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          新聞資訊 公司動(dòng)態(tài) 行業(yè)熱點(diǎn) 技術(shù)聚焦
          磁性元器件行業(yè)深度報(bào)告:乘新能源之風(fēng),磁性元器件破竹建瓴
          作者:民生證券,方競(jìng)、李萌 來(lái)源: 未來(lái)智庫(kù) 時(shí)間:2023-10-26 瀏覽:Loading... 點(diǎn)贊:0次

          1 磁性材料:應(yīng)用廣泛,新能源催生新需求

          當(dāng)前新能源發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁,而光伏核心部件逆變器和新能源車(chē)的 OBC、DCDC 等部位須通過(guò)大量的磁性元件實(shí)現(xiàn)功能,磁性元件這一存在近兩百年的古老元 件煥發(fā)出新的生機(jī)。磁性元件包括電感及變壓器,繞組及磁芯為其上游,共同構(gòu)成 磁性元件主體,其中繞組一般為銅制漆包線,磁芯一般由磁粉芯/鐵氧體/非晶納米 晶一類軟磁材料制成。本報(bào)告將重點(diǎn)關(guān)注磁性元件及其上游軟磁材料,以及下游新 能源應(yīng)用的情況。

          磁性材料是由元素鐵 Fe、鈷 Co、鎳 Ni 及其合金等鐵磁性物質(zhì)或亞鐵磁性物 質(zhì)組成,是一種古老而用途十分廣泛的功能材料。磁性材料按使用分為軟磁材料、 永磁材料和功能磁性材料。功能磁性材料主要有磁致伸縮材料、磁記錄材料、磁電 阻材料、磁泡材料、磁光材料,旋磁材料以及磁性薄膜材料等,反映磁性材料基本 磁性能的有磁化曲線、磁滯回線和磁損耗等。

          磁性材料廣泛的應(yīng)用于工業(yè)及生活中,作為基礎(chǔ)材料應(yīng)用于電機(jī)、變壓器鐵芯、 電磁鐵、發(fā)電機(jī)、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器和磁選機(jī)等領(lǐng)域,這些產(chǎn)品進(jìn)一步應(yīng)用于從電氣 到機(jī)械的功率轉(zhuǎn)換、信號(hào)傳輸、電源適配、磁場(chǎng)屏蔽、模擬和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能 中。根據(jù) Precedence Research 數(shù)據(jù),2021 年全球磁性材料市場(chǎng)規(guī)模為 326.6 億美元,預(yù)計(jì) 2030 年將增長(zhǎng)至 579 億美元,期間 CAGR 達(dá) 6.57%,其中新能 源車(chē)與光伏風(fēng)電領(lǐng)域成為推動(dòng)磁材發(fā)展的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。據(jù)中國(guó)電子元器件工業(yè)協(xié) 會(huì)磁性材料與器件分會(huì)數(shù)據(jù),2021 年中國(guó)永磁材料產(chǎn)量為 76.8 萬(wàn)噸,占國(guó)內(nèi)磁 性材料產(chǎn)量的 68.05%,軟磁材料產(chǎn)量為 36.1 萬(wàn)噸,占 31.99%。

          磁性材料的磁性能衡量指標(biāo)如下:穩(wěn)定性:主要參數(shù)是剩余磁化強(qiáng)度、******磁 能積。值越高表示磁場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng),磁體越能保持自身磁性能??雇舜判裕褐饕獏?shù) 是內(nèi)稟矯頑力。值越高表示抗退磁能力越強(qiáng),使用效率值越高??箿匦裕褐饕獏?shù)是內(nèi)稟矯頑力、最高工作溫度、居里溫度。值越高表示抗溫性能越好,磁材性能越 穩(wěn)定。

          1.1 永磁材料:各類電機(jī)應(yīng)用催生需求

          永磁材料通常具有較高的矯頑力,其矯頑力 Hc 一般不小于 10 4 /m,一經(jīng)磁 化并擁有較高的磁能積,在受到外界的磁場(chǎng)、溫度以及振動(dòng)等干擾時(shí),具有較高的 保持磁性的穩(wěn)定度。

