)產(chǎn)量穩(wěn)定、規(guī)模龐大,根據(jù)中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),自2014年以來(lái)我國(guó)鐵氧體軟磁產(chǎn)量穩(wěn)定在20萬(wàn)噸以上,2020年產(chǎn)量為21萬(wàn)噸,占全球總產(chǎn)量的比重約為60%。盡管我國(guó)產(chǎn)能占比高,但主要集中在中低端領(lǐng)域,利潤(rùn)空間小,技術(shù)和生產(chǎn)工藝方面與日本廠商的差距仍然較大,高端生產(chǎn)力不足,高端市場(chǎng)仍有待開(kāi)拓。此外,我國(guó)生產(chǎn)廠商規(guī)模較小,產(chǎn)能分散,年產(chǎn)能主要集中在500-1000噸范圍內(nèi),僅有橫店?yáng)|磁和天通股份的產(chǎn)能達(dá)3萬(wàn)噸,未來(lái)行業(yè)集中度提升空間較大。


2.3 非晶納米晶軟磁:重點(diǎn)發(fā)展的高性能軟磁材料,市場(chǎng)前景廣闊
非晶軟磁又被稱(chēng)為金屬玻璃或液態(tài)金屬,主要成分包括鐵、硅、硼等,可分為鐵基、鐵鎳基、鈷基和納米晶等類(lèi)型。非晶軟磁具有磁導(dǎo)率高、飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高、損耗低、溫度特性和穩(wěn)定性良好等優(yōu)點(diǎn),是新型綠色環(huán)保、高效節(jié)能的功能材料,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)獨(dú)特,被廣泛應(yīng)用于電子電力和通訊設(shè)備行業(yè),應(yīng)用產(chǎn)品包括配電變壓器、電感元件、電機(jī)定子和傳感器等,可顯著提高器件效率并降低能耗。非晶軟磁薄帶是利用熔體急速冷卻工藝制成的非晶態(tài)合金,與硅鋼產(chǎn)品相比,其生產(chǎn)工藝流程更短,非晶合金薄帶制造流程約為10米,而硅鋼約為1000米,生產(chǎn)1公斤非晶合金薄帶可節(jié)省約1升石油。非晶合金的材料特性使得電磁能量轉(zhuǎn)換效率更優(yōu),其空載損耗相比硅鋼變壓器可減少70%,是電網(wǎng)節(jié)能環(huán)保、提質(zhì)增效改造的首選。此外,非晶鐵芯通過(guò)中頻爐重熔后可制成非晶合金薄帶,其中的硅、硼元素也可基本實(shí)現(xiàn)回收再利用。

近年來(lái)我國(guó)非晶合金市場(chǎng)快速發(fā)展,根據(jù)QY Research數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),我國(guó)非晶帶材市場(chǎng)規(guī)模從2015年的1.3億美元增長(zhǎng)至2019年的2.08億美元,2015-2019年CAGR達(dá)12.47%;產(chǎn)量從4.97萬(wàn)噸增長(zhǎng)至9.97萬(wàn)噸,2015-2019年CAGR達(dá)19.01%。由于非晶合金在節(jié)能減排方面具備顯著優(yōu)勢(shì),國(guó)家政策也鼓勵(lì)發(fā)展非晶合金等功能材料。2020年12月工信部、市場(chǎng)監(jiān)管總局和國(guó)家能源局聯(lián)合印發(fā)《配電變壓器能效提升計(jì)劃(2021-2023)》要求加快高效節(jié)能變壓器推廣應(yīng)用,強(qiáng)調(diào)要開(kāi)展非晶合金等高效節(jié)能變壓器用材料創(chuàng)新和技術(shù)升級(jí),加強(qiáng)立體卷鐵芯結(jié)構(gòu)等高效節(jié)能變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工工藝技術(shù)創(chuàng)新。未來(lái)隨著全球雙碳政策加速推進(jìn),非晶合金材料應(yīng)用進(jìn)一步推廣,有望實(shí)現(xiàn)對(duì)硅鋼材料的替代,非晶合金材料行業(yè)有望迎來(lái)戰(zhàn)略性發(fā)展機(jī)遇和更寬廣的市場(chǎng)空間。

納米晶軟磁材料是鐵基非晶軟磁薄帶經(jīng)過(guò)高度控制的退火環(huán)節(jié)后部分晶化形成的超細(xì)晶粒,具有更佳的軟磁特性。自1988年日立金屬率先研發(fā)出納米晶合金材料以來(lái),30年間納米晶合金材料已經(jīng)歷多代技術(shù)更新迭代,以TDK、日立金屬、Toda為代表的日本廠商已發(fā)展至帶材厚度為14-22μm的第三、四代先進(jìn)制備工藝,而我國(guó)廠商仍以帶材厚度22-30μm的第一、二代傳統(tǒng)制備工藝為主流生產(chǎn)工藝,與國(guó)際先進(jìn)水平仍有差距。
