评级(买入)磁材系列深度(一):磁材行业研究框架
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报告名称 :磁材系列深度(一):磁材行业研究框架
评级 :买入
行业:
2022 年 03 月 28 日
证券研究报告
资源与环境研究中心
金属材料行业研究 买入 (维持评级) )
行业深度研究
市场数据(人民币) | 18.90 | 磁材系列深度(一):磁材行业研究框架 | ||
市场优化平均市盈率 | ||||
国金有色金属指数 | 3023 | 行业观点 | ||
沪深 300 指数 | 4148 | |||
上证指数 | 3215 | | 磁性材料按使用可分为永磁材料、软磁材料、其他功能材料。 | |
深证成指 | 11950 | |||
中小板综指 | 12074 | | 永磁材料:高矫顽力、高剩磁强度,电机领域核心材料 | |
| 金属永磁:主要分为铝镍钴系、铁铬钴系和铂钴系永磁合金,初代永磁 |
合金,发展和应用较早,稳定性、耐腐蚀性高,但含有战略元素钴,性
3878 | 210329 | 210629 | 210929 | 211229 | | 价比较低,多用于仪表、电能表等特殊领域。 |
3530 | 铁氧体永磁:性能不及其他永磁材料,但原料丰富、价格低廉、工艺简 | |||||
3182 | ||||||
2833 | | 单、抗氧化性优异、剩余磁化强度大等特点在很多领域依然是首选材 | ||||
2485 | 料。常见用途为电子声像设备扬声器;汽车、家电的微特电机等。全球 | |||||
2137 | ||||||
高性能铁氧体永磁湿压磁瓦产能 45 万吨,国内占比 75%。国内企业主 | ||||||
1789 | ||||||
要为横店东磁(16 万吨/年)和龙磁科技(3.3 万吨/年)。 | ||||||
稀土永磁:第一、二代钐钴永磁价格昂贵,多应用于军事及航天航空高 |
端电机领域。第三代钕铁硼永磁磁能积高、抗退磁能力强,被誉为“现
国金行业 | 沪深300 | | 代永磁之王”,广泛应用于 VCM、永磁电机、汽车 EPS 等领域,预计 | |
相关报告 | 25 年需求约 13 万吨,CAGR 为 15%,电机能效提升等行业政策积极推 | |||
动高性能钕铁硼发展。国内企业主要为金力永磁(1.5 万吨/年)、大地熊 | ||||
(0.6 万吨/年)、中科三环(2 万吨/年)、宁波韵升(1.2 万吨/年)。 | ||||
1.《需求对价格敏感度几何?-锂系列深度 | ||||
软磁材料:低矫顽力、高磁导率特性,电子器件核心材料 | ||||
(七)》,2022.3.6 | ||||
2.《锂矿供应短缺逻辑再探讨-锂系列深度 | | 铁氧体软磁:高频下具有高磁导率、高电阻率、低损耗等特点,成本较 | ||
(六)》,2022.2.21 | ||||
低,产品广泛应用于通信、传感、音像设备、开关电源等领域。国内企 | ||||
3.《年内首批稀土开采指标发布,增量符合 | 业主要为横店东磁(4 万吨/年)和天通股份(3 万吨/年)。 | |||
预期-稀土行业点评》,2022.2.6 | ||||
4.《锂行业动态&板块观点更新(3)-锂行 | | 硅钢片:无取向硅钢为主,改善电工纯铁的涡流损耗,成本低,适合批 | ||
业动态点评》,2022.1.16 | 量生产,主要用作家电、工业、汽车等各种电机和变压器的铁芯。 | |||
| 金属磁粉芯:电阻率高、涡流损耗低,饱和磁化强度高,是电感元件的 |
核心部件之一,下游主要应用领域为光伏逆变器、变频空调、新能源汽 车和充电桩电源模块、数据中心、储能等,预计 25 年全球磁粉芯需求 将超过 20 万吨,CAGR 在 25%以上。国内企业主要为铂科新材(1.6 万吨/年)和龙磁科技(0.3 万吨/年),技术壁垒较高,行业较为集中。
| 非晶/纳米晶合金:非晶合金主要应用于节能配电变压器,空载损耗较硅 钢变压器降幅 60%,替代硅钢材料,国内企业主要为云路股份(6 万吨/ |
年);纳米晶超薄带主要用于无线充电模块、新能源汽车电机等领域,
综合磁性性能更为优异,有望替代铁氧体软磁。
投资建议&投资标的
倪文祎 | 分析师 SAC 执业编号:S1130519110002 niwenyi@gjzq.com.cn | | 国内稀土永磁材料生产商:金力永磁、大地熊等;软磁材料生产商:龙磁科 |
技、横店东磁、铂科新材等。 |
风险提示
原材料价格波动的风险;下游需求波动风险;市场竞争加剧风险。
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行业深度研究 |
内容目录 |
一、磁性材料基本概念与分类 .........................................................................4 二、永磁材料:高矫顽力、高剩磁强度,电机领域核心材料 ...........................6 2.1 金属永磁:初代永磁合金,应用于电气仪表等特殊领域 .........................7 2.2 铁氧体永磁:性价比高、原料丰富、工艺简单、应用领域最广泛材料 ....8 2.3 稀土永磁:“现代永磁之王” 第三代钕铁硼性能优异、需求空间广阔 ...... 11 三、软磁材料:低矫顽力、高磁导率特性,电子器件核心材料 ......................15 3.1 铁氧体软磁:技术成熟、中高频损耗低、广泛用于通讯领域 ................17 3.2 金属软磁:下游光伏新能源车行业高增速,成长性潜力大....................19 四、其他磁性材料:磁致伸缩、磁记录、磁泡等功能性材料 .........................26 五、投资建议&投资标的 ...............................................................................29 六、风险提示 ...............................................................................................31
图表目录
图表 1:磁性材料分类 ....................................................................................4 图表 2:磁性材料矫顽力随年代的变化............................................................6 图表 3:永磁材料分类 ....................................................................................7 图表 4:主要永磁材料性能对比 ......................................................................7 图表 5:永磁铁氧体种类及其磁性能比较 ........................................................8 图表 6:铁氧体永磁下游需求占比...................................................................9 图表 7:铁氧体磁瓦在汽车电机中的应用 ......................................................10 图表 8:铁氧体磁瓦在变频家电电机中的应用 ...............................................10 图表 9:我国微特电机产量(亿台)与增速(%) ........................................10 图表 10:国内铁氧体永磁企业产能分布情况................................................. 11 图表 11:全球主要铁氧体永磁企业情况 ........................................................ 11 图表 12:稀土永磁材料发展历程 ..................................................................12 图表 13:三种钕铁硼磁材性能及应用领域对比 .............................................12 图表 14:高性能钕铁硼主要用于 EV 和 PHEV 用电机...................................13 图表 15:预计 2023 年新能源车用钕铁硼占比从 15%上升至 26% ................13 图表 16:全球与中国高性能钕铁硼永磁材料消耗量(万吨) ........................14 图表 17:2020 年全球稀土储量分布 .............................................................14 图表 18:稀土下游应用广泛,永磁材料占比最大..........................................14 图表 19:《电机能效提升计划(2021-2023 年)》部分内容............................14 图表 20:国外主要稀土永磁企业情况 ...........................................................15 图表 21:国内主要稀土永磁企业情况 ...........................................................15 图表 22:软磁材料分类 ................................................................................16 图表 23:主要软磁材料性能比较 ..................................................................16
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图表 24:铁氧体软磁产量按种类分布 ...........................................................17 |