          衡量永磁材料產(chǎn)品性能的指標(biāo)主要有:矯頑力(Hc):分為磁感矯頑力(Hcb) 和內(nèi)稟矯頑力(Hcj)。Hc 值越大,電機(jī)的抗退磁能力越強(qiáng),過(guò)載倍數(shù)越大,對(duì)強(qiáng) 退磁動(dòng)態(tài)工作環(huán)境的適應(yīng)能力越強(qiáng)。******磁能積(BH)max:永磁材料向外磁路 提供的磁場(chǎng)能量的******值。磁能積(BH)為在永磁體任何退磁曲線的任何點(diǎn)的磁 感應(yīng)密度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的乘積,在退磁曲線上得到的 BH ******值為 BHmax。BHmax 越大,預(yù)示著該種永磁材料對(duì)外磁路能提供的磁場(chǎng)能量越大,即在相同功率情況下 電機(jī)中使用的永磁材料越少。剩磁感應(yīng)強(qiáng)度(Br):永磁材料在外磁場(chǎng)中充磁到飽 和后,當(dāng)外磁場(chǎng)為零時(shí),永磁材料所具有的磁感應(yīng)強(qiáng)度值,指標(biāo)大小直接關(guān)系著電 機(jī)中氣隙磁密的高低。最高工作溫度(Tm):磁鐵最高使用溫度取決于磁體本身的 磁性能和工作點(diǎn)的選取,磁體所處工作點(diǎn)可用磁體的導(dǎo)磁系數(shù)來(lái)表示。對(duì)同一磁體 而言,磁路的導(dǎo)磁系數(shù)越高(即磁路越閉合),磁鐵的最高使用溫度就越高,磁鐵 的性能就越穩(wěn)定。

          金屬永磁材料:以鐵和鐵族元素(如鎳、鈷等)為重要組成元素的合金型永磁材 料,主要有鋁鎳鈷(AlNiCo)系和鐵鉻鈷(FeCrCo)系兩大類永磁合金。鋁鎳鈷系永 磁合金以鐵、鎳、鋁元素為主要成分,并且包含銅、鈷、鈦等元素,具有高剩磁感 應(yīng)強(qiáng)度和低溫度系數(shù),磁性穩(wěn)定。鐵鉻鈷系永磁合金以鐵、鉻、鈷元素為主要成分, 還含有鉬和少量的鈦、硅元素。其加工性能好,可進(jìn)行冷熱塑性變形,磁性類似于 鋁鎳鈷系永磁合金,并可通過(guò)塑性變形和熱處理提高磁性能。用于制造各種截面小、 形狀復(fù)雜的小型磁體元件。

          稀土永磁材料:是******磁能積最高的一大類永磁材料,是指以稀土金屬元素與 過(guò)渡族金屬所形成的金屬間化合物為基礎(chǔ)的永磁材料。稀土永磁至今已發(fā)展到第 四代。第一代和第二代為釤鈷永磁,第三代為釹鐵硼合金,是目前應(yīng)用最廣的稀土 永磁,其剩磁、矯頑力和******磁能積比前者高,不易碎,有較好的機(jī)械性能,合金 密度低,有利于磁性元件的輕型化、薄型化、小型和超小型化,在各類稀土永磁材料中產(chǎn)量最高,廣泛應(yīng)用于電機(jī)、醫(yī)療器械、玩具、包裝、五金機(jī)械、航天航空等 領(lǐng)域。第四代為稀土鐵氮(碳)系永磁材料,目前尚未進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)階段。

          鐵氧體永磁材料:以三氧化二鐵為主要組成元素的復(fù)合氧化物強(qiáng)磁材料(狹義) 和磁有序材料如反鐵磁材料(廣義)。其特點(diǎn)是電阻率高,特別有利于在高頻和微波 應(yīng)用。鐵氧體永磁材料的制備方法有很多,其中主要包括陶瓷法、化學(xué)共沉淀法、 溶膠凝膠法、水熱合成法等幾種方法。永磁鐵氧體產(chǎn)品以各類永磁電機(jī)磁瓦為主要 品種,其終端應(yīng)用包括電動(dòng)工具、變頻家電、小家電以及汽車(chē)等。

          1.2 軟磁材料:助力新能源磁性元器件成長(zhǎng)

          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,其 主要功能是導(dǎo)磁、電磁能量的轉(zhuǎn)換與傳輸,廣泛用于各種電能變換設(shè)備中。軟磁材 料主要包括金屬軟磁材料、軟磁鐵氧體材料以及非晶、納米晶軟磁材料等,應(yīng)用最 多的軟磁材料是鐵硅合金(硅鋼片)以及各種軟磁鐵氧體等。由軟磁材料制成的磁 芯是磁性元器件的核心部件。

