軟磁鐵氧體材料的基本情況

軟磁鐵氧體材料的基本情況

軟磁鐵氧體材料的基本情況根據(jù)磁性強弱，物質(zhì)的磁性可以分為抗磁性、順磁性、反鐵磁性、鐵磁性和亞鐵磁性，其中鐵磁性和亞鐵磁性物質(zhì)為強磁性物質(zhì)。磁性材料通常指稱強磁性物質(zhì)，主要由過渡族元素鐵、鈷、鎳等元素及其合金組成。根據(jù)應(yīng)用類型的不同，磁性材料可以分為軟磁材料、永磁材料和功能磁性材料。軟磁材料是對磁通密度及磁化強度具有低矯頑力的磁性材料，與硬磁材料相比，其易于磁化，亦易于退磁，通常用于制備成電感、電子變壓器等各類電子磁性元件實現(xiàn)電能傳輸、電能變換、信號篩選等功能。根據(jù)材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的不同，軟磁材料可以分為金屬軟磁、軟磁鐵氧體和非晶、納米晶軟磁合金。金屬軟磁以硅鋼片為典型代表，是最早的軟磁材料，由于其電阻率較低，在高頻下?lián)p耗較高，更適用于低頻場景。金屬軟磁粉芯由鐵鎳、鐵硅、鐵硅鋁等合金軟磁粉制成，對傳統(tǒng)硅鋼片高頻高損耗的缺點有所改進。軟磁鐵氧體材料具有較高的電阻率和較低的飽和磁通密度，因在中高頻場景內(nèi)損耗較小，機械加工特性好，在諸多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。非晶合金軟磁由合金溶液在急速冷卻的工藝下制備成非晶態(tài)合金薄帶，納米晶軟磁在非晶合金軟磁的基礎(chǔ)上通過適當(dāng)?shù)耐嘶瓠h(huán)節(jié)得到納米級別的軟磁合金，以上材料在飽和磁通密度和電阻率上具備更優(yōu)良的綜合性能，但在技術(shù)成熟度上低于金屬軟磁和軟磁鐵氧體?？傮w來看，不同種類的軟磁材料由于在電磁特性、技術(shù)成熟度、產(chǎn)品價格上的差異，應(yīng)用于不同的需求場景。軟磁鐵氧體按照配方的不同主要包括錳鋅系、鎳鋅系和鎂鋅系，其中錳鋅系鐵氧體是應(yīng)用最廣、產(chǎn)量最大的軟磁鐵氧體材料，根據(jù)QYResearch的統(tǒng)計，2020年錳鋅軟磁鐵氧體的產(chǎn)量占軟磁鐵氧體總產(chǎn)量的75．6%。軟磁鐵氧體材料的電磁性能是下游客戶評價的關(guān)鍵因素，電磁性能的核心參數(shù)主要包括初始磁導(dǎo)率μi、飽和磁通密度Bs、功率損耗Pcv、居里溫度Tc。磁導(dǎo)率代表磁芯空間中線圈流過電流后，產(chǎn)生磁通的阻力或是其在磁場中導(dǎo)通磁力線的能力，初始磁導(dǎo)率代表磁導(dǎo)率在靜態(tài)磁化曲線始端的極限值。對于高導(dǎo)類材料而言，磁導(dǎo)率越高則用較少的線圈匝數(shù)即可以達到既定電感量，可縮小電子磁性元件的體積。代表磁化到飽和狀態(tài)的磁通密度，達到飽和狀態(tài)以后，磁性材料的磁通將不隨電流的增加而增加。對于功率類材料而言，高飽和磁通密度意味著電子磁性元件能夠承載更高的工作電流，提升電感容量和功率密度，縮小器件體積。某一電網(wǎng)電路能源輸入輸出轉(zhuǎn)化過程中損失的功耗。低功率損耗可以減小器件發(fā)熱，提升轉(zhuǎn)換效率。磁性材料中自發(fā)磁化強度降到零時的溫度，是鐵磁性或亞鐵磁性物質(zhì)轉(zhuǎn)變成順磁性物質(zhì)的臨界點。居里溫度越高表明磁性材料可以在更高的溫度下依舊保有電感值。軟磁鐵氧體行業(yè)市場發(fā)展概況軟磁鐵氧體是一類應(yīng)用廣泛的基礎(chǔ)功能磁性材料，包括Mn-Zn、Cu-Zn、Ni-Zn等幾類，性能優(yōu)異穩(wěn)定，同時批量生產(chǎn)容易、機械加工性能高、成本較低，其中Mn-Zn鐵氧體的產(chǎn)量和用量最大。由于在高頻上具有高磁導(dǎo)率、高電阻率、低損耗的特點，軟磁鐵氧體被廣泛應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)、計算機、消費類電子產(chǎn)品、新能源汽車、IT產(chǎn)業(yè)等方面。從技術(shù)來看，日本是磁性材料技術(shù)領(lǐng)跑者，日本、美國以及部分歐洲國家在磁性材料生產(chǎn)方面起步早、新品開發(fā)強、技術(shù)含量高，高端鐵氧體軟磁材料的競爭也主要集中在這些國家。我國在高端氧體軟磁市場上競爭力還不強。面臨日本TDK、FDK、住友，韓國的梨樹、三和，歐洲的PHILIPS等國際知名企業(yè)，我國鐵氧體軟磁行業(yè)面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。