图表 25:我国铁氧体软磁下游应用领域........................................................18 图表 26:我国铁氧体软磁产量(万吨)与增速 .............................................19 图表 27:我国铁氧体软磁市场规模(亿元)与增速 ......................................19 图表 28:全球主要铁氧体软磁企业情况........................................................19 图表 29:硅钢分类 .......................................................................................20 图表 30:2020 年无取向硅钢应用领域占比...................................................20 图表 31:我国硅钢行业产能产量(万吨)及产能利用率 ...............................21 图表 32:我国硅钢片细分产品产量(万吨).................................................21 图表 33:2020 年我国无取向硅钢行业竞争格局............................................21 图表 34:金属磁粉芯性能与用途 ..................................................................22 图表 35:全球金属磁粉芯主要应用领域需求(万吨)与市场规模(亿元) ...22 图表 36:金属磁粉芯下游应用领域...............................................................23 图表 37:2020 年全球金属磁粉芯行业竞争格局............................................23 图表 38:国内主要金属磁粉芯供应商 ...........................................................24 图表 39:非晶合金薄带与硅钢生产的生产流程图对比...................................24 图表 40:非晶合金薄带产业链......................................................................25 图表 41:我国非晶带材产量与市场规模........................................................25 图表 42:2020 年国内非晶合金变压器招标占比约 25% ................................25 图表 43:纳米晶合金产业链 .........................................................................26 图表 44:磁致伸缩位移传感器......................................................................27 图表 45:HDD 内部结构...............................................................................28 图表 46:磁泡存储器....................................................................................28
图表 47:磁材公司现有产能与规划...............................................................29 |
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一、磁性材料基本概念与分类 |
磁性材料是指由过渡元素铁、钴、镍及其合金等组成的能够直接或间接产 生磁性的物质。实验表明,任何物质在外磁场中都能够或多或少地被磁化,只是磁化的程度不同。根据物质在外磁场中表现出的特性,物质可分为五 类:顺磁性物质,抗磁性物质,铁磁性物质,亚铁磁性物质,反铁磁性物 质。
顺磁性物质和抗磁性物质称为弱磁性物质,铁磁性物质、亚铁磁性物质称 为强磁性物质。通常所说的磁性材料一般是指强磁性物质。磁性材料按使 用可以分为:
永磁材料:又叫硬磁材料,是指难以磁化并且一旦磁化之后又难以退 磁的材料,其主要特点是具有高矫顽力,包括稀土永磁材料、金属永 磁材料及永磁铁氧体。
软磁材料:可以用最小的外磁场实现最大的磁化强度,是具有低矫顽 力和高磁导率的磁性材料。软磁材料易于磁化,也易于退磁。例如:软磁铁氧体、非晶纳米晶合金。
功能磁性材料:主要有磁致伸缩材料、磁记录材料、磁电阻材料、磁 泡材料、磁光材料以及磁性薄膜材料等。
图表 1:磁性材料分类 |
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来源:找磁材,国金证券研究所 |
永磁材料的主要磁性能指标:剩磁感应强度(Br)、矫顽力(Hcb)、内禀 矫顽力(Hcj)、最大磁能积(BH)max。除磁性能外,永磁材料的物理 性能还包括密度、电导率、热导率、热膨胀系数等;机械性能则包括维氏 硬度、抗压(拉)强度、冲击韧性等。
剩磁感应强度(Br):永磁材料在外磁场中充磁到饱和后,当外磁场为 零时,永磁材料所具有的磁感应强度值。此项指标数据直接关系着电 机中气隙磁密的高低。磁感应强度值越高,电机的气隙磁密将可能较 高,转矩常数、反电势系数等电机的主要指标将达到最佳值,电机的
| 电负荷和磁负荷的取值关系才可能最合理,效率才能达到最佳。 矫顽力(Hcb):永磁材料在饱和磁化的情况下,当剩磁感应强度 Br 降到零时所需要的反向磁场强度。此项指标与电机的抗退磁能力即过 载倍数和气隙磁密等指标相关。Hc 值越大,电机的抗退磁能力越强,过载倍数越大,对强退磁动态工作环境的适应能力越强。同时电机的 |
| 气隙磁密也会有所提高。 最大磁能积(BH)max:永磁材料向外磁路提供的磁场能量的最大值。 此项指标与电机中永磁材料的用量直接相关,BHmax 越大,预示着该 种永磁材料对外磁路能提供的磁场能量越大,即在相同功率情况下电 |
| 机中使用的永磁材料越少。 内禀矫顽力(Hcj):是指当剩余磁化强度 M 降到零时的磁场强度值。退磁曲线上 B=0 时对应的 Hcb 值仅表示永磁体此时不能够向外磁路提 供能量,并不代表永磁体自身不具备能量。但当 M=0 时对应的 Hcj 值 却表示此时永磁体已真正退磁,自身已完全无磁场能量储存。内禀矫 |
顽力的大小与永磁材料的温度稳定性密切相关。内禀矫顽力越高,永 磁材料的工作温度才可能越高。
软磁材料的主要磁性能指标:初始磁导率、矫顽磁力和磁滞回线、电阻率、磁感应强度、磁芯损耗、稳定性等
初始磁导率高:高初始磁导率是软磁材料的基本要求,理论和实践证 明,降低软磁材料的杂质浓度,提高密度,增大晶粒尺寸,结构均匀 化,降低磁滞伸缩系数,消除内应力和气孔的影响是提供初始磁导率
| 的充分条件,这些都与配方的选择和工艺条件密切相关。 很小的矫顽磁力和狭窄的磁滞回线:软磁材料的基本性能要求是,能 快速的响应外磁场的变化,这要求材料具有低的矫顽磁力 Hc 值,数量 级为 10^-1~10^2A/m。软磁材料的反磁化过程主要是通过磁畴壁的位 移来实现的,因此材料内部应力起伏和杂质的含量与分布成为影响矫 |
顽磁力的主要因素。矫顽磁力低表示磁化和退磁容易,磁滞回线狭窄,磁滞回线包围的面积小,在交变磁场中磁滞损耗就小。
电阻率高:磁芯相当于一匝线圈,在交变磁场中会感应产生电动势,这个感应电动势在磁芯中产生感应电流,如果磁芯的电阻率低,则感 应电动势和感应电流就大,在磁芯中产生的损耗就大,这个损耗称为 涡流损耗,频率越高,感应电流就越大。电阻率升高有利于降低损耗
| 及提高磁芯的工作频率,减小磁芯的体积和质量。 具有较高的饱和磁感应强度 Bs:如果磁感应强度 Bs 高,则相同磁通 Φ需要磁芯截面积 A 较小,磁性元件体积小。低频时,最大工作磁感 应强度受饱和磁感应强度限制;但在高频时,主要是损耗限制了磁感 |
应强度的选取,磁芯未必饱和,是绝缘材料的温度极限限制了损耗的
| 大小。 磁芯损耗:软磁材料多用于交流磁场,因此动态磁化造成的磁损耗不 可忽视。动态磁化所造成的损耗包括 3 部分,即涡流损耗、磁滞损耗 和剩余损耗。随着交变磁场频率的增加,软磁材料的动态磁化所造成 |
的磁芯损耗增大。
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| 稳定性:要求软磁材料不但要高磁导率和低损耗等,更重要的是高稳 |
定性。软磁材料的高稳定性是指磁导率的温度稳定性要高,减落系数 小,随时间老化要尽可能小,以保证长期工作于恶劣环境。影响软磁 材料工作的因素有低温、潮湿、电磁场、机械负荷和电离辐射等,在 这些因素影响下,软磁材料的基本特性参数会发生变化,从而导致性 能的变化。
磁性材料主要的特性是具有磁滞回线,软磁与硬磁材料的主要区别在于矫 顽力的高低不同,实质上也就是材料的磁滞回线所包含面积的大小不同。矫顽力高的材料,回线包含的面积大,其磁储能就高。一般软磁材料的磁 滞回线很窄,矫顽力在 100A/m 以下,而硬磁材料的磁滞回线很宽,矫顽 力在 1000A/m 以上。
磁性材料的研究和制备开始于 20 世纪初,以永磁材料和软磁材料为例。在近百年的时间里,磁性材料的发展方向形成了两个极端,即尽可能追求 实现材料更高或更低的矫顽力。
图表 2:磁性材料矫顽力随年代的变化 |
来源:《新型磁性材料的研究进展》,国金证券研究所 |
二、永磁材料:高矫顽力、高剩磁强度,电机领域核心材料
永磁材料又称恒磁材料或硬磁材料,指的是磁化后去掉外磁场,能长期保 留磁性,能经受一定强度的外加磁场干扰的一种功能材料。永磁材料具有 宽磁滞回线、高矫顽力和高剩磁的特性,具备转换、传递、处理、存储信 息和能量等功能,应用范围广泛,如电声、选矿、能源、家用电器、医疗 卫生、汽车、自动控制、信息技术等领域对永磁材料有着不可替代的需求。
根据永磁材料的磁性强弱以及发展阶段,永磁材料分为金属永磁、铁氧体
永磁和稀土永磁三类。 |
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图表 3:永磁材料分类 |
来源:新材料在线,国金证券研究所
图表 4:主要永磁材料性能对比 | ||||
永磁材料 | 铝镍钴永磁 | 铁氧体永磁 | 钐钴永磁 | 烧结钕铁硼 |
内禀矫顽力(kOe) | 0.38-1.53 | 1.76-4.21 | 15-21 | 11-40 |