          軟磁材料的發(fā)展基本可以分為四個(gè)主要階段:傳統(tǒng)金屬軟磁--軟磁鐵氧體--非 晶、納米晶軟磁--磁粉芯。金屬軟磁是第一代軟磁材料,可以追溯到 19 世紀(jì)末, 電機(jī)和電訊的興起使得低碳鋼被應(yīng)用于制造電機(jī)、變壓器和電感線圈,20 世紀(jì)初 以硅鋼為代表的軟磁金屬材料得到了迅速發(fā)展。相比最早的低碳鋼,硅鋼提高了變 壓器效率,降低了損耗,直到現(xiàn)在仍在電力工業(yè)用軟磁中位居首位。20 年代無(wú)線 電技術(shù)的興起促進(jìn)了高導(dǎo)磁材料坡莫合金的發(fā)展。 20 世紀(jì) 30 年代,出現(xiàn)了第二代軟磁材料軟磁鐵氧體,并在 20 世紀(jì) 50-80 年代經(jīng)歷了黃金發(fā)展期,軟磁鐵氧體材料電阻率高,在頻率較高的場(chǎng)合得到廣泛應(yīng) 用。非晶軟磁材料的研究開(kāi)發(fā)始于 20 世紀(jì) 60-70 年代,其飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高于 軟磁鐵氧體材料,電阻率遠(yuǎn)高于金屬軟磁材料,作為第三代軟磁材料展現(xiàn)出優(yōu)異的 綜合性能,但由于其特殊的層間結(jié)構(gòu),很難被加工成各種形狀復(fù)雜的磁芯。粉末冶 金技術(shù)催生了第四代軟磁材料磁粉芯,也被稱為軟磁復(fù)合材料,其結(jié)合了金屬和軟 磁鐵氧體材料的優(yōu)勢(shì),更能滿足當(dāng)前電力電子器件小型化、集成化的要求可壓制成 環(huán)形、E 型、U 型等各種復(fù)雜形狀,實(shí)現(xiàn)元器件一體化生產(chǎn)。因此磁粉芯已成為發(fā) 展與應(yīng)用增長(zhǎng)速度最快的磁性材料。

          1.2.1 金屬軟磁材料

          金屬軟磁材包括工業(yè)純鐵、鐵硅、鐵鋁合金、硅鋁合金、坡莫合金、非晶合金、 鉬坡莫合金等金屬軟磁合金及對(duì)應(yīng)合金粉末制成的金屬軟磁粉芯。 金屬磁粉芯是由鐵磁性粉粒和絕緣材料以一定的比例混合、壓制、燒結(jié)而成的 軟磁材料。具有良好的隔絕功能和良好的工作狀態(tài)和性能。依據(jù)不同的磁性粉料材 料,分為鐵粉芯、高磁通磁粉芯、鐵硅鋁磁粉芯、鐵鎳鉬磁粉芯等。金屬磁粉芯被 廣泛應(yīng)用于光伏逆變器、UPS 電源、變頻家電及新能源車(chē)中。 鐵粉芯。鐵粉芯由碳基鐵磁粉、樹(shù)脂碳基鐵磁粉等構(gòu)成。在價(jià)格上具有一定的 優(yōu)勢(shì),性價(jià)比較高。鐵粉芯被廣泛地用于開(kāi)關(guān)電源輸出電感、在線噪聲濾波器、PFC 電感、擾流圈、EMI/RFI 用途,終端領(lǐng)域廣泛地應(yīng)用于通信、電子、儀器儀表、家 電中。

          鐵硅鋁磁粉芯。鐵硅鋁磁粉芯是一種改進(jìn)型的鐵硅鋁材料,由 85%鐵、9%硅、 6%鋁合金粉組成,具有好的溫升效果,能夠保證工作穩(wěn)定和高效。 高磁通磁粉芯。高磁通磁粉芯由 50%的鎳和 50%的鐵合金粉末所組成。主要 應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源調(diào)制電感器、線路噪音濾波器、脈沖變壓器和回掃變壓器磁芯。 鐵鎳鉬磁粉芯。具有良好的溫升效果,能夠保證工作進(jìn)程中的穩(wěn)定和高效。主 要應(yīng)用于汽車(chē)、醫(yī)療設(shè)備、測(cè)試儀器等高附加價(jià)值的電子產(chǎn)品。 金屬磁粉芯結(jié)合了金屬和軟磁鐵氧體材料的優(yōu)勢(shì),具有較高的電阻率,能夠有 效降低渦流損耗,且比軟磁鐵氧體具有更高的飽和磁化強(qiáng)度,同時(shí)可加工成復(fù)雜的 幾何形狀。金屬磁粉芯是當(dāng)今廣泛應(yīng)用的綜合性能最好的軟磁材料之一,也是當(dāng)前 發(fā)展速度最快的磁性材料。根據(jù)觀研天下數(shù)據(jù),預(yù)計(jì)全球金屬軟磁粉芯市場(chǎng)規(guī)模將 由 2021 年的 36.1 億元增長(zhǎng)至 2025 年的 75.2 億元,期間 CAGR 達(dá) 20.14%。 總需求量將由 2021 年的 10.3 萬(wàn)噸增長(zhǎng)至 2025 年的 20.1 萬(wàn)噸,期間 CAGR 達(dá) 18.19%。