目前，我國從事軟磁鐵氧體生產(chǎn)的企業(yè)共約230多家，初具規(guī)模的企業(yè)約110多家。我國鐵氧體軟磁產(chǎn)量呈現(xiàn)V字走勢。2012年鐵氧體軟磁產(chǎn)量約22．1萬噸，到2015年達到谷底約21萬噸，2018年產(chǎn)量約24萬噸。2018年我國鐵氧體軟磁市場規(guī)模約91．24億元，同比2017年的83．68億元增長了9．03%。隨著5G通信時代的到來，我國鐵氧體軟磁市場將迎來進一步的騰飛。手機技術(shù)的提高對磁性材料性能提出更高的要求。同時手機數(shù)量的增長，要求必須增加移動交換機的容量和地面站的數(shù)量。其中，移動通信用的磁性材料就包括鐵氧體軟磁器件。這類鐵氧體軟磁元件主要是無線尋呼用磁性天線，手機用的電磁兼容磁芯，目前國內(nèi)還不能滿足供貨要求，主要靠進口，未來進口替代空間巨大。我國磁材產(chǎn)量增長及應(yīng)用領(lǐng)域在雙碳目標(biāo)背景下，綠色、智能、高質(zhì)量發(fā)展方向的政策陸續(xù)出臺，新能源、風(fēng)電、節(jié)能家電、智慧城市等領(lǐng)域持續(xù)景氣，磁材需求迎來增長，行業(yè)空間廣闊。近5年，國內(nèi)鐵氧體永磁材料約產(chǎn)量約53萬噸，生產(chǎn)企業(yè)競爭較為激烈?？偭糠矫?，國內(nèi)產(chǎn)量波動較大。據(jù)中國電子元件行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2015年以來鐵氧體永磁產(chǎn)量在53萬噸上下波動。競爭格局方面，產(chǎn)能分散，小型廠商眾多。據(jù)新材料在線數(shù)據(jù)，2021年年產(chǎn)能10，000噸以上企業(yè)占比不足10%；年產(chǎn)能1，000噸以下企業(yè)占比超過40%，中小企業(yè)間競爭較為激烈。軟磁鐵氧體產(chǎn)量龐大，高端市場有待開拓。總量方面，國內(nèi)軟磁鐵氧體生產(chǎn)產(chǎn)量穩(wěn)定、規(guī)模龐大。2014年起我國軟磁鐵氧體產(chǎn)量穩(wěn)定在約23萬噸左右，2020年我國產(chǎn)量為21萬噸，在全球總產(chǎn)量中的比例達60%。技術(shù)方面，國內(nèi)軟磁鐵氧體高端生產(chǎn)力不足。全球高端軟磁鐵氧體主要由日本生產(chǎn)，代表企業(yè)有TDK、FDK等；我國軟磁鐵氧體生產(chǎn)集中于低成本的中低端產(chǎn)品，在技術(shù)與性能方面仍有提升空間。稀土永磁以釹鐵硼為主，釹鐵硼產(chǎn)量穩(wěn)步增長。產(chǎn)品方面，燒結(jié)釹鐵硼以其優(yōu)異性能成為稀土永磁主流產(chǎn)品，產(chǎn)量持續(xù)增長。2020年國內(nèi)稀土永磁95%產(chǎn)量為燒結(jié)釹鐵硼永磁材料、4%為粘結(jié)釹鐵硼永磁材料、1%為釤鈷永磁材料。2021年釹鐵硼產(chǎn)量為21．94萬噸，同比增長12%。電聲家電更新迭代擴大永磁鐵氧體需求空間。下游應(yīng)用方面，電聲、家電行業(yè)是最大應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)智研咨詢數(shù)據(jù)，電聲行業(yè)在永磁鐵氧體下游中占比37．1%、家電行業(yè)占比18．2%。電聲行業(yè)方面，電聲產(chǎn)品通常伴隨消費電子產(chǎn)品使用，移動智能終端產(chǎn)品的普及使新一代電聲產(chǎn)品（如TWS耳機）銷量迅速擴張，形成永磁鐵氧體需求。家電方面，永磁鐵氧體主要用于變頻家電、智能家電電機，其市場規(guī)模穩(wěn)中有升。錳鋅鐵氧體是最常見的軟磁鐵氧體，主要用于電動機。錳鋅鐵氧體為我國最主要的軟磁鐵氧體，其下游應(yīng)用主要是電動機、變壓器、發(fā)電機，是電子工業(yè)和機電工業(yè)的基礎(chǔ)材料和支柱產(chǎn)品。以軟磁鐵氧體為基礎(chǔ)的EMI磁性元件發(fā)展迅速，是現(xiàn)代電子設(shè)備、工業(yè)和民用電子儀器不可或缺的組成部分，需求水平持續(xù)增長。新能源車核心零部件原材料，強勢拉動稀土永磁用量擴張。釹鐵硼是永磁同步電機核心材料，用于制造核心零部件永磁轉(zhuǎn)子及其他微小電機，在新能源汽車中作用重大。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會，新能源汽車單車釹鐵硼用量約3-5千克。新能源車有望強勢拉動釹鐵硼需求擴張。