最大磁能积(MGOe) | 1.4-13.2 | 0.17-5.2 | 24-33 | 33-50 |
剩磁强度(T) | 0.58-1.35 | 0.32-0.43 | 0.8-1.2 | 1.17-1.48 |
工作温度(℃) | -250-550 | -40-250 | -250-525 | -125-220 |
抗氧化性和耐腐 蚀性 | 好 | 好 | 好 | 差 |
价格 | 中等 | 便宜 | 贵 | 中等 |
主要应用领域 | 主要是仪表、电能表 | 大体积扬声器、电动工具、 | 军事及航天航空 | VCM、各种永磁电机、 |
玩具、家电的风扇电机等 | 汽车 EPS、MRI 等 | |||
最好的温度稳定性和 | 资源丰富、价格低廉 | 工作温度高、耐腐蚀性好。磁 | 磁能积高、机械力学性 | |
优点 | 时间稳定性,耐腐蚀 | |||
性能优于铝钴镍和铁氧体 | 能好,可切削和钻孔 | |||
性高 | ||||
缺点 | 含有战略元素钴,性 价比较低 | 磁性能较差、温度稳定性差 | 含有战略元素钴,性价比低 | 居里温度低、温度稳定 |
性差、化学稳定性低 |
来源:山东上达稀土材料有限公司官网,国金证券研究所 |
2.1 金属永磁:初代永磁合金,应用于电气仪表等特殊领域
金属永磁材料发展和应用较早,是以铁和铁族元素为重要组元的合金型永 磁材料,又称永磁合金,主要有铝镍钴系永磁合金、铁铬钴系永磁合金和 铂钴系永磁合金等。
铝镍钴系永磁合金 | |
| 1931 年,日本材料专家 Mishima 发现了一种特定成分的 AlNiCo 合金(58% Fe,30%Ni,12%Al),其矫顽性极高,是当时最好的磁性钢的 两倍。在 1970 年代发现稀土磁铁之前,AlNiCo 合金是最强的永久磁 |
铁材料。 | |
| AlNiCo 永磁具有剩磁高、居里温度高且剩磁温度系数小的优点,即使 在温度高达 500℃的工作环境还能使用,因温度变化而发生的永磁特 |
性的退化也较小,但是矫顽力低,质地硬而脆,加工困难,多用于电 |
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气仪表和通讯机器等要求高可靠性的领域中,更是军工产品上常用的 |
永磁材料。
铁铬钴系永磁合金
FeCrCo 是 20 世纪 70 年代问世的变形永磁合金,含有 20%-33%铬、3%-25%钴、3%钼或 0.7%-1.0%硅。具有优良的磁性能及可加工性,可进行冷热塑性变形,磁性类似于铝镍钴系永磁合金,并可通过塑性
| 变形和热处理提高磁性能。 FeCrCo 合金可以进行机加工、深冲压、拉拔等,生产出不同规格的细 丝、薄带,用于制造各种截面小、形状复杂的小型磁体元件,例如电 |
话受话器、扬声器、转速表和磁滞电机等。
铂钴系合金
PtCo 永磁合金在所有可加工永磁合金中具有最高的矫顽力和较高的磁 能积,合金的成分为:Pt 76%,Co 24%,是以铂为基含钴的二元合金。
PtCo 合金磁性极强,磁稳定性较高,耐化学腐蚀性很好,氢氧化钾和 热浓硫酸都不能将其腐蚀,可在酸、碱、盐介质下工作,由于其价格
| 昂贵,因此主要用于其它永磁材料无法工作的恶劣、特殊环境之中。PtCo 合金的高塑性使它有利于制造任何形状和尺寸的微型器件,极低 的温度系数可以使它应用于较高温度的环境下,出众的耐氢性更是其 |
获得特殊应用的优势所在,该合金主要用于航天、航海、航空仪表,计测仪,电子钟表,磁控管等。
2.2 铁氧体永磁:性价比高、原料丰富、工艺简单、应用领域最广泛材料
铁氧体永磁是指具有单轴各向异性的六角结构的化合物,以 Fe2O3 为主要 组元的复合氧化物永磁材料。其原料价格便宜,而且生产工艺相对简单,所以其成品价格较其它磁铁而言相对低廉。铁氧体永磁是第二代永磁材料,1933 年日本 Kato 和 Takei 发现了含 Co 的铁氧体 Fe2O3,盛行于 50-80 年代。
铁氧体有各相同性和各向异性两个系列,根据模压成型工艺不同,各向异 性铁氧体又有干压与湿压之分。按主要成分分类,铁氧体永磁主要分为钡(Ba)铁氧体和锶(Sr)铁氧体两种。钡铁氧体是目前市场用量最大、用 途最广的永磁材料。
在铁氧体磁场成型工艺中,湿压成型是将二次球磨后的浆料直接臵于 模具中,在加压成型时,同时施加一定方向的强磁场,便单畴晶粒的 易磁化轴沿外磁场方向排列一致。压型时同时要用泵抽去水分,且上
| 下冲头处需垫片防止抽出浆料,成型后再干燥。 湿压成型由于浆料水分多,晶粒能在成型过程中自由转动,便于晶粒 取向,因而磁性能好,Br 大 Hcb 高。但成型时要垫片、抽滤,生产效 率低。干压成型是将二次球磨后不含水分的全干粉加入适量的粘合剂, |
臵于成型磁场中加压成型。干压成型磁场取向稍差,磁性能比湿压成 型差。
图表 5:永磁铁氧体种类及其磁性能比较 | ||||||||
分类 | 矫顽力 | 最大磁能 | ||||||
种类 | 方向性 | 特点 | 成型方式 | 剩磁 Br | Hcb | 积(BH) | ||
(T) | max. (KJ/m3) | |||||||
(kA/m) | ||||||||
各向同性 | 廉价 | 0.20-0.23 | 128-160 | 6.4-9.6 | ||||
钡铁氧体 | 各向异性 | 高 Hcb | 干式 | |||||
0.33-0.35 | 176-208 | 20.0-24.0 | ||||||
高(BH)max | 湿式 | 0.35-0.40 | 136-176 | 21.6-26.4 | ||||
0.40-0.44 | 160-176 | 28.0-32.8 | ||||||
锶铁氧体 | 各向同性 | 廉价 | 干式 | 0.21-0.23 | 152-184 | 8.0-15.7 |
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行业深度研究 | |||||||
高 Hcb | 0.34-0.38 | 224-256 | 21.6-25.6 | ||||
各向异性 | 高(BH) | 0.35-0.39 | 192-224 | 24.0-28.0 | |||
max | 湿式 | 0.38-0.43 | 160-216 | 28.0-32.8 | |||
橡胶磁铁 | 各向同性 | 挠性 | 模压或注 | 0.13-0.18 | 80-96 | 2.8-4.0 | |
各向异性 | 塑 | ||||||
0.18-0.22 | 128-136 | 6.4-8.8 |
来源:旺材电机与电控,国金证券研究所 |
铁氧体永磁是目前应用最广泛的永磁材料。与其他永磁材料相比,尽管铁 氧体永磁材料在性能方面不占优势,但由于其原料丰富、价格低廉、制备 工艺简单、抗氧化性优异、剩余磁化强度大等特点在很多领域依然是首选 材料。
铁氧体永磁与钕铁硼永磁(属稀土永磁)均有在汽车上使用,但由于 加工工艺、成本的不同使得应用领域不同;部分国内变频空调压缩机 厂商同时具有钕铁硼和铁氧体技术平台,但铁氧体和钕铁硼并不能在 同一平台上直接替代,不同材料应用的电机设计完全不同。
铁氧体优点在于原料来源丰富,性价比高,化学稳定性优异,不需表 面处理,耐高温。自钕铁硼产品问世至今,铁氧体磁性材料也快速发 展,钕铁硼产品和铁氧体产品将是长期共存、持续发展的格局。
目前,铁氧体永磁材料主要应用在电动机、发电机、电子和微波设备、声 波设备、信息储存、移动通讯等方面。其中常见的用途主要有:电视机和 收音机等电子声像设备的喇叭、音响、听筒的扬声器;汽车挡风玻璃刮水 器电机、家电电机以及其他电动工具的小型电机;通讯设备的微波通讯器 件、笛簧接点元件等;微波炉的磁控管等。
图表 6:铁氧体永磁下游需求占比 |
来源:前瞻产业研究院,国金证券研究所 | |
| 高性能永磁铁氧体湿压磁瓦是下游微特电机的核心部件,广泛用于汽车、 |
家电等行业。
高性能永磁铁氧体是指高剩磁、高矫顽力、高磁能积的湿压永磁铁氧 体。永磁铁氧体湿压磁瓦作为下游微特电机的核心部件,广泛应用于 汽车、家用电器等行业。
永磁铁氧体行业发展与微特电机行业的发展存在正相关的关系。在现 代经济中,电机是消耗能源的主要载体之一,提高电机的效率显然是 一个行之有效的节能措施。永磁电机是典型的高效、节能低碳工业产
品,广泛用于各类工业传动和转动装臵。 |
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行业深度研究 | |
图表 7:铁氧体磁瓦在汽车电机中的应用 | 图表 8:铁氧体磁瓦在变频家电电机中的应用 |
来源:龙磁科技公司官网,国金证券研究所 | 来源:龙磁科技公司官网,国金证券研究所 |
图表 9:我国微特电机产量(亿台)与增速(%) |
来源:智研咨询,国金证券研究所 |
国内永磁铁氧体产能分散,行业集中度低 | |
| 根据中国电子材料行业协会磁性材料分会统计,全球铁氧体永磁生产 企业主要分布在中国、日本、韩国,日本主要包括日立、TDK 株式会 |
社等;韩国主要包括双龙、韩国太平洋等。我国铁氧体永磁产量约占 全球 75%以上,生产企业主要分布在江浙、广东、安徽、四川地区。 | |
| 我国铁氧体永磁材料生产企业有 340 余家,其中年生产能力在 1000 吨以下的企业占 45%左右,1000-3000 吨的企业占 25%左右,3000-5000 吨企业约占 21%,10000 吨以上的企业约 20 家,约占 9%。 |
| 从全国范围看,随着近些年国家环保政策不断出台,行业面临着洗牌, |
大量的小企业因为环保要求不合格而退出,供给端大部分公司无新增 产能规划,产品升级淘汰落后产能,随着国内企业技术的进步,进口
替代、高端国产化将带来行业集中度的提升。 |
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行业深度研究 |
图表 10:国内铁氧体永磁企业产能分布情况 |
来源:新材料在线,前瞻产业研究院,国金证券研究所 |
国际巨头技术领先,聚焦高性能产品 | |
| 高性能永磁铁氧体湿压磁瓦全球产能约为 45 万吨,75%以上的产能在 国内,但行业集中度不高,国内约有 100 多家生产企业,但产能在 1 万吨以上的企业不到 10 家;另外 25%的产能在日本和韩国,日本 TDK 是规模最大的永磁铁氧体磁瓦生产厂家,也代表了行业最高的技 |
术水平。 | |
| 随着国际制造产业的转移和国内企业技术水平的提升,我国永磁铁氧 |
体行业逐渐缩短了与国外先进水平的差距,国际竞争力显著增强,主 要代表企业有横店东磁、领益智造和龙磁科技等,以中国为代表的新 兴工业化国家永磁铁氧体行业市场竞争力不断增强。
图表 11:全球主要铁氧体永磁企业情况 | |
公司 | 介绍 |
日本 TDK | 目前有 5 万吨高性能永磁铁氧体产能 |
日立金属 | 目前有 4 万吨高性能永磁铁氧体产能 |
韩国双龙集团 | 目前有 1.5 万吨高性能永磁铁氧体产能 |
横店东磁 | 目前永磁铁氧体产能 16 万吨,其中高性能 4.5 万吨,规划新增 2.2 万吨/年 |