          制備磁粉芯的前道工序包括金屬熔煉-噴粉-篩選-配比-絕緣-壓制,其中制粉、 配比、絕緣均為核心環(huán)節(jié)。制粉階段決定了粉末的質(zhì)量及良率,高良率可以降低整 體成本;配比階段體現(xiàn)了滿足下游產(chǎn)品定制化能力,配比方案足夠多時(shí)可以通過(guò)近 似方案的改良來(lái)迅速滿足客戶需求;絕緣階段則直接影響磁芯的功耗特性,好的絕 緣技術(shù)使得磁芯功耗較低。云路股份在制粉階段良品率高,技術(shù)實(shí)力強(qiáng);鉑科新材 在配比方面積累方案較多,在產(chǎn)品定制化方面具備顯著優(yōu)勢(shì),同時(shí)絕緣技術(shù)好,產(chǎn) 品功耗較低;東睦科達(dá)的磁粉芯產(chǎn)品也具備較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

          硅鋼及合金

          硅鋼是含硅量在 3%左右、其他成分主要是鐵的硅鐵合金,具有高磁導(dǎo)率、低 鐵損值的優(yōu)良磁性,鐵芯損耗低,磁感應(yīng)強(qiáng)度高,沖片性良好,鋼板表面質(zhì)量好, 絕緣薄膜性能好等優(yōu)點(diǎn)。由于硅鋼電阻率較低,在高頻下會(huì)產(chǎn)生較大的渦流損耗, 高頻損耗較大,隨著軟磁材料下游應(yīng)用頻率的提高,硅鋼逐步受到限制,目前主要 用于各種工業(yè)用電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和變壓器等低頻應(yīng)用場(chǎng)景,在配電變壓器市場(chǎng)中依 然占據(jù)統(tǒng)治地位。 硅鋼按 Si 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分為 Si<0.5%的電工鋼和 Si 含量在 0.5~4.5%的硅鋼兩 類。按生產(chǎn)方式可分為熱軋和冷軋。冷軋硅鋼又根據(jù)內(nèi)部晶粒朝向分為取向硅鋼和 無(wú)取向硅鋼。相比取向硅鋼,冷軋無(wú)取向硅鋼晶??棙?gòu)類型較為漫散,各個(gè)方向上 具有較為均勻的磁性能,而且磁各向異性較低,主要用作各類型電機(jī)和發(fā)電機(jī)的鐵 芯疊片。

          在產(chǎn)量上面,2016-2021 年,中國(guó)硅鋼產(chǎn)量保持持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),從 2016 年 的產(chǎn)量 1010 萬(wàn)噸升至 2021 年末 1318.3 萬(wàn)噸,2021 年增速高達(dá) 17.90%,達(dá)到 近 6 年增速新高。2021 年,中國(guó)非取向硅鋼的進(jìn)出口量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于取向硅鋼的進(jìn)出 口量。

          1.2.2 軟磁鐵氧體材料

          軟磁鐵氧體是以23為主成分的亞鐵磁性氧化物,主要包括錳鋅系軟磁鐵氧 體、鎳鋅系軟磁鐵氧體,鋇鋅系軟磁鐵氧體、鎂鋅系軟磁鐵氧體。其中,我國(guó)軟磁 鐵氧體最主要的是錳鋅鐵氧體和鎳鋅鐵氧體,分別占總產(chǎn)量的比重為 70%和10%; 鎂鋅鐵氧體占比 8%,鋰鋅鐵氧體占比為 6%。從應(yīng)用角度講,軟磁鐵氧體材料又 可分為高磁導(dǎo)率(μi)、高頻低功耗(又稱功率鐵氧體)和抗電磁干擾的(EMI) 等。由于軟磁鐵氧體在高頻下具有高磁導(dǎo)率、高電阻率、低損耗等特點(diǎn),并且批量 生產(chǎn)容易、性能穩(wěn)定、機(jī)械加工性能高,可利用模具制成各種形狀的磁芯,同時(shí)成 本較低,廣泛應(yīng)用于通信、傳感、音像設(shè)備、開(kāi)關(guān)電源和磁頭工業(yè)等方面。