納米晶軟磁材料是目前重點(diǎn)發(fā)展的高性能軟磁材料,與鐵氧體軟磁相比,納米晶在輕量化、小型化、溫度復(fù)雜的場(chǎng)景下有顯著優(yōu)勢(shì),在kHz頻段的效果非常好,比如在無(wú)線充電模塊中作為隔磁片被廣泛應(yīng)用,在新能源汽車(chē)電機(jī)、消費(fèi)電子、粒子加速器等領(lǐng)域也逐步得到推廣應(yīng)用。根據(jù)QY Research數(shù)據(jù),中國(guó)納米晶材料市場(chǎng)規(guī)模從2015年的4630萬(wàn)美元增長(zhǎng)至2019年的7465萬(wàn)美元,2015-2019年CAGR達(dá)12.6%。隨著無(wú)線充電、新能源汽車(chē)和新能源發(fā)電等行業(yè)快速發(fā)展,綜合性能更優(yōu)的納米晶軟磁材料需求有望持續(xù)提升,有望對(duì)鐵氧體軟磁逐步形成替代,市場(chǎng)增長(zhǎng)空間廣闊。


我國(guó)非晶、納米晶軟磁行業(yè)主要以小規(guī)模企業(yè)為主,基本實(shí)現(xiàn)了非晶合金產(chǎn)業(yè)鏈條全覆蓋。根據(jù)中國(guó)電子材料行業(yè)協(xié)會(huì)磁性材料分會(huì)數(shù)據(jù)顯示,國(guó)內(nèi)從事非晶納米晶軟磁合金材料生產(chǎn)的企業(yè)約250家,其中云路股份、安泰科技、兆晶股份等廠商的實(shí)際產(chǎn)量均已接近3萬(wàn)噸;配電用非晶寬帶企業(yè)、非晶粉末企業(yè)、塊體非晶企業(yè)、其他合金配套企業(yè)數(shù)量分別為11、6、11、23家。隨著新型軟磁材料產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展,國(guó)內(nèi)廠商的研發(fā)投入不斷加大,政策支持和產(chǎn)業(yè)配套持續(xù)完善,未來(lái)我國(guó)軟磁行業(yè)的整體實(shí)力將不斷增強(qiáng)。
3、永磁材料:電機(jī)行業(yè)核心材料,高端磁材迎發(fā)展機(jī)遇
永磁材料是電機(jī)行業(yè)的核心材料,具有寬磁滯回線、高矯頑力和高剩磁的特點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換、傳遞、處理、存儲(chǔ)信息和能量等功能,廣泛應(yīng)用于家電、醫(yī)療、電聲、選礦、能源、汽車(chē)、自動(dòng)控制、信息技術(shù)等領(lǐng)域,近年來(lái)新能源汽車(chē)用小型電動(dòng)機(jī)拓寬了永磁材料的應(yīng)用市場(chǎng)。目前永磁材料主要包括金屬永磁、鐵氧體永磁和稀土永磁材料等類(lèi)型,其中最常用、用量最大的是鐵氧體永磁和釹鐵硼稀土永磁。目前我國(guó)永磁材料主要以中低檔產(chǎn)品為主要需求來(lái)源,鐵氧體永磁材料、釹鐵硼永磁材料中低端產(chǎn)品的占比分別為58%和60%,盈利水平較低,僅為10%。未來(lái)隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化,永磁材料將進(jìn)一步推廣在新能源汽車(chē)、風(fēng)力發(fā)電、節(jié)能家電等低碳環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用,高端化應(yīng)用場(chǎng)景將成為永磁材料行業(yè)的主流,永磁材料產(chǎn)品呈現(xiàn)輕量化、小型化趨勢(shì)發(fā)展,我國(guó)行業(yè)龍頭企業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力有望顯著提升。

3.1 金屬永磁:特定領(lǐng)域主要材料