龙磁科技 | 目前高性能永磁铁氧体湿压磁瓦 3.3 万吨/年产能,计划每年新增 1 万吨产 能,至 2024 年产能达 6 万吨/年 |
中钢天源 | 从事永磁铁氧体器件生产,拥有 1.5 万吨永磁器件生产能力 |
来源:各公司公告,国金证券研究所 |
2.3 稀土永磁:“现代永磁之王”第三代钕铁硼性能优异、需求空间广阔
稀土永磁材料是一类以稀土金属元素 RE(Sm、Nd、Pr 等)与过渡族金 属元素 TM(Fe、Co 等)所形成的金属间化合物为基础的永磁材料。稀土 永磁材料是最为重要的磁材产品之一,自 20 世纪 60 年代问世以来,已有 三代产品实现量产和应用,第四代稀土铁氮永磁产品处于研发阶段,未来
可能将成为新一代稀土永磁产品。 | |
| 第一代钐钴稀土永磁为 1967 年美国发明的 SmCo5。SmCo5 具有很 高的磁晶各向异性常数,其理论磁能积可达 244.9 kJ/m3。20 世纪 70 年代,SmCo5 永磁体已经实现商品化,因其含较多战略金属钴和储量 |
较少的稀土金属钐,原材料价格昂贵,故发展前景受限。 | |
| 第二代钐钴稀土永磁为 1977 年日本发明的 Sm2Co17。Sm2Co17 在 高温下是稳定的 Th2Ni17 型六角结构,在低温下为 Th2Zn17 型的菱方 |
结构。基于其独特的优良的磁稳定性、高温磁性能、优异的抗氧化及 |
抗腐蚀性,仍被广泛应用于航空航天、国防军工、高端电机等领域。
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行业深度研究 | ||
| 第三代钕铁硼永磁材料为 1983 年美国、日本发明的 Nd2Fe14B。稀 土永磁钕铁硼(Nd2Fe14B)合金稀土元素约占 25%-35%,铁元素约 占 65%-75%,硼元素约占 1%。钕铁硼永磁的研发成功意义重大,它 | |
不仅具有惊人的优异性能、创纪录的高磁能积,而且它还以价格底廉、 |
储量丰富的铁和钕取代了昂贵的战略物资钴和资源稀缺的钐,被誉为
| “现代永磁之王”。 第四代稀土永磁为铁氮合金,仍处于研发阶段。稀土铁氮磁粉最大磁 能积是 20-40MGOe,高于钕铁硼磁粉,稀土铁氮新材料与市场现有磁 性材料钕铁硼相比成本较低,主要原因是磁粉中稀土相对含量少,同 |
时无需掺杂钴等价格昂贵的金属。第四代稀土永磁材料形成成熟工艺 走向实用至少还需几十年。
图表 12:稀土永磁材料发展历程 |
来源:磁易购资讯,国金证券研究所
钕铁硼永磁可分为烧结钕铁硼、粘结钕铁硼和热压钕铁硼三种
烧结钕铁硼是钕铁硼中产量最大、应用最为广泛的产品。烧结钕铁硼 永磁材料采用的是粉末冶金工艺,熔炼后的合金制成粉末并在磁场中 压制成压胚,压胚在惰性气体或真空中烧结达到致密化,为了提高磁
| 体的矫顽力,通常需要进行时效热处理,再经后加工及表面处理后获 得成品。目前已商业化生产的烧结钕铁硼,剩磁最高可达 1.45T 以上,内禀矫顽力最高可达 2786kA/m,工作温度根据矫顽力的不同在 80℃-200℃之间。 粘结钕铁硼是将永磁体粉碎后与粘接剂混合,在磁场中压制成型,它 |
有着成本低、尺寸精度高、形状自由度大、机械强度好、比重轻等优
| 点。粘结钕铁硼磁体由于大量加入了粘接剂,其密度一般只有理论上 的 80%,因此在磁性能上弱于烧结钕铁硼。粘结钕铁硼是各向同性磁 体,各方向磁性相同,因此方便制作多极乃至无数极的整体磁体。 热压钕铁硼在不添加重稀土元素的情况下可实现与烧结钕铁硼相近的 |
磁性能,具有致密高、取向度高、耐腐蚀性好、矫顽力高等优点,但 机械性能不好,且由于专利垄断,加工成本较高。由于成型技术工艺 限制,应用范围受到一定限制,目前主要用于汽车 EPS 电机等领域。
图表 13:三种钕铁硼磁材性能及应用领域对比 | ||||
钕铁硼种类 | 优点 | 缺点 | 主要应用领域 | |
烧结钕铁硼 | 磁性能优异 | 技术壁垒高,加工损耗大 | 各类发电机、电动机、消 |
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钕铁硼种类 | 优点 | 缺点 | 主要应用领域 |
粘结钕铁硼 | 精度高、形状复杂 | 磁性能弱,使用温度低 | 费电子 |
磁盘和光盘主轴电机、消 | |||
费电子 | |||
热压钕铁硼 | 抗腐蚀性能强 | 工艺复杂,成本高 | 汽车 EPS |
来源:亚洲金属网,国金证券研究所 |
高性能钕铁硼的应用领域涵盖传统和新能源汽车、风力发电、电子设备、空调家电等。根据规定,内禀矫顽力(Hcj)和最大磁能积((BH)max)之 和大于 60 的烧结钕铁硼永磁材料定义为高性能钕铁硼。低端钕铁硼主要应 用于磁吸附、磁选、电动自行车、箱包扣、门扣、玩具等领域。
驱动电机是新能源汽车的三大核心部件之一,稀土永磁驱动电机具有 尽可能宽广的弱磁调速范围、高功率密度比、高效率、高可靠性等优 势,能够有效地降低新能源汽车的重量和提高其效率,需求刚性强。
风力发电机分为永磁直驱式、半直驱式和双馈异步式,其中永磁直驱 式和半直驱式使用高性能钕铁硼磁钢。预计未来永磁直驱电机渗透率 逐年提升,将持续带动风电领域对于高端钕铁硼永磁材料的消耗。
变频空调生产中大量使用高性能钕铁硼永磁材料替代铁氧体永磁材料,钕铁硼的渗透率快速上升。
钕铁硼永磁由于其高磁能积、高压实密度等优越特点,符合消费电子
产品实现小型化、轻量化、轻薄化的发展趋势,因此被广泛应用于音 圈电机(VCM)、主轴驱动电机、手机线性震动马达、摄像头、收音器、扬声器、耳机、数码伸缩镜头电机等诸多器件。 | |||
图表 14:高性能钕铁硼主要用于 EV 和 PHEV 用电机 | 图表 15:预计 2023 年新能源车用钕铁硼占比从 15%上 | ||
升至 26% | |||
来源:国金证券研究所 | 来源:国金证券研究所测算 | ||
| 根据 Frost & Sullivan 的研究报告,2015 年至 2020 年,全球高性能钕 铁硼永磁材料的消耗量从 3.42 万吨增至 6.50 万吨,年复合增长率达 13.70%;预计至 2025 年,全球高性能钕铁硼永磁材料消耗量将达 12.91 万吨,预计年复合增长率达 14.71%。 | ||
| 2015 年至 2020 年,中国高性能钕铁硼永磁材料消耗量从 1.94 万吨增 至 4.05 万吨,年复合增长率达 15.86%;预计至 2025 年,中国高性 能钕铁硼永磁材料消耗量将达 8.71 万吨,预计年复合增长率达 16.55%。中国的高性能钕铁硼消耗量占全球的比重超过 60%,且消耗 | ||
量的年均增速将高于全球。 |
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图表 16:全球与中国高性能钕铁硼永磁材料消耗量(万吨) |
来源:Frost & Sullivan,国金证券研究所 |
稀土是国家战略资源,行业政策推动高性能钕铁硼发展
稀土作为不可再生的战略资源受到国家高度重视。在所有稀土新材料
| 中,稀土永磁材料是稀土下游价值最高的应用领域。 2021 年 3 月,在国家出台的《“十四五”规划和 2035 年远景目标纲 要》中,高端稀土功能材料作为高端新材料之一,被列入“十四五” |
制造业核心竞争力提升目录。 | |||
| 2021 年 11 月,国家工信部、市场监管总局发布的《电机能效提升计 划(2021-2023 年)》,鼓励使用以稀土永磁电机为代表的节能电机, | ||
拓展高效节能电机产业链,扩大高效节能电机的绿色供给等。 | |||
| 2021 年 12 月,国家工信部发布《重点新材料首批次应用示范指导目 录(2021 年版)》再次将“高性能钕铁硼”等稀土功能材料列入新材 | ||
料重点领域中的“关键战略材料”,予以鼓励与扶持。 | |||
图表 17:2020 年全球稀土储量分布 | 图表 18:稀土下游应用广泛,永磁材料占比最大 | ||
来源:USGS,国金证券研究所 | 来源:前瞻产业研究院,国金证券研究所 |
图表 19:《电机能效提升计划(2021-2023 年)》部分内容 | ||
任务 | 内容 | |
主要目标 | 到 2023 年,高效节能电机年产量达到 1.7 亿千瓦,在役高效节能电机占比达到 20%以上,实 | |
现年节电量 490 亿千瓦时,相当于年节约标准煤 1500 万吨,减排二氧化碳 2800 万吨。 | ||
扩大高效节能电机绿色供给 | 加快提升绿色设计能力;大力推动基础材料及零部件绿色升级,加快高效节能电机关键配套材 料创新升级,提升轻稀土永磁等材料绿色化水平;持续提高电机产品绿色制造水平 |
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任务 | 内容 |
拓展高效节能电机产业链 | 加快推进电机系统技术创新,加快突破永磁电机效率最优控制和无位臵传感器磁阻电机参数精 确辩识等技术;积极实施电机高效再制造 |
加快高效节能电机推广应用 | 开展存量电机节能改造,加大高效节能电机应用力度,推广变频调速永磁电机、低速直驱和高 速直驱式永磁电机、永磁外转子电动滚简等技术和产品 |
推进电机系统智能化、数字化提升 | 加快推动电机系统智能化;协同推进电机系统数字化 |
来源:工信部,国金证券研究所 |
高端钕铁硼永磁制造工艺复杂,客户认证程序繁琐,具有较高的技术门槛 和市场壁垒。在产业发展之初,日本、欧美等国在钕铁硼永磁材料的研发、生产和推广应用等方面一直位居世界前列,长期垄断高端市场,借助快速 发展的市场需求,形成了日立 NEOMAX、TDK、信越化学、德国 VAC 等 数家竞争力极强的企业。
图表 20:国外主要稀土永磁企业情况 | |||
名称 | 基本信息 | 工艺 | 产品类型 |
日立金属株式 | 日立金属株式会社成立于 1956 年,是世界顶级的钕铁硼磁体 | ||
烧结、 | 烧结钕铁硼磁体、超高密度粘结磁体、 | ||
会社 | 制造商,掌握多项全球最先进的钕铁硼制造技术 | 粘结 | 添加 La、Co 成分的铁氧体磁体 |
TDK 株式会社 | TDK 株式会社成立于 1935 年,从 1950 年开始研发磁性材 料,并致力于开发不含重稀土的高性能稀土永磁材料 | ||
烧结 | 烧结钕铁硼磁体、添加 La、Co 成分的 | ||
铁氧体磁体 | |||
信越化学工业 | 信越化学工业株式会社成立于 1926 年,在日本富井县设立磁 | 烧结 | 烧结钕铁硼磁体 |
株式会社 | 性材料研究所,能够生产完整系列的高性能钕铁硼永磁材料 | ||
德国 VAC | 德国 VAC 历史可追溯至 1914 年,作为欧洲第一大磁性材料 生产商,产品涉及从软磁到高性能钕铁硼永磁材料 | ||
烧结、 | 烧结钕铁硼磁体、烧结钐钴磁体 | ||
粘结 | |||
麦格昆磁 | 麦格昆磁现为加拿大 Neo 高性能材料公司的子公司,是全球 粘结钕铁硼磁性材料研发和制造领域的领军企业 | 粘结、 | MQP 系列不含 Dy 粘结钕铁硼磁粉; |