其他應(yīng)用場景如變頻空調(diào)、消費電子等市場規(guī)?？傮w呈上升趨勢。產(chǎn)業(yè)政策支持為軟磁鐵氧體行業(yè)提供發(fā)展機遇軟體鐵氧體材料作為電子元器件產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈上游的關(guān)鍵電子材料，高性能的軟磁鐵氧體對制造業(yè)體系產(chǎn)業(yè)升級具備重要的戰(zhàn)略性意義，長期受到國家產(chǎn)業(yè)政策的有利支持。國家工信部發(fā)布的《基礎(chǔ)電子元器件產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃（2021-2023年）》中明確要在磁性材料等電子元器件上游配套關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)技術(shù)突破，重點發(fā)展高磁導(dǎo)率、低磁損耗的軟磁元件。產(chǎn)業(yè)政策的支持將促進電子元器件及電子材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴大、技術(shù)水平提升，行業(yè)內(nèi)大型企業(yè)綜合競爭力的增強。軟磁鐵氧體行業(yè)發(fā)展前景與其他軟磁材料相比，軟磁鐵氧體在材料中高頻損耗和技術(shù)成熟度具備一定競爭優(yōu)勢，終端應(yīng)用場景廣泛，其用途的基礎(chǔ)性和普遍性使其需求增長呈現(xiàn)出較為穩(wěn)定的特征；同時，近年來伴隨新能源汽車、光伏發(fā)電、5G通訊等行業(yè)迅速發(fā)展，下游電子化場景的增加帶動電子磁性元件需求量的增加，對于磁性材料的性能要求也更高，新興應(yīng)用場景將成為軟磁鐵氧體未來重要的需求增長點，高性能、高可靠度、高環(huán)境適應(yīng)性的軟磁鐵氧體將迎來更廣闊的增長空間。全球磁性材料產(chǎn)量軟磁鐵氧體材料屬于磁性材料的一種，磁性材料是國民經(jīng)濟生產(chǎn)過程中重要的基礎(chǔ)性材料，廣泛應(yīng)用于電子、電力、信息、機械、交通、新能源、醫(yī)療衛(wèi)生、國防等領(lǐng)域，用于存儲和傳輸電能。數(shù)據(jù)顯示，全球磁性材料產(chǎn)量由2016年的187萬噸增長至2021年的227萬噸，復(fù)合年均增長率為4．0%。相關(guān)研究機構(gòu)預(yù)測，2022年全球磁性材料產(chǎn)量將達242萬噸。全球軟磁鐵氧體行業(yè)市場現(xiàn)狀我國軟磁鐵氧體的生產(chǎn)起步于20世紀(jì)50至60年代。受益于家電產(chǎn)業(yè)鏈的帶動，20世紀(jì)80至90年代我國軟磁鐵氧體的工業(yè)化生產(chǎn)得到高速發(fā)展，企業(yè)數(shù)量不斷增加，產(chǎn)量規(guī)模迅速擴大。國外知名磁性材料生產(chǎn)企業(yè)亦逐漸加大在我國投資建廠的力度，帶動我國磁性材料生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品性能的提升。智能制造水平提升促進軟磁鐵氧體行業(yè)進步中國制造2025強調(diào)通過現(xiàn)代信息技術(shù)促進制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級，智能制造是制造業(yè)發(fā)展的長期重要方向。近年來，我國智能制造技術(shù)水平不斷提升，智能化、信息化、自動化和工業(yè)化進一步融合。針對研發(fā)活動、生產(chǎn)制造、內(nèi)部管控、營銷服務(wù)等環(huán)節(jié)的智能化、信息化和自動化改造，有利于行業(yè)內(nèi)企業(yè)提升產(chǎn)品一致性，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，改善生產(chǎn)環(huán)境。同時，智能管控體系能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)可視化、設(shè)備可視化，積累大量生產(chǎn)原始數(shù)據(jù)，能夠推動企業(yè)對于各項生產(chǎn)環(huán)節(jié)進行研究和改進，加速新材料、新生產(chǎn)工藝的迭代升級。合金軟磁行業(yè)概覽磁性材料主要可以分為永磁和軟磁兩類。永磁材料又稱硬磁材料，這類材料能長期保留其剩磁，具有較高的矯頑力，