金屬永磁材料自20世紀(jì)初便開(kāi)始發(fā)展,是初代永磁合金。金屬永磁是一種以鐵和鈷、鎳等鐵族元素為主要原料的永磁材料,可以分為鋁鎳鈷系永磁合金、鐵鉻鈷系永磁合金、鉑鈷系永磁合金等類(lèi)型,主要應(yīng)用于儀表儀器領(lǐng)域。隨著新興永磁材料迭代更新,金屬永磁被大量替代,產(chǎn)量逐漸減少,目前已與鐵氧體和稀土永磁材料產(chǎn)量規(guī)模差距甚遠(yuǎn)。但金屬永磁憑借其獨(dú)特的磁性能仍占據(jù)部分特定領(lǐng)域的市場(chǎng)份額,尚未完全退出市場(chǎng),比如鋁鎳鈷系永磁合金主要用于儀表工業(yè)中制造磁電系儀表、流量計(jì)、繼電器、微特電機(jī)等;鉑鈷系合金永磁可在酸、堿、鹽介質(zhì)下工作,可用于航空、航海、航天等其他永磁材料無(wú)法應(yīng)用的特殊場(chǎng)景中。

3.2 鐵氧體永磁:高性?xún)r(jià)比+節(jié)能環(huán)保,仍存在需求增長(zhǎng)空間
鐵氧體永磁是一種非金屬磁性材料,只需外部提供一次充磁能量,就能產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng),從而向外部持續(xù)提供磁能,主要通過(guò)陶瓷工藝制成。根據(jù)工藝不同鐵氧體永磁可分為粘結(jié)鐵氧體和燒結(jié)鐵氧體,其中燒結(jié)鐵氧體又可以分為干壓永磁鐵氧體和濕壓永磁鐵氧體。鐵氧體永磁具有耐高溫、耐腐蝕、適應(yīng)惡劣工作環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),適合用于高頻工作環(huán)境,在家電、汽車(chē)、電動(dòng)玩具、電動(dòng)工具、微波爐、電聲產(chǎn)品、辦公設(shè)備、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
與其他永磁材料相比,鐵氧體永磁具有高性?xún)r(jià)比和節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)。(1)高性?xún)r(jià)比:鐵氧體永磁的原料主要是氧化鍶或氧化鋇以及三氧化二鐵等氧化物,其原料豐富易得、生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單、成本低廉,非常適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn),可替代價(jià)格昂貴的金屬永磁材料,其成本僅為鋁鎳鈷磁鋼的10%、釤鈷永磁體的1%。(2)節(jié)能環(huán)保:鐵氧體永磁可以在不消耗電能的情況下提供穩(wěn)定持久的磁通量,電機(jī)是目前消耗能源的重要載體之一,利用永磁材料可以提高電機(jī)的效率從而達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
電機(jī)是鐵氧體永磁材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域,其次是電聲產(chǎn)品、消費(fèi)電子、發(fā)電機(jī)等領(lǐng)域。濕壓磁瓦是永磁微特電機(jī)的核心部件,一般作為電機(jī)定子應(yīng)用在家電、汽車(chē)、摩托車(chē)、電動(dòng)工具等領(lǐng)域的各類(lèi)電機(jī)中。汽車(chē)是電機(jī)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域,在雙碳政策推動(dòng)下,汽車(chē)自動(dòng)化、智能化程度不斷提升,單車(chē)電機(jī)數(shù)量逐漸從30個(gè)提升到100多個(gè),包括ABS電機(jī)、自動(dòng)門(mén)鎖電機(jī)、座位調(diào)節(jié)電機(jī)、電動(dòng)水泵、電動(dòng)油泵、雨刮器電機(jī)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電機(jī)、空調(diào)電機(jī)等等。
在電聲產(chǎn)品方面,移動(dòng)智能終端的普及推動(dòng)新一代電聲產(chǎn)品如TWS耳機(jī)需求爆發(fā),形成對(duì)鐵氧體永磁的需求。家電也是鐵氧體永磁重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一,高性能永磁鐵氧體濕壓磁瓦是變頻空調(diào)的直流電機(jī)的核心材料。隨著《房間空氣調(diào)節(jié)器能效限定值及能效等級(jí)》于2020年7月正式實(shí)施,空調(diào)產(chǎn)業(yè)邁入全變頻時(shí)代,我國(guó)變頻空調(diào)的滲透率已突破90%。與此同時(shí)冰箱、洗衣機(jī)的變頻化趨勢(shì)也顯著加速,變頻家電滲透率穩(wěn)步提升。