          錳鋅系(Mn-Zn)軟磁鐵氧體主要分功率鐵氧體和高磁導(dǎo)率鐵氧體兩類。功率鐵氧體的主要特征是在高頻(幾百千赫)高磁感應(yīng)(幾千高斯)的條件下,仍舊 保持很低的功耗,而且其功耗隨磁芯的溫度升高而下降,在 80℃左右達(dá)到最低點(diǎn), 可以形成良性循環(huán)。功率鐵氧體的主要用途是以各種開(kāi)關(guān)電源變壓器和彩電回掃 變壓器為代表的功率型電感器件,用途十分廣泛,是目前產(chǎn)量******的軟磁鐵氧體。 高磁導(dǎo)率通常指初始磁導(dǎo)率(μi)大于 5000 的 Mn-Zn 鐵氧體材料。高磁導(dǎo)率鐵 氧體可以使磁芯體積縮小,適應(yīng)元器件向小型化、輕量化方向發(fā)展的需要。高磁導(dǎo) 率鐵氧體的主要用途是做通訊設(shè)備、測(cè)控儀器、家用電器及新型節(jié)能燈具中的寬頻 帶變壓器、微型低頻變壓器、小型環(huán)行脈沖變壓器和微型電感元件等更新?lián)Q代的電 子產(chǎn)品。 鎳鋅系(Ni-Zn)軟磁鐵氧體材料是另一種產(chǎn)量大、應(yīng)用廣泛的高頻軟磁材料。 當(dāng)應(yīng)用頻率在 1MHz 以下時(shí)其性能不如錳鋅系鐵氧體,而在 1MHz 以上時(shí),由于 它具有多孔性及高電阻率,其性能大大優(yōu)于錳鋅系鐵氧體,非常適宜在高頻中使用。 鎳鋅系軟磁鐵氧體材料做成的鐵氧體寬頻帶器件具有使用頻率很寬的特點(diǎn),其下 限頻率可做到幾千赫茲,上限頻率可達(dá)幾千兆赫茲,大大擴(kuò)展了軟磁材料的頻率使 用范圍。由于它們具有頻帶寬、體積小、重量輕等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用在雷達(dá)、電視、 通訊等領(lǐng)域。

          從市場(chǎng)來(lái)看,軟磁鐵氧體材料的下游主要為磁芯生產(chǎn)廠商,磁芯主要被用來(lái) 加工電源電路中不同型號(hào)的電子變壓器、電感的等電子磁性元件。從終端應(yīng)用角度 來(lái)看,軟磁鐵氧體材料被應(yīng)用在家電、通訊、電腦及周邊、汽車(chē)電子、照明等領(lǐng)域。

          隨著新能源汽車(chē)銷(xiāo)量的提升,軟磁鐵氧體材料的需求有望穩(wěn)步提升。從終端 產(chǎn)品應(yīng)用的占比來(lái)看,軟磁鐵氧體主要用于通訊、家電及新能源、汽車(chē)電子等領(lǐng)域。其中汽車(chē)電子的占比有望進(jìn)一步提高。軟磁鐵氧體材料被大量應(yīng)用于 OBC 設(shè)備、 EV 充電設(shè)備、HEV 動(dòng)力系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換、DC-DC 變換器、BMS(電池管理系統(tǒng))、 PDU(電源分配單元)等。

          軟磁鐵氧體行業(yè)產(chǎn)銷(xiāo)形式良好,市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。目前軟磁鐵氧體材 料生產(chǎn)主要集中在日本和中國(guó),根據(jù)中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2014-2020 年 我國(guó)軟磁鐵氧體產(chǎn)量總體穩(wěn)定,2020 年我國(guó)軟磁鐵氧體生產(chǎn)接近 21 萬(wàn)噸,占全 球總量的 60%。根據(jù)磁性材料行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2021 年我國(guó)軟磁鐵氧體全年銷(xiāo)量 30 萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng) 3.5%。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計(jì),2025 年軟磁鐵氧體市場(chǎng)規(guī) 模有望達(dá)到 149 億元。

          軟磁鐵氧體主要“玩家”包括 TDK、橫店?yáng)|磁、天通股份、美磁等,日本作 為軟磁鐵氧體技術(shù)的領(lǐng)跑者,具有一定的高端優(yōu)勢(shì)。我國(guó)軟磁材料產(chǎn)能產(chǎn)量占比雖 高,但生產(chǎn)廠商眾多且規(guī)模較小,總體呈現(xiàn)“小而散”的格局,產(chǎn)品也大多集中在 中低端領(lǐng)域。隨著橫店?yáng)|磁、天通股份的擴(kuò)產(chǎn),以及龍磁科技及中鋼天源的入局,國(guó)內(nèi)軟磁鐵氧體行業(yè)有望乘新能源之風(fēng)進(jìn)入快速發(fā)展階段。

          1.2.3 非晶及納米晶軟磁材料

          非晶及納米晶材料是一種特殊的金屬軟磁材料,具有獨(dú)特的原子排列結(jié)構(gòu)。通 常情況下,金屬及合金在從液體凝固成固體(例如煉鋼后的鋼水凝固成鋼錠)時(shí), 原子總是從液體的混亂排列轉(zhuǎn)變成整齊的排列,即成為晶體。但如果金屬或合金的 凝固速度非常快,原子來(lái)不及整齊排列便被凍結(jié)住了,最終的原子排列方式混亂, 類似于液體,非晶合金多項(xiàng)軟磁性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)硅鋼片材料及晶體磁性材料。