热压 | MQ3 热变形磁体用磁粉 |
来源:中国新材料技术发展蓝皮书,国金证券研究所 |
但随着国内企业的崛起,目前在高端产品市场形成了以中科三环、宁波韵 升、正海磁材、金力永磁、大地熊、英洛华等为代表的国内领先企业与日 立 NEOMAX、TDK、信越化学、德国 VAC 等数家国际先进企业分庭抗礼 的格局。目前国内绝大多数钕铁硼永磁材料生产企业规模较小、技术水平 低、工艺设备落后,产品为中低端制品,同质化严重,竞争激烈。
图表 21:国内主要稀土永磁企业情况 | |
企业 | 简要介绍 |
宁波韵升 | 宁波韵升自 1995 年以来专业从事稀土永磁材料的研发、制造和销售。公司在宁波、包头、北京及青岛拥有四个生 产基地,具有年产坯料 10,000 吨的生产能力,是中国主要的稀土永磁材料制造商之一。 |
正海磁材成立于 2000 年,公司致力于高端稀土永磁材料及元器件的研发和制造,在国内建立了 5 处生产基地,在 | |
正海磁材 | 德国、日本、韩国、美国、马来西亚设立子公司。2015 年 3 月,收购上海大郡,进入新能源汽车电机驱动系统领 |
域,形成双主业发展模式。
英洛华 | 成立于 2003 年的浙江英洛华磁业有限公司是国内领先的集研发、生产、销售为一体的磁性材料专业公司,是国家 级高新技术企业,专业生产高性能烧结钕铁硼、粘结钕铁硼等稀土永磁产品及钨合金产品。公司年生产烧结、粘结 |
钕铁硼能力达 6,500 吨。
金力永磁 | 金力永磁是集研发、生产和销售高性能钕铁硼永磁材料于一体的高新技术企业,是国内新能源和节能环保领域核心 应用材料的领先供应商。公司产品被广泛应用于风力发电、新能源汽车及汽车零部件、节能变频空调、节能电梯、 |
机器人及智能制造、3C 等领域,并与各领域国内外龙头企业建立了长期稳定的合作关系。 | |
大地熊 | 成立于 2003 年,致力于烧结钕铁硼永磁材料的研发、生产和销售,主要产品是“大地熊”牌烧结钕铁硼永磁材 料。经过多年的产品研发和产业化的关键技术创新,公司在烧结钕铁硼永磁产品的磁体制备、机械加工、表面防护 |
中科三环 | 和再生制造等方面取得了较多优秀成果,技术创新能力和产业化能力较强。 国内率先进入钕铁硼高端市场的钕铁硼生产企业,打破了美、欧、日等产业巨头的长期垄断。根据 2021 年 6 月末 数据,烧结钕铁硼毛坯年产能约 20,000 吨,粘结钕铁硼毛坯产能约为 1,500 吨,是中国稀土永磁产业的领军企业, |
全球最大的钕铁硼永磁体制造商之一。 |
来源:中科三环配股说明书,国金证券研究所 |
三、软磁材料:低矫顽力、高磁导率特性,电子器件核心材料 |
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软磁材料是指矫顽磁力小、容易磁化与退磁的磁性材料。相较于永磁材料, |
软磁材料磁导率高,在较低的外部磁场强度下就可获得大的磁感应强度及 高密度磁通量,同时矫顽力小,取消磁场后易退磁化,在实际应用中主要 起到导磁作用,实现电路的电能参数变换,应用于变压器、继电器、电感 铁芯、继电器和扬声器磁导体、磁屏蔽罩、电机定子转子等众多领域。
软磁材料经历了金属软磁—铁氧体软磁—非晶软磁合金—纳米晶软磁材料 变迁。软磁材料的工业应用最早在 19 世纪末,伴随技术革新要求,软磁材 料产品迭代更新,材料性能不断提升。目前软磁材料主要包括铁氧体软磁 材料、金属软磁材料以及其他软磁材料。
图表 22:软磁材料分类 |
来源:《我国软磁铁氧体材料与器件产业现状与发展趋势》,国金证券研究所 |
图表 23:主要软磁材料性能比较 | ||||||||
铁氧体软磁 | 传统合金 | 铁粉芯 | 金属磁粉芯 | 高磁通粉芯 | 非晶合金 | 纳米晶合金 | ||
名称 | 锰锌铁氧体 | 硅钢片 | 坡莫合金 | 铁硅铝粉芯 | 铁基非晶 | 铁基纳米晶 | ||
镍锌铁氧体 | ||||||||
成分 | 铁氧化物和其 | 含硅小于 | 含镍 35%- | |||||
100% | 硅 5.5%, | 铁含量 | 铁、硅、硼、 | 铁、硅、硼、 | ||||
4.5%的铁 | 90%镍铁合 | 铝 9%的铁 | 50%的镍铁 | |||||
它金属 | 铁 | 碳等 | 铜等 | |||||
硅合金 | 金 | 硅铝合金 | 合金 | |||||
饱和磁感应 | 0.35-0.4 | 1.8-2.1 | 1.5 | 1.4 | 1.05 | 1.5 | 1.56 | 1.25 |
强度(T) | ||||||||
初始磁导率 | >10^3 | <10^3 | 10^4-10^5 | 10-75 | 26-125 | 14-200 | 0.5 | 8 |
(μ) | ||||||||
电阻率 | 10^3-10^4 | 45 | 45 | 11 | 80 | 100 | 130 | 90 |
(Ω〃m) | ||||||||
居里温度 | 110-350 | 750 | 450 | 700 | 500 | 500 | 410 | 570 |
优点 | 技术成熟,中 | 改善电工 | 磁感应强度 | 很高的饱和磁通密度,使用频率范围 | 饱和磁感应强 | 适合追求小型 |
低于硅钢, | ||||||
纯铁的涡 | 磁导率高于 | |||||
流损耗, | 硅钢几十 | 广,可适于从几十赫兹到高达三十兆 | 度高、导磁率 | 化、轻量化和 | ||
高频损耗低、 | ||||||
成本低, | 倍,铁损为 | 赫的很宽下使用,具有良好的交直流 | 高,电阻率较 | 复杂温度的场 | ||
成本低 | ||||||
适合批量 | 硅钢 1/2- | 叠加稳定性,饱和磁通密度高 | 高 | 景 | ||
生产 | 1/3,冷加工 |
缺点 | 饱和磁通密度 | 高频下涡 | 性能优良 | 磁导率较低 |
成本高,BS | ||||
低 | 流损耗依 | |||
较低,频率 |
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然大 | 大于 20kHz | 行业深度研究 |
时损耗和有
效磁导率不
理想,价格
较贵,加工
和热处理复
杂 | ||||||
应用场景 | 高频超高频场 | 中低频场 | 中低频低电 | 高低压、高低频、交流直流均可 | 中低频场景 | 中高频场景 |
景 | 景 | 压场景 | ||||
应用产品 | 有线通讯、无 | 变压器铁 | 用于制作磁 | 光伏、变频空调、新能源汽车及充电 | 配电变压器等 | 消费电子、新 |
线通讯、广播 | 能源发电、新 | |||||
导率高的铁 | ||||||
电视等通信电 | 能源汽车、家 | |||||
芯 | 芯材料和磁 | 桩等 | ||||
感元件和高频 | 电、粒子加速 | |||||
屏蔽材料 | ||||||
变压器等 | 器等 |
来源:《我国软磁铁氧体材料与器件产业现状与发展趋势》,国金证券研究所 |
3.1 铁氧体软磁:技术成熟、中高频损耗低、广泛用于通讯领域
铁氧体软磁是以 Fe2O3 为主成分的亚铁磁性氧化物。由于软磁铁氧体在高 频下具有高磁导率、高电阻率、低损耗等特点,且批量生产、性能稳定、机械加工性能高,可利用模具制成各种形状的磁芯,且成本较低,产品广 泛应用于通信、传感、音像设备、开关电源和磁头工业等方面。
我国铁氧体软磁最常见的是锰锌铁氧体和镍锌铁氧体,分别占总产量的比 重为 70%和 10%,此外,镁锌铁氧体占比为 8%,锂锌铁氧体占比为 6%。 | |
| 锰锌铁氧体,具有最低的铁芯损耗、价格低廉、可加工性强、可选磁 导率多(1400-18000),缺点是 Bs 相对较低,易碎;广泛应用于开关 电源变压器、扼流圈、EMI 滤波器,通讯领域宽带、脉冲变压器等。 |
| 镍锌铁氧体是一种高频、宽带铁氧体材料,具有高电阻率、高阻抗、高磁通密度和低损耗等特点,广泛用于变压器、扼流圈、DC-DC 变换 器和抗 EMI 等磁芯。 |
图表 24:铁氧体软磁产量按种类分布 |
来源:华经产业研究院,国金证券研究所 |
目前我国铁氧体软磁主要用于通讯、家电及新能源领域。未来,软磁材料 将重点应用在高端消费和工业电子、新能源、云计算、物联网、4G 和 5G 通讯、电源供应器等新基建领域市场和新型消费电子领域。其目标是生产 比例达到 50%,产品合格率达到 95%。未来市场研发方向为: |
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行业深度研究 | ||
| “两高”软磁材料:更高的饱和磁通密度(Bs),更高直流偏臵特性(DC-Bias),高 μ>12000; | |
| “两低”软磁材料:更低的损耗(低磁通密度下的损耗因子 tgδ/μ<8,功耗 Pc<350kW/m3 ,120 ℃,200mT),更低的总谐波失真系数(THD); | |
| 适应 5G 等新基建领域的高频、低功耗、高功率密度材料; | |
| 宽温、宽频、低功耗软磁材料,更宽使用频率和更广温度范围; | |
稀土/纳米添加和精细化工艺以及复合材料技术成为材料开发和提高性 | ||
| ||
能的新途径。 |
图表 25:我国铁氧体软磁下游应用领域 |
来源:华经产业研究院,国金证券研究所 |
我国铁氧体软磁产量占全球 60%,产能分散竞争激烈 | |
| 目前铁氧体软磁材料生产主要集中在日本和中国,据统计,2014-2020 年以来我国铁氧体软磁产量总体稳定,2020 年生产接近 21 万吨,占 全球总量的 60%,国内软磁铁氧体产量优势明显。据统计,2020 年我 国软磁铁氧体市场规模约为 85 亿元,同比上涨 8.97%。预计 2025 年 市场规模将达到 149 亿元。 |
| 根据中国电子材料行业协会磁性材料分会,截至 2020 年底,我国从事 软磁铁氧体生产的企业共约 230 多家,初具规模的企业约 100 多家。大多数企业的生产规模在 500 吨,1000 吨以上的企业约 80 家,约 10 家企业能达到上万吨的产能,3 万吨产能的公司只有横店东磁和天通股 |
份两家。 | |
| 国内铁氧体软磁产能超过 50 万吨,传统产品竞争趋激烈,并向中高端 |
产品和市场传递,总体企业利润持续振荡下降。受国内钢铁企业去产 |
能整合及国外原料供应链变化,部分原材料价格将持续振荡上涨。 |
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行业深度研究 | |
图表 26:我国铁氧体软磁产量(万吨)与增速 | 图表 27:我国铁氧体软磁市场规模(亿元)与增速 |
来源:中国电子元件行业协会,华经产业研究院,国金证券研究所 | 来源:华经产业研究院,国金证券研究所 |
图表 28:全球主要铁氧体软磁企业情况 | |
名称 | 公司介绍 |
TDK | 成立于 1935 年,主力产品包括铁氧体磁芯、铁氧体磁铁、磁性片、电感 器、高频元件、以及传感器等各类被动元器件、电源装臵等,软磁铁氧体拥 有丰富的符合国际标准的标准磁芯形状、平面变压器用轻薄形状等独特形状 |