隨著工業(yè)自動(dòng)化、家電自動(dòng)化、汽車(chē)智能化進(jìn)程不斷加速,微特電機(jī)的市場(chǎng)需求大幅增長(zhǎng),帶動(dòng)鐵氧體材料需求強(qiáng)勁。目前主流永磁材料仍是鐵氧體永磁,高性?xún)r(jià)比高和節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)使得鐵氧體永磁在永磁材料市場(chǎng)上占據(jù)一席之地,家電和電聲產(chǎn)品的更新迭代進(jìn)一步支撐鐵氧體永磁的需求,未來(lái)市場(chǎng)需求仍有增長(zhǎng)空間。

我國(guó)永磁鐵氧體產(chǎn)量位居全球第一,根據(jù)中國(guó)電子元件協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),近幾年我國(guó)永磁鐵氧體的產(chǎn)量均超50萬(wàn)噸,預(yù)計(jì)未來(lái)幾年仍保持穩(wěn)定增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。我國(guó)永磁鐵氧體企業(yè)主要占據(jù)中低端市場(chǎng),高端產(chǎn)品較少,產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重,企業(yè)規(guī)模較小,行業(yè)集中度低,競(jìng)爭(zhēng)格局激烈。截至2019年,我國(guó)鐵氧體永磁材料行業(yè)僅有9%的生產(chǎn)廠商年產(chǎn)能達(dá)到1萬(wàn)噸以上,45%的廠商年產(chǎn)能不足1000噸。隨著全球制造業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移、國(guó)產(chǎn)廠商技術(shù)水平不斷提升,我國(guó)鐵氧體永磁行業(yè)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距正逐步縮小,國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力顯著提升,目前我國(guó)鐵氧體永磁材料的主要生產(chǎn)企業(yè)有橫店?yáng)|磁、龍磁科技、北礦科技等。在雙碳政策推動(dòng)下,落后產(chǎn)能將被出清,行業(yè)面臨洗牌,進(jìn)口替代和高端化趨勢(shì)將帶動(dòng)永磁鐵氧體行業(yè)集中度不斷提升。
3.3 稀土永磁:釹鐵硼永磁綜合性能最優(yōu),滲透率有望加速提升
稀土永磁指的是稀土金屬和過(guò)渡族金屬形成的合金經(jīng)過(guò)一定的工藝制成的永磁材料,具有高剩磁、高內(nèi)稟矯頑力、高磁能積的特點(diǎn),可滿(mǎn)足大規(guī)模、多樣化的工業(yè)化生產(chǎn)需求。金屬永磁和鐵氧體永磁由于磁性相對(duì)較差,正逐步被稀土永磁材料所替代。稀土永磁材料在減少碳排放方面優(yōu)勢(shì)顯著,與傳統(tǒng)電機(jī)相比,稀土永磁材料電機(jī)可節(jié)省15%-20%的能源。稀土永磁材料自上世紀(jì)60年代出現(xiàn)以來(lái),歷經(jīng)第一代SmCo5和第二代Sm2Co17,目前已發(fā)展至第三代釹鐵硼稀土永磁材料,與此同時(shí)第四代鐵氮(碳)永磁體也開(kāi)始了研發(fā)階段,但仍需至少數(shù)十年時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并大規(guī)模利用。
釹鐵硼永磁材料是目前世界上發(fā)現(xiàn)的磁性能最強(qiáng)的一種永磁材料,根據(jù)制造工藝不同,釹鐵硼永磁材料可以分為粘結(jié)釹鐵硼、燒結(jié)釹鐵硼和熱壓釹鐵硼。粘結(jié)釹鐵硼的尺寸精度高,可做成形狀較為復(fù)雜的磁性元器件,但磁性能較弱,應(yīng)用范圍較為局限,主要包括磁盤(pán)和光盤(pán)主軸電機(jī)、消費(fèi)電子等。熱壓釹鐵硼的致密性、抗腐蝕性強(qiáng),無(wú)需添加鏑、鋱等重稀土元素,但是工藝復(fù)雜、成本較高,專(zhuān)利壟斷使得其量產(chǎn)難度較大,其應(yīng)用領(lǐng)域主要是小微電機(jī)。