          非晶合金具有許多獨(dú)特的性能,如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高強(qiáng)度硬度 及韌性、高磁導(dǎo)率、低矯頑力、高電阻率以及極易完成磁化和去磁過(guò)程。由于性能 優(yōu)異,非晶材料從 80 年代開(kāi)始成為國(guó)內(nèi)外科學(xué)界研究重點(diǎn),目前美、日、德已經(jīng) 具備完善的生產(chǎn)規(guī)模,大量的非晶合金產(chǎn)品逐漸取代硅鋼、鐵氧體等。

          非晶合金種類主要包含鐵基、鐵鎳基、鈷基非晶合金以及鐵基納米晶合金。其 中鐵基非晶合金廣泛應(yīng)用于節(jié)能配電變壓器;鐵鎳基非晶合金在能量損耗和機(jī)械 強(qiáng)度方面更加優(yōu)越,應(yīng)用于漏電開(kāi)關(guān)、磁屏蔽等,鈷基非晶合金在非晶合金中具有 最高的磁導(dǎo)率,且具有優(yōu)異的耐磨性和耐蝕性,應(yīng)用于要求嚴(yán)格的軍工電源中的變 壓器、電感等,可替代坡莫合金、鐵氧體等;鐵基納米晶合金為目前綜合性能最優(yōu) 的軟磁材料,廣泛應(yīng)用于大功率電源開(kāi)關(guān)、逆變電源、高頻變壓器、共模電感等領(lǐng) 域,可替代鐵氧體。 非晶合金薄帶是非晶合金的主要制品。制造工藝是采用急速冷卻技術(shù)將合金 熔液以每秒百萬(wàn)度的速度快速冷卻,最終得到厚度約 0.03mm 的非晶合金薄帶。 非晶合金薄帶的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榕潆娮儔浩黝I(lǐng)域。非晶鐵心是非晶合金薄帶經(jīng)過(guò) 剪切、成型、熱處理等工藝而制作的產(chǎn)品,是非晶變壓器的核心部件。

          未來(lái)非晶合金材料發(fā)展前景廣闊。非晶合金材料具有突出的節(jié)能環(huán)保特性, 是“制造節(jié)能、使用節(jié)能、回收節(jié)能”的全生命周期可循環(huán)綠色材料。配電變壓器按照鐵心材質(zhì)類型可以分為非晶變壓器和硅鋼變壓器。目前全球范圍內(nèi)電網(wǎng)配電變 壓器的應(yīng)用仍以硅鋼變壓器為主。但是相較于傳統(tǒng)材料硅鋼,非晶合金的低矯頑力、 高磁導(dǎo)率、高電阻率等特性使得材料更易于磁化和退磁,可顯著降低電磁轉(zhuǎn)換損耗, 以非晶合金為鐵芯的配電變壓器鐵損僅為硅鋼片的 1/5—1/10。我國(guó)約 30%— 60% 電網(wǎng)損耗來(lái)自變壓器,即使只替代現(xiàn)有變壓器的 15%,其節(jié)電可達(dá) 90 億度/ 年、CO2 減排 800 萬(wàn)噸/年。在面對(duì)氣候變化挑戰(zhàn)、減少碳排放、盡早實(shí)現(xiàn)“碳中 和”的大背景下,非晶變壓器的占比有望進(jìn)一步提升。 非晶帶材產(chǎn)能及市場(chǎng)規(guī)模近六年增速顯著。2021 年,中國(guó)非晶帶材產(chǎn)量約 10.3 萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng) 6%,2015-2021 年 CAGR 為 12.9%;中國(guó)非晶帶材市場(chǎng)規(guī) 模在 2021 年達(dá) 14.5 億元左右,2015-2021 年 CAGR 為 10.42%。

          納米晶合金是在非晶態(tài)的基礎(chǔ)上,通過(guò)特殊的熱處理,讓它形成晶核并長(zhǎng)大, 但控制晶粒大小在納米級(jí)別,不形成完全的晶體,這時(shí)形成的結(jié)構(gòu)就是納米晶,實(shí) 際上是非晶和納米晶的混合結(jié)構(gòu)。與非晶材料相比,納米晶合金表現(xiàn)出更佳的強(qiáng)度、 硬度,更良好的韌性,更小的彈性模量和延展性等特點(diǎn)。 納米晶超薄帶產(chǎn)品是制造電感、電子變壓器、互感器、傳感器、無(wú)線充電模塊 等磁性器件的優(yōu)良材料,主要應(yīng)用于消費(fèi)電子、新能源發(fā)電、新能源汽車(chē)、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(shì)的要求,目前已在智能手機(jī)無(wú)線充電模塊、新能源汽車(chē)等產(chǎn)品端實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng) 用。與軟磁鐵氧體材料、非晶軟磁材料等材料相比,納米晶超薄帶因其高飽和磁度、 低矯頑力、高初始磁導(dǎo)率等材料特性可以縮小磁性器件體積、降低磁性器件損耗, 屬于新型磁性材料,綜合磁性性能更為優(yōu)異。