的产品。
东睦股份 | 公司旗下软磁复合磁性材料板块属干新材料行业的子行业----金属软磁元器件 行业。软磁材料的主要种类有软磁铁氧体、硅钢、金属磁粉芯、非晶纳米晶 |
横店东磁 | 等。 专注高性能软磁铁氧体生产,主要应用于电工设备和电子设备中,5G 通讯 设备、物联网、服务器、新能源汽车电子等,目前拥有 3.5 万吨软磁铁氧体 |
产能 |
天通股份 | 主要从事软磁材料和磁心的研发、生产和销售。产品包括锰锌铁氧体材料及 磁心、镍锌铁氧体材料及金属软磁材料及制品,拥有铁氧体软磁材料 3 万吨 |
产能 |
来源:各公司公告,国金证券研究所 |
3.2 金属软磁:下游光伏新能源车行业高增速,成长性潜力大
金属软磁材料主要包含工业纯铁及传统合金(硅钢片为主)、金属磁粉芯、非晶及纳米晶合金。
硅钢亦称“电工钢”,是一种含碳极低的硅铁软磁合金。硅的加入可提高铁 的电阻率和最大磁导率,降低矫顽力、铁芯损耗(铁损)和磁时效,主要 用作各种电机和变压器的铁芯,价格低廉,适合大规模生产,是电力、电 子和军事工业中不可缺少的重要软磁合金。
硅钢按生产工艺分为热轧硅钢和冷轧硅钢,热轧硅钢因其可利用率低,能
量损耗大,现已逐步淘汰。冷轧硅钢分为冷轧无取向硅钢和冷轧取向硅钢。 | |
| 冷轧无取向硅钢又称冷轧电机硅钢,主要用于发电机制造,其硅质量 分数为 0.5%-3%,生产工艺较取向硅钢要求相对较低。经冷轧制成的 成品厚度多为 0.35 和 0.5mm 厚的钢带。冷轧无取向硅钢的 Bs 高于取 |
向硅钢。 | |
| 冷轧取向硅钢又称冷轧变压器硅钢,主要用于变压器制造,其硅质量 分数在 3%以上,碳质量分数为 0.03%-0.05%。钢中氧化物夹杂含量 |
低且需要抑制剂。相对于冷轧无取向硅钢,取向硅钢铁损更低,其磁 |
性具有强烈的方向性,并且在其轧制方向上具有优越的高磁导率与低 损耗特性。冷轧取向硅钢分为普通取向硅钢和高磁感取向硅钢两类。高磁感冷轧取向硅钢均为单取向钢带,主要用途是用于制造电子仪表 中的各类扼流圈、变压器等电磁元件。
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图表 29:硅钢分类 | 类别 | ||
分类标准 | 含硅量(%) | ||
硅含量 | 高硅或高牌号 | >3.0 | |
中牌号 | 0.5-2.9 | ||
低牌号 | |||
<0.5 | |||
热轧硅钢板(无 | 热轧低硅钢(热轧电机钢) | 1.0-2.5 | |
热轧高硅钢(热轧变压器钢) | |||
取向) | 3.0-4.5 | ||
生产工艺 | 无取向电工钢(冷轧 | 低碳电工钢 | ≤0.5 |
电机钢) | 硅钢 | 大于 0.5-3.2 | |
冷轧电工钢板 | |||
取向电工钢(冷轧变 | 普通取向硅钢 | 2.9-3.3 | |
压器钢) | 高磁感取向硅钢 | 2.9-3.3 |
来源:华经产业研究院,国金证券研究所 |
无取向硅钢主要用于家用电器、工业领域电机、大型电机、新能源汽车等 领域。据统计,2020 年家用电器占比 40%居下游需求首位。伴随着工业 电机及新能源行业发展,有望拉动硅钢需求持续攀升。
图表 30:2020 年无取向硅钢应用领域占比 |
来源:华经产业研究院,国金证券研究所 |
供给侧结构性改革政策的推动下,我国钢铁产能取得显著成效,行业内企 业布局优化,加大了对取向电工钢产品的供应,行业产能利用率稳步提升。据统计,2020 年中国硅钢行业产能为 1276 万吨,产量为 1118.11 万吨,产能利用率为 87.60%。
据统计,2020 年中国硅钢片市场,无取向电工钢产量为 960.49 万吨,取 向电工钢产量为 157.62 万吨。其中,中低牌号无取向硅钢约 760.2 万吨,同比增长 0.03%,占比 79.15%;高牌号无取向硅钢约 146.7 万吨,同比 增长 35%,占比 15.27%。中低牌号仍占绝对地位,高牌号快速增长。 |
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行业深度研究 | |
图表 31:我国硅钢行业产能产量(万吨)及产能利用率 | 图表 32:我国硅钢片细分产品产量(万吨) |
来源:中国金属学会,华经产业研究院,国金证券研究所 | 来源:中国金属学会,华经产业研究院,国金证券研究所 |
目前,国外生产硅钢的主要厂家有德国及在法国的蒂森克虏伯、日本新日 铁、韩国浦项钢铁、美国 AK 和 AlleghenyLud-lum、俄罗斯新利佩茨克和 维兹等,但日本、韩国和德国仍是高端硅钢产品的主要分布地。
2020 年无取向硅钢生产企业包括宝钢股份、首钢股份、太钢不锈、马钢股 份、鞍钢股份等,其中宝钢股份以 28.42%居行业首位,首钢股份 14.05% 位其次,CR4 产能占比近全国 65%。受高牌号硅钢技术壁垒及快速发展趋 势影响,大型企业优势明显,未来市场集中度有望进一步提升。
图表 33:2020 年我国无取向硅钢行业竞争格局 |
来源:中国金属学会,华经产业研究院,国金证券研究所 |
金属磁粉芯是用高频率条件下低损失的金属合金粉末制造的磁芯,由于磁 粉芯内部均匀分布的气隙,不泄露磁通量而且在高 DC 电流下也不易饱和。
金属磁粉芯结合了金属和铁氧体软磁材料的优势,其电阻率较软磁金属大 幅提高,能有效降低涡流损耗,且比软磁铁氧体具有更高的饱和磁化强度,更能满足电力电子器件小型化、集成化的要求。
金属磁粉芯主要包括铁粉芯、铁硅粉芯、铁硅铝磁芯、高磁通粉芯和铁镍 钼粉芯,除铁粉芯外一般称其他粉芯为合金磁粉芯。
铁粉芯是最早开发的金属磁粉芯,具有较高的饱和磁化强度且价格低 廉,但纯铁电阻率较低,制备的复合材料损耗偏高,因此,铁粉芯多 应用于高功率低频率器件。
铁硅磁粉芯具有优异的饱和磁化强度及直流偏臵特性,多用于在大电 流下工作的器件如抗流器、大功率电感器等。
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行业深度研究 | ||
| 铁硅铝磁粉芯是一种具有均匀分布式气隙,在高频率下有较低损耗的 |
磁芯。高磁通密度和低磁芯损耗的特性,使铁硅铝磁芯非常适用于功
| 率因数校正电路,以及单向驱动的应用,如回扫变压器,脉冲变压器。高磁通磁粉芯是由 FeNi(质量分数 50%)合金制备的软磁复合材料,具有高饱和磁化强度、磁导率和直流偏臵特性,以及较低的损耗,可 |
应用于要求大功率、大直流偏臵的器件,如调光电感器、脉冲变压器
| 和功率回数校正电感器。 铁镍钼磁粉芯是为了进一步降低 FeNi 合金的矫顽力,将 Ni 含量提高 至 81%,并引入 2%的 Mo,磁致伸缩系数及磁晶各向异数均接近于零 的 FeNiMo 软磁合金。具有高磁导率、低损耗、稳定性好、温度系数 低、工作噪声低、使用频率范围宽等特点。但由于大量 Ni 的存在以及 复杂的制粉工艺提高了磁粉成本,FeNiMo 软磁复合材料多用于对精度 与损耗要求较高的军工领域。 |
图表 34:金属磁粉芯性能与用途 | |||||||
类别 | 组成 | 磁饱和度 | 磁导率 | 磁损耗 | 相对成本 | 温度稳点 | 用途 |
铁粉芯 | 铁 | 1.2-1.5 | |||||
3-100 | 最高 | 最低 | 差 | 高频整流器件和电动汽车领域 | |||
铁硅磁粉芯 | 铁、硅 | 1.6 | 60 | 高 | 低 | 低 | 大功率&大电流光伏发电、新能源 |
逆变器 | |||||||
铁硅铝磁粉芯 | 铁、硅、铝 | 1.05 | 14-125 | 低 | 低 | 佳 | 家电电源、光伏发电、新能源汽 |
车、空调变频器等 | |||||||
高磁通磁粉芯 | 铁、镍 | 1.5 | 14-160 | 中等 | 中等 | 更佳 | UPS 电源、高端仪器电源等 |
最低 | 高 | 最佳 | |||||
钼坡莫磁粉芯 | 铁、镍、钼 | 0.75 | 14-550 | 高温环境电源等国防、军工产品和 | |||
高科技产品 |
来源:华经产业研究院,国金证券研究所 |
金属磁粉芯主要应用领域为光伏逆变器、变频空调、新能源汽车和充电桩、数据中心、储能、消费电子等,预计 25 年金属磁粉芯需求将超过 20 万吨。
金属磁粉芯是电感元件的核心部件之一。电感在电路中主要起到储能、滤波、振荡、延迟、限波等作用,此外还有筛选信号、过滤噪声、稳 定电流及抑制电磁波干扰等作用,市场主要应用于电源和电器电子设 备,并最终应用于光伏及储能、新能源汽车与充电桩、通信、家用电 子与消费类电子等领域。
新能源汽车和充电桩市场近几年增速较快。储能领域将伴随电力系统 调峰及电能质量的需求进一步爆发,预计未来需求规模可能与光伏逆
| 变器相当。 在主要的太阳能光伏、变频空调、新能源汽车及充电桩等行业按目前 数据保守预测到 25 年的市场需求将达到 13.72 万吨,相比目前新增市 场容量约 9.23 万吨。如果考虑 UPS、储能、消费电子等其他行业的市 场新增需求以及金属软磁产品的渗透率提升和进口替代率提高等因素,整体市场需求将在 25 年超过 20 万吨。 |
图表 35:全球金属磁粉芯主要应用领域需求(万吨)与市场规模(亿元) | ||||||
2020 | 2021E | 2022E | 2023E | 2024E | 2025E | |
光伏逆变器金属磁粉芯需求(万吨) | 2.00 | 2.69 | 3.45 | 4.19 | 5.51 | 6.72 |
光伏逆变器金属磁粉芯市场规模(亿元) | 6.21 | 8.33 | 10.34 | 12.58 | 15.99 | 19.49 |
变频空调金属磁粉芯需求(万吨) | 2.08 | 2.27 | 2.45 | 2.64 | 2.84 | 3.05 |
变频空调金属磁粉芯市场规模(亿元) | 5.84 | 6.37 | 6.63 | 7.14 | 7.39 | 7.93 |
新能源汽车金属磁粉芯需求(万吨) | 0.40 | 1.10 | 1.80 | 2.34 | 3.04 | 3.95 |
新能源汽车金属磁粉芯市场规模(亿元) | 1.23 | 3.42 | 5.40 | 7.02 | 8.82 | 11.47 |
三大主要应用领域金属磁粉芯需求(万吨) | 4.49 | 6.07 | 7.70 | 9.18 | 11.40 | 13.72 |
三大主要应用领域金属磁粉芯市场规模(亿元) | 13.28 | 18.12 | 22.36 | 26.73 | 32.19 | 38.88 |
其他应用领域金属磁粉芯需求(万吨) | 2.00 | 3.00 | 4.00 | 5.00 | 6.00 | 7.00 |
金属磁粉芯需求量(万吨) | 6.49 | 9.07 | 11.70 | 14.18 | 17.40 | 20.72 |
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来源:国金证券研究所测算 |
图表 36:金属磁粉芯下游应用领域 |