燒結(jié)釹鐵硼是目前綜合性能最高、應(yīng)用最廣的釹鐵硼永磁材料,成為稀土永磁主流產(chǎn)品,其產(chǎn)量占比高達(dá)94.3%。釹鐵硼永磁材料可以進(jìn)一步被分為高性能釹鐵硼永磁材料和普通釹鐵硼永磁材料,普通釹鐵硼永磁材料多用于磁選機(jī)、電聲應(yīng)用等領(lǐng)域;高性能釹鐵硼永磁材料屬于國(guó)家重點(diǎn)新材料和高新技術(shù)產(chǎn)品,其性能可以實(shí)現(xiàn)縮小產(chǎn)品體積、減輕重量且提升使用效率,廣泛用于新能源汽車(chē)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、變頻家電等節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域。


稀土永磁需求持續(xù)增長(zhǎng),高性能釹鐵硼有望成為磁性材料中成長(zhǎng)性最好的賽道之一。根據(jù)弗若斯特沙利文數(shù)據(jù)顯示,全球稀土永磁材料的消耗量從2015年的14.66噸快速增長(zhǎng)至2020年的20.95萬(wàn)噸,預(yù)計(jì)到2025年將增長(zhǎng)至30.52萬(wàn)噸。新能源汽車(chē)、風(fēng)力發(fā)電等節(jié)能低碳行業(yè)是高性能釹鐵硼永磁材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一,未來(lái)在下游高端應(yīng)用領(lǐng)域高景氣的背景下,高性能釹鐵硼永磁材料滲透率有望加速提升。根據(jù)弗若斯特沙利文預(yù)測(cè),到2025年全球高性能釹鐵硼永磁材料消耗量將突破12萬(wàn)噸,其中中國(guó)高性能釹鐵硼消耗量的全球占比將超過(guò)60%;根據(jù)中國(guó)有色金屬技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院預(yù)測(cè),到2025年全球新能源汽車(chē)和新增風(fēng)機(jī)裝機(jī)對(duì)高性能釹鐵硼的需求量將分別達(dá)2.5萬(wàn)噸和3.1萬(wàn)噸,高性能釹鐵硼的市場(chǎng)需求將持續(xù)增長(zhǎng)。
我國(guó)是全球最大的稀土永磁材料生產(chǎn)基地,在稀土永磁全產(chǎn)業(yè)鏈方面占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。稀土永磁材料是稀土下游價(jià)值最大的應(yīng)用領(lǐng)域,得益于新能源汽車(chē)及電子工業(yè)等行業(yè)高速發(fā)展,全球?qū)⒔?5%的稀土資源被用于稀土永磁材料中,而其消費(fèi)價(jià)值占比高達(dá)91%。我國(guó)稀土資源豐富,為稀土永磁材料的制備提供了重要的原材料資源,根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),全球稀土資源儲(chǔ)量約為1.2億噸,其中我國(guó)稀土資源儲(chǔ)量達(dá)0.44億噸,占比高達(dá)36.7%,排名全球第一。
在產(chǎn)業(yè)政策大力支持的背景下,我國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)鏈及配套設(shè)施不斷完善,稀土礦開(kāi)采、冶煉、分離等技術(shù)也不斷成熟,2020年全球稀土永磁材料產(chǎn)量為21.74萬(wàn)噸,其中我國(guó)產(chǎn)量高達(dá)19.62萬(wàn)噸,位居全球第一。我國(guó)同時(shí)也是釹鐵硼磁材的最大生產(chǎn)國(guó),近年來(lái)隨著我國(guó)制造業(yè)不斷崛起,全球釹鐵硼產(chǎn)業(yè)鏈逐漸轉(zhuǎn)移至中國(guó),2019年我國(guó)釹鐵硼永磁材料占全球產(chǎn)量的比重高達(dá)90%。日立金屬、信越化學(xué)等國(guó)際高性能釹鐵硼生產(chǎn)廠商均在中國(guó)積極布局稀土永磁產(chǎn)能,中科三環(huán)、大地熊、寧波韻升、正海磁材、金力永磁等國(guó)內(nèi)廠商也實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展,產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)張,基本實(shí)現(xiàn)高性能釹鐵硼批量化生產(chǎn)。未來(lái)我國(guó)仍是釹鐵硼產(chǎn)能擴(kuò)張的主力軍,并將逐步淘汰低端產(chǎn)能,積極擴(kuò)張高性能釹鐵硼產(chǎn)能以滿(mǎn)足下游需求。
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