          下游新興行業(yè)旺盛需求帶動(dòng)納米晶材料發(fā)展。隨著下游電力電子領(lǐng)域科技水 平的不斷提升以及綠色低碳發(fā)展理念的持續(xù)推廣,新能源汽車(chē)、新能源發(fā)電等新興 行業(yè)逐漸興起,對(duì)于承擔(dān)電能轉(zhuǎn)換功能的磁性器件的重量、體積、傳輸效率等方面 均提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求,納米晶材料市場(chǎng)前景廣闊。 納米晶材料市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)高速增長(zhǎng)。根據(jù)觀研天下數(shù)據(jù)顯示,2020 年全 球納米晶需求量 2.78 萬(wàn)噸,市場(chǎng)規(guī)模為 12.51 億元;預(yù)計(jì) 2025 年全球納米晶需 求量達(dá) 7.4 萬(wàn)噸,市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到 33.29 億元,2020-2025 年間年復(fù)合增長(zhǎng)率 為 23.4%。 納米晶材料行業(yè)集中度較高,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。日本日立金屬作為全球納米晶 材料行業(yè)巨頭,專注于汽車(chē)、電子、建筑、機(jī)械等領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和銷(xiāo)售, 于 1988 年率先完成納米晶合金材料的研發(fā),占據(jù)全球納米晶材料市場(chǎng)近 50.0% 的份額。青島云路新材、浙江兆晶電氣、北京安泰科技為我國(guó)納米晶材料龍頭企業(yè), 在技術(shù)創(chuàng)新帶動(dòng)下,我國(guó)龍頭企業(yè)的納米晶材料制備工藝已經(jīng)達(dá)到全球先進(jìn)水平。

          1.2.4 軟磁材料發(fā)展與展望

          軟磁磁材上游屬于大宗商品,以金屬磁粉芯為例有 4 種核心金屬:鐵鋁硅鎳。 光伏方面主要使用鐵、鋁、硅,汽車(chē)及高端 5g 通信領(lǐng)域則會(huì)用到鎳合金。金屬磁 粉芯制作工藝復(fù)雜,技術(shù)含量較高,擁有較高的毛利率,以光伏應(yīng)用為例,當(dāng)前鐵 硅鋁+磷酸鹽絕緣劑等原料成本占磁粉芯價(jià)值量不超過(guò) 50%,磁粉芯整體毛利率 能夠達(dá)到 45%-60%。 21 年大宗商品價(jià)格高企,以軟磁材料上游原料鐵及磁性元器件繞組上游銅價(jià) 格為例,銅由 20 年 3 月的低點(diǎn) 36570 元/噸漲至 21 年 5 月高點(diǎn) 76110 元/噸, 鐵礦石價(jià)格由 20 年 2 月的低點(diǎn) 645 元/噸漲至 21 年 5 月高點(diǎn) 1573 元/噸。上游 原材料的漲價(jià)給磁材企業(yè)及磁性元器件廠商帶來(lái)成本壓力,同時(shí)價(jià)格向下游客戶 傳導(dǎo)存在滯后,導(dǎo)致行業(yè)整體毛利率出現(xiàn)明顯下滑。22 年上半年俄烏沖突導(dǎo)致全球能源價(jià)格大漲,銅和鐵礦石階段性走強(qiáng)。隨著后續(xù)大宗商品價(jià)格的回落企穩(wěn),下 半年市場(chǎng)上銅呈現(xiàn)供應(yīng)少量過(guò)剩的局面,銅價(jià)和鐵價(jià)出現(xiàn)下行趨勢(shì),行業(yè)成本端壓 力得到一定緩解。