来源:铂科新材公司公告,国金证券研究所 |
金属磁粉芯外资生产企业主要有韩国昌星(CSC)、美磁、阿诺德、韩国东 部集团,国内约五六十家生产企业,品质接近或达到国外水平,国内企业 主要包括铂科新材、东睦股份等。据统计,2020 年美国美磁和韩国昌星市 占约 32.4%,中国铂科新材和东睦科达磁电分别占比 15.6%、9.9%,竞争 格局较为集中。
图表 37:2020 年全球金属磁粉芯行业竞争格局 |
来源:华经产业研究院,国金证券研究所 |
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行业深度研究 |
图表 38:国内主要金属磁粉芯供应商 | |||||
代码 | 公司 | 主要软磁产品 | 年产能 | 建设项目 | |
300835.SZ | 龙磁科技 | 粉料制备,磁芯产品 | 3000 吨磁粉芯 | 拟投资建设年产 5000 万只各类高频磁性器件项目生产线、磁 | |
性材料基础科学研究中心、超细金属粉末研究中心等;金属磁 | |||||
及器件产品(电感) | 1200 万只电感 | ||||
粉芯规划到 5000 吨/年 | |||||
300811.SZ | 铂科新材 | 合金软磁粉、合金软 | 1.6 万吨,24 年 | 投资 4.1 亿在河源新建合金软磁生产基地,河源项目规划产能 | |
预计 4.5 万吨以 | 2.5 万吨,预计第 2 年投产并达产 25%,第 3 年达产 75%,第 | ||||
磁粉芯 | |||||
上 | 4 年达产 100% | ||||
688190.SZ | 云路股份 | 非晶合金薄带 | 6 万吨 | 将募集资金中的 1.8 亿元用于高性能超薄纳米晶带材及其器件 | |
产业化项目,形成纳米晶带 5000 吨级的年生产规模。 | |||||
600114.SH | 东睦股份 | 合金粉末、铁粉芯、 | 1 万吨 | ||
合金磁粉芯 |
来源:各公司公告,国金证券研究所 |
非晶合金又称“液态金属、金属玻璃”,是一种新型软磁合金材料,主要包 含铁、硅、硼等元素。其主要制品非晶合金薄带的制造工艺是采用急速冷 却技术将合金熔液以每秒 106℃的速度急速冷却,形成厚度约 0.03mm 的 非晶合金薄带,物理状态表现为金属原子呈无序非晶体排列。得益于上述 极端生产工艺形成的特殊原子结构,使得非晶合金具有低矫顽力、高磁导 率、高电阻率、耐高温腐蚀和高韧性等优异特性。
非晶合金材料目前主要应用于配电变压器领域,替代硅钢材料
配电变压器按照核心部件铁心所用原材料的不同,可以分为硅钢变压 器和非晶变压器,二者所用的主要原材料分别是硅钢片和非晶合金薄 带。与硅钢变压器相比,非晶变压器在节能、提效方面的优势明显,
| 是“制造节能、使用节能、回收节能”的全生命周期可循环绿色产品。在制造侧,非晶合金的生产工艺流程显著短于硅钢产品,非晶合金薄 带制造流程约为 10 米,硅钢约为 1000 米。硅钢采用传统钢铁冶金制 备工艺制成,而非晶采用的是急速冷却工艺制成,从钢液到非晶合金 薄带制品一次成型,生产 1 公斤非晶合金薄带比生产 1 公斤硅钢约可 节省 1 升石油,实现制造节能; 在应用侧,非晶合金材料具有高磁导率、低矫顽力、高电阻率等材料 |
| 特性,电磁能量转换效率显著优于硅钢材料,非晶变压器空载损耗较 硅钢变压器降幅可达到 60%左右,实现使用节能; 在回收侧,废旧的非晶铁心可通过中频炉重熔后制成非晶合金薄带, |
非晶铁心中的硅、硼元素基本可以实现回收再利用,实现回收节能。
图表 39:非晶合金薄带与硅钢生产的生产流程图对比 |
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行业深度研究 |
来源:云路股份招股说明书,国金证券研究所 |
图表 40:非晶合金薄带产业链 |
来源:云路股份招股说明书,国金证券研究所 |
双碳下非晶合金有望加速渗透,市场空间广阔 | |
| 非晶合金因其高效电磁能量转换效率的材料特性在节能减排方面具有 优势。2015 年以来,非晶合金在我国配电网领域快速发展,市场规模 从 1.30 亿美元增长至 2019 年的 2.08 亿美元,产量规模从 4.97 万吨 增长至 2019 年的 9.97 万吨,复合增长率分别到达 12.47%、19.01%。 |
| 综合国家电网和南方电网的招标数据情况,2020 年国内非晶合金变压 器的市场份额占比约为 25%。其中,南方电网的非晶变压器招标采购 |
占比更高,主要是由于南方电网主要覆盖广东、广西、贵州、海南、 |
云南等地区,其所覆盖区域用电负荷和集中度相对偏低,非晶变压器
| 节能降耗的作用更为明显。 工信部、市场监管总局和国家能源局 2020 年 12 月联合印发的《配电 变压器能效提升计划(2021-2023)》要求加快高效节能变压器推广应 用,明确要求禁止未达标变压器接入电网。自 2021 年 6 月起,新采购 变压器应为高效节能变压器。到 2023 年,高效节能变压器在网运行比 例提高 10%,当年新增高效节能变压器占比达到 75%以上;开展非晶 合金等高效节能变压器用材料创新和技术升级,加强立体卷铁芯结构 |
等高效节能变压器结构设计与加工工艺技术创新。
随着国家对“碳达峰”、“碳中和”整体规划和目标的确定,以非晶合 金等材料制造的高效节能变压器迎来战略性的发展机遇和更宽广的市
场空间。 图表 41:我国非晶带材产量与市场规模 | 图表 42:2020 年国内非晶合金变压器招标占比约 25% | |||||||
100% 80% 60% 40% | ||||||||
行业深度研究 | ||
来源:QY Research,国金证券研究所 | 来源:云路股份招股说明书,国金证券研究所 |
纳米晶合金是将含铁、硅、硼、铌、铜等元素的合金熔液,通过急速、高 精度冷却技术,在非晶基础上形成弥散、均匀纳米岛屿结构的材料,具有 较高的饱和磁密、高初始磁导率和较低的高频损耗等特性,广泛应用于中、高频领域的能量传输与滤波。
纳米晶超薄带产品是制造电感、电子变压器、互感器、传感器、无线充电 模块等磁性器件的优良材料,主要应用于消费电子、新能源发电、新能源 汽车、家电、粒子加速器等领域,满足电力电子技术向大电流、高频化、小型轻量、节能等发展趋势的要求,目前已在智能手机无线充电模块、新 能源汽车电机等产品端实现规模化应用。
纳米晶合金将加速替代铁氧体软磁。与铁氧体软磁材料、非晶软磁材料等 材料相比,纳米晶超薄带因其高饱和磁度、低矫顽力、高初始磁导率等材 料特性可以缩小磁性器件体积、降低磁性器件损耗,属于新型磁性材料,综合磁性性能更为优异。随着技术进步对磁性材料的要求提高以及消费电 子、新能源汽车等新兴市场领域需求的上升,纳米晶超薄带对传统铁氧体 材料有望逐步形成替代。
图表 43:纳米晶合金产业链 |
来源:云路股份招股说明书,国金证券研究所 |
非晶、纳米晶软磁行业小规模企业为主
目前,亚太地区在全球磁性材料行业中处于中心地位,以 TDK、日立 金属、日本户田(Toda)等为代表的日本企业处于行业技术领先地位,中国作为磁性材料的重要生产基地,近年来磁性材料行业迅速发展,
| 整体实力不断增强。 根据中国电子材料行业协会磁性材料分会,国内从事非晶纳米晶软磁 合金材料生产的企业约 250 多家,万吨级企业约 10 家,青岛云路新能 源科技有限公司、安泰科技、兆晶股份有限公司等企业实际产量均达 到或接近 3 万吨。配电用非晶宽带企业 11 家,设计产能 35 万吨;纳 米晶设计产能 4.6 万吨;非晶粉末企业 6 家,块体非晶企业 11 家,其 他母合金等配套企业有 23 家,基本上实现了非晶合金产业的全覆盖。 |
四、其他磁性材料:磁致伸缩、磁记录、磁泡等功能性材料
磁致伸缩材料:具有显著磁致伸缩效应的磁性材料
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行业深度研究 | ||
| 磁致伸缩是指物体在磁场中磁化时,在磁化方向会发生伸长或缩短, |
当通过线圈的电流变化或者是改变与磁体的距离时其尺寸即发生显著 变化的铁磁性材料,通常称为铁磁致伸缩材料。磁致伸缩效应类似于 我们生活中常见的热胀冷缩,但是对于某些材料来说,磁致伸缩是有
| 取向的,即材料只可以在某个方向呈现明显磁致伸缩。 目前常见的磁致伸缩材料有稀土大磁致伸缩材料铽镝铁合金(GMM,Terfenol-D),脆性改良铽镝铁合金(TD-plus),铁镓合金(Galfenol),磁控形状记忆合金(MSMA)Ni-Mn-Ga,磁致伸缩波导丝,铁钴钒合金, 铁镍合金,纯镍,铁铝合金等。 目前磁致伸缩智能材料被关注较多的是稀土磁致伸缩材料 Terfenol-D。饱和磁致伸缩系数最高可达 1500PPM。这种材料在电磁场的作用下可 以产生微变形或声能,也可以将微变形或声能转化为电磁能。在国防、 |
航空航天和高技术领域应用极为广泛,如声纳与水声对抗换能器、线 性马达、微位移驱动(如飞机机翼和机器人的自动调控系统),噪声与 振动控制系统、海洋勘探与水下通讯、超声技术(医疗、化工、制药、焊接等)、燃油喷射系统等领域。
图表 44:磁致伸缩位移传感器 |
来源:AMT 官网,国金证券研究所 |
磁记录材料是指在信息记录材料工业中,以磁化介质的形式实现记录、还 原和贮存声音、图像、数码等信息的记录材料,由磁粉分散在粘合剂中。后涂敷在塑料或铝合金底片上组成。例如:用于各种录音装臵的磁带,用 于外存贮器的磁盘、磁性卡片,以及用于电子计算机和大容量电视广播或 家用电视的磁光盘等。
在物理学中将这些产品称为磁记录介质。在这些产品的消费结构中,以录 音磁带所占的比例最大。磁记录具有记录密度高,稳定可靠,可反复使用,时间基准可变,可记录的频率范围宽,信息写入、读出速度快等特点。广 泛应用于广播、电影、电视、教育、医疗、自动控制、地质勘探、电子计
算技术、军事、航天及日常生活等方面。 |
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图表 45:HDD 内部结构 |
来源:搜狐,国金证券研究所 |
磁泡材料是指在一定外磁场作用下,表面呈现磁泡阵列的磁性材料。其主 要为薄膜型材料,其单轴各向异性强,畴壁矫顽力小,迁移率高,在机械 应力、温度等影响下稳定性好,化学稳定性高。
磁泡材料主要用于制作磁泡存储器。这是一种全固体化的电子式存储器。它没有机械部分,不仅具有抗振动,抗辐射、抗恶劣环境等性能和很高的 信息存储密度,而且具有体积小、重量轻、速度高、功耗低、信息不易丢 失等优点。现已广泛用于军事、卫星通信、航天、航空、数控机床等领域 中。
图表 46:磁泡存储器 |
来源:维基百科,国金证券研究所 |
磁电阻材料是具有显著磁电阻效应(即磁性材料在受到外加磁场作用时引 起的电阻变化)的特种磁性材料。已获得应用的主要有镍铁系和镍钴系磁 性合金,其特点是不论磁场与电流的方向平行还是垂直都会产生磁电阻效 应,且低温磁电阻率高于室温。利用磁电阻效应做成的换能器和传感器装 臵简单,对速度和频率不敏感。磁电阻材料可用于制作磁记录读出磁头、磁泡读出器和磁膜存储器的读出器等。
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行业深度研究 |
磁光材料是指在紫外到红外波段,具有磁光效应的光信息功能材料,稀土 |
磁光材料是一种新型的光信息功能材料。利用这类材料的磁光特性以及光、电、磁的相互作用和转换,制成具有各种功能的光学器件。例如,调制器、隔离器、环行器、磁光开关、偏转器、相移器、光信息处理机、激光陀螺 偏频磁镜、磁强计、磁光传感器等。
五、投资建议&投资标的
图表 47:磁材公司现有产能与规划 | |||||
金力永磁 | 现有产能 | 规划总产能 | 进度 | ||
(万吨) | (万吨) | ||||
1.5 | 4 | 2022 年第二季度达到 2.3 万吨,2023 年达到 2.6 万吨,2025 | |||
年达到 4 万吨 | |||||
中科三环 | 2 | 3 | 2022 年达到 3 万吨的产能 | ||
稀土永磁 | 宁波韵升 | ||||
1.2 | 3.6 | 2022 年达到 2.1 万吨,2023 年达到 3.6 万吨 | |||
0.6 | 2.1 | 2022 年达到 8000 吨,2025 年达到 2.1 万吨 | |||
永磁 | 大地熊 | ||||
正海磁材 | 1.5 | 3.6 | 2022 年底达到 2.4 万吨,2026 年达到 3.6 万吨 | ||
英洛华 | 1 | 1.5 | 未来两三年将根据需要增加 5000 吨左右的产能 | ||
铁氧体永磁 | 横店东磁 龙磁科技 | 16 | 18.2 | 规划 2.2 万吨产能,一期预计 2022 年 8 月投产 | |
3.3 | 6 | 2022 年开始每年新增 1 万吨产能,2024 年实现 6 万吨的产能 | |||
横店东磁 | 4 | - | - | ||
铁氧体软磁 | 天通股份 | 3 | - | - | |
龙磁科技 | - | 0.6 | 软磁铁氧体设计产能 6000 吨/年,预计 2022 年三季度投产 | ||
软磁 | 铂科新材 | 1.6 | 4.5 | 2022 年扩产至 2.5 万吨,可转债规划 2 万吨预计 2024 年投产 | |
金属磁粉芯 | 龙磁科技 | 0.3 | 0.5 | 粉芯后续规划至 5000 吨 | |
东睦股份 | 1 | - | - | ||
非晶/纳米晶合金 | 云路股份 | 6(非晶) | - | - |
来源:各公司公告,国金证券研究所 |
稀土永磁企业
金力永磁:公司是集研发、生产和销售高性能钕铁硼永磁材料于一体 的高新技术企业,是新能源和节能环保领域高性能稀土永磁材料的领
| 先供应商。公司产品被广泛应用于新能源汽车及汽车零部件、节能变 频空调、风力发电、3C、节能电梯、机器人及智能制造、轨道交通等 领域,并与各领域国内外龙头企业建立了长期稳定的合作关系。2021 年公司的钕铁硼毛坯年产能已经达到 15000 吨,预计在 2022 年第二 季度形成 23000 吨/年的高性能稀土永磁材料毛坯生产能力。 中科三环:主要从事稀土永磁材料和新型磁性材料及其应用产品的研 |
究开发、生产和销售。公司产品广泛应用于计算机、家电、风电、通 讯、医疗、汽车等领域。主要产品为应用于电子元器件的钕铁硼永磁
| 材料。公司同时生产烧结钕铁硼和粘结钕铁硼,是目前国内稀土永磁 领域的领军企业。2021 年底公司烧结钕铁硼的产能为 2 万吨,并计划 2022 年扩产 1 万吨烧结钕铁硼的产能。 宁波韵升:1995 年进入稀土永磁材料行业,主要产品为钕铁硼成品、伺服电机,主要业务是为客户提供高端稀土永磁材料应用的解决方案, |
| 并致力于向下游的磁组件应用领域延伸,是全球领先的稀土永磁材料 应用方案供应商,公司在宁波、包头有两大生产基地,2021 年钕铁硼 成品产量 8148 吨,目前具有年产坯料 12000 吨的生产能力,新增产 能 7000 吨预计在 2022 年底达产。 大地熊:致力于烧结钕铁硼永磁材料的研发、生产和销售,主要产品 |
是“大地熊”牌烧结钕铁硼永磁材料。公司是国家高新技术企业,国 家专精特新“小巨人”企业,中国稀土行业协会磁性材料分会副会长
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行业深度研究 |
| 单位,是高性能烧结钕铁硼磁体领域优秀生产企业。2021 年烧结钕铁 硼产量达到 2600.15 吨。目前公司钕铁硼毛坯产能约为 6000 吨,预计 2022 年底达 8000 吨,中长期产能规划在 21000 吨左右。 正海磁材:主营业务为高性能钕铁硼永磁材料和新能源汽车电机驱动 |
| 系统的研发、生产、销售和服务。公司在先进的“正海无氧工艺”和 众多专有技术的保障下,生产出了独具“6A”特性的高性能钕铁硼永 磁材料。公司可生产从 N 至 ZH 共八大类、五十多个牌号的高性能钕 铁硼永磁材料系列产品,为国内高性能钕铁硼永磁材料种类最全的生 产企业之一。截至 2020 年底,公司新能源汽车电机驱动系统产能为 16 万台/年,目前具备年产 15000 吨钕铁硼永磁材料的生产能力,计 划至 2022 年底具备年产 24000 吨的生产能力,并于 2026 年达到 36000 吨。 英洛华:专业生产烧结、粘结钕铁硼永磁材料及磁性组件,是集钕铁 |
硼永磁材料、电机系列产品的研发、生产和销售为一体的多元化发展
的高新技术企业。产品主要包括稀土永磁材料与制品、电机、齿轮箱、电动代步车、电动轮椅和工业阀门,是国内具有核安全 1 级的民用核 安全设备制造许可证书的五家单位之一,也是中石化国内氢阀门铸件 三个合格供应商之一。2021 年钕铁硼产量为 5635.79 吨,电机产量为 603.70 万台。截至 2021 年 9 月,钕铁硼毛坯产能为 10000 吨左右,在未来两三年将根据需要增加 5000 吨左右的产能。
铁氧体永磁 | |
| 横店东磁:成立于 1999 年,是国内规模最大的磁性材料生产企业,也 是太阳能光伏产业链比较齐全、规模较大的生产企业。2021 年公司磁 性材料产业具有年产 20 万吨铁氧体预烧料、16 万吨永磁铁氧体、4 万 吨软磁铁氧体、2 万吨塑磁的产能,是国内规模最大的铁氧体磁性材料 生产企业。现有 4 万只振动马达产能,电感产能持续扩张中。公司拥 有 8GW 电池、3.5GW 组件产能,其中年产 4GW 高效 PERC 单晶电 池片项目、年产 2GW 高效组件项目已投生产。公司拥有 2.5GWh 锂 电池的内部产能,新投产的 1.48 亿支高性锂电池产能放量可期。公司 在建新项目主要包括公司本部的年产 6GWh 高性能锂电池项目、高效 一体电感项目、1.5 万吨软磁铁氧体项目和泗洪东磁 2.5GW 组件项目、梧州 2.2 万吨永磁铁氧体项目等。 |
| 龙磁科技:公司是国内高性能永磁铁氧体湿压磁瓦主要生产企业之一。 公司上市以来主要生产高性能永磁铁氧体湿压磁瓦,现有年产能 3.3 万吨,公司计划从 22 年开始每年新增 1 万吨产能,24 年底实现 6 万 吨产能。目前金属磁粉芯设计产能 5000 吨/年,软磁铁氧体设计产能 6000 吨/年,产品主要应用于光伏及储能、新能源汽车与充电桩、通信、 |
家用电子与消费类电子等领域。 |
铁氧体软磁
天通股份:成立于 1984 年,主要从事软磁材料和磁芯的研发、生产和 销售。公司目前已成为全球最大的软磁材料、蓝宝石晶体材料生产厂
商之一;压电晶体材料(压电晶圆),已打破国际垄断,公司产品成功 实现量产,销量位居中国同行第一。现拥有铁氧体软磁材料 3 万吨产 能。公司募资用于建设大尺寸射频压电晶圆项目、新型高效晶体生长 及精密加工智能装备项目。投资建设 1.58 万吨高性能软磁材料绿色制 造项目以及蓝宝石晶体制造与加工基地项目。
金属软磁粉芯 | |
| 铂科新材:成立于 2009 年,专注合金软磁粉末、合金软磁磁芯及相关 电感元件的研发、生产与销售,拥有合金软磁粉芯产能 1.6 万吨。2021 年,公司发布拟发行可转债募集项目,用于高端合金软磁材料生 产基地建设,项目将新增金属软磁材料年生产能力 2 万吨。 |
| 东睦股份:成立于 2000 年,主要从事合金粉末、铁粉芯、合金磁粉芯 |
的研发、生产和销售,是国内主要的软磁金属磁粉芯供应商之一,年 |
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行业深度研究 |
产软磁粉芯近 1 万吨。公司是国内唯一同时拥有合金粉末、铁粉芯、合金磁粉芯三粉末冶金业务的企业,是国内主要的软磁金属磁粉芯供 应商之一,主要用在 PFC 电感,升降压电感、输出滤波电感、功率电 感、储能电感等场景。 |
非晶/纳米晶合金 | |
| 云路股份:公司于 2021 年上市科创板,目前公司非晶合金薄带的市场 |
份额为全球第一,是非晶合金行业的龙头企业。公司拥有非晶合金薄 带产能 6 万吨,占全球份额 41.15%;纳米晶超薄带产能 3600 吨;雾 化粉末产能 1850 吨,非晶铁心产能 18500 吨,破碎粉末产能 700 吨。 规划建立高性能超薄纳米晶带材及其器件产业化项目、高品质合金粉 |
末制品产业化项目和万吨级新一代高性能高可靠非晶合金闭口立体卷 产业化项目。
六、风险提示
稀土原材料价格波动的风险。稀土金属是生产钕铁硼磁钢的主要原材料,我国是全球稀土原材料的重要供应地,稀土原材料价格的大幅波动在短期 内将对行业发展产生不利影响。
下游需求波动风险。永磁材料行业的下游是汽车 EPS、节能家电、消费类 电子、工业电机等传统应用领域,以及新能源汽车、轨道交通、机器人等 新兴应用领域。若未来经济增长速度进一步放缓甚至停滞、衰退,会影响 行业的经营情况和未来发展。
市场竞争加剧风险。随着下游市场和高端应用领域需求的不断扩大,具备 一定实力的企业已逐步进入永磁和软磁领域,行业竞争也将日渐加剧,产
能分散,行业低端产能过剩。 |
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行业深度研究 |
公司投资评级的说明: |
买入:预期未来 6-12 个月内上涨幅度在 15%以上;
增持:预期未来 6-12 个月内上涨幅度在 5%-15%;
中性:预期未来 6-12 个月内变动幅度在 -5%-5%;
减持:预期未来 6-12 个月内下跌幅度在 5%以上。 |
行业投资评级的说明: |
买入:预期未来 3-6 个月内该行业上涨幅度超过大盘在 15%以上;增持:预期未来 3-6 个月内该行业上涨幅度超过大盘在 5%-15%;中性:预期未来 3-6 个月内该行业变动幅度相对大盘在 -5%-5%;
减持:预期未来 3-6 个月内该行业下跌幅度超过大盘在 5%以上。 |
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特别声明: |
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