          磁粉芯、非晶納米晶、鐵氧體三種軟磁材料在應(yīng)用領(lǐng)域互有交叉,小范圍內(nèi)存 在互相替代,但短期內(nèi)彼此無(wú)法完全替代。以磁粉芯為例,光伏行業(yè)在 15 年前大 多采用非晶納米晶磁芯作為電感,隨著分布式光伏的普及,居民樓開(kāi)始大量鋪設(shè)光 伏機(jī)臺(tái),此時(shí)非晶納米晶產(chǎn)生的噪音會(huì)對(duì)居民產(chǎn)生影響,金屬磁粉芯便開(kāi)始逐步取 代非晶納米晶,在光伏領(lǐng)域成為主導(dǎo),當(dāng)前鐵硅磁粉芯已成為逆變器中 Boost 升 壓電感和大功率交流逆變電感的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。 三種軟磁材料當(dāng)前呈三足鼎立態(tài)勢(shì),粉芯材料在 10k-60kHz 領(lǐng)域有極大的市 場(chǎng),該范圍內(nèi)盡管鐵氧體自身成本較低,但鐵氧體的大體積會(huì)對(duì)整機(jī)造成影響,抬 高整體成本。一旦突破 60kHz 則需采用高端鐵鎳合金粉芯甚至價(jià)格更高的鐵鎳鉬 合金粉芯,此時(shí)鐵氧體比磁粉芯更具有成本優(yōu)勢(shì)。而一旦超過(guò) 150kHz 磁粉芯會(huì) 發(fā)熱嚴(yán)重,此時(shí)則需采用鐵氧體或非晶納米晶才能使元器件正常發(fā)揮功能。 當(dāng)前逆變器中 IGBT 及 MOS 管在往大功率方向發(fā)展,頻率也在逐漸升高,總 體呈現(xiàn)鐵氧體和非晶納米晶對(duì)磁粉芯緩慢替代的過(guò)程,但當(dāng)前頻率大部分處于 40kHz 以下,替代需要較長(zhǎng)的過(guò)程,短期內(nèi)磁粉芯需求仍舊較旺盛。

          2 電磁轉(zhuǎn)換重要載體,磁性元器件為電源電路之基

          磁性元件通常由繞組和磁芯構(gòu)成,它以法拉第電磁感應(yīng)定律為原理實(shí)現(xiàn)電能 和磁能相互轉(zhuǎn)換,是儲(chǔ)能、能量轉(zhuǎn)換及電氣隔離所必備的電力電子器件。磁性元器 件是電力電子技術(shù)最重要的組成部分之一,幾乎所有電源電路中都離不開(kāi)磁性元 件。

          磁性元件可分為變壓器和電感兩大類。變壓器是指利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電 能變換或把電能從一個(gè)電路傳遞到另一個(gè)電路的靜止電磁裝置。按照用途可以將 變壓器分為電子變壓器、電力變壓器等。電子變壓器一般指的是輸入為高電壓(例 如 220 伏),輸出為低電壓(例如幾伏到幾十伏),功率范圍一般為幾瓦到幾十千 瓦之間的變壓器,具有性能穩(wěn)定、體積小、效率高等優(yōu)點(diǎn)。電子變壓器在電子設(shè)備 中占有重要地位,尤其是在電源設(shè)備中,交流電壓和直流電壓幾乎都要經(jīng)過(guò)變壓器 變換、整流取得。電子變壓器按照用途通常又分為:電源變壓器、開(kāi)關(guān)電源變壓器、 音頻變壓器、脈沖變壓器、特種變壓器等。

          變壓器的基本結(jié)構(gòu)部件是鐵心(磁芯)和繞組,由他們組成變壓器的器身。鐵 心既作為變壓器的磁路,又作為變壓器的機(jī)械骨架,由軟磁材料制成,根據(jù)用途不 同可采用磁粉芯、鐵氧體或硅鋼片等材質(zhì)。繞組是變壓器的電路部分,用來(lái)傳輸電 能,一般分為高壓繞組和低壓繞組,由絕緣的銅線繞制而成,高壓繞組的匝數(shù)多、 導(dǎo)線橫截面小,低壓繞組匝數(shù)少、導(dǎo)線橫截面大。為了改善散熱條件,大、中容量 變壓器的器身浸入盛滿變壓器油的封閉油箱中,各繞組與外電路的連接則經(jīng)絕緣 套管引出。為了使變壓器安全可靠地運(yùn)行,還設(shè)有儲(chǔ)油柜、氣體繼電器和安全氣道 等附件。 2020 年疫情催生了人們對(duì)電子產(chǎn)品及家用電器的需求,光伏、風(fēng)電及新能源 的迅速發(fā)展給變壓器帶來(lái)了新的增量市場(chǎng)。據(jù)中國(guó)電子元件協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),2020 年全 球變壓器市場(chǎng)規(guī)模約為 615.8 億元,2021 年為 668.4 億元,同比增長(zhǎng) 8.5%,至 2025 年將達(dá) 786.8 億元,2020-2025 年年復(fù)合增長(zhǎng)率為 5%。

          根據(jù)中國(guó)電子元件協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),21 年全球電子變壓器制造商主要集中于中國(guó)大 陸(47%)、中國(guó)臺(tái)灣(18%)、日本(14%),主要廠商包括勝美達(dá)、普思、臺(tái)達(dá)、 京泉華、可立克、伊戈?duì)柕?。下游方面,照明?4%)、家用電器(15%)、通訊設(shè) 備(14%)等傳統(tǒng)領(lǐng)域依然為變壓器下游的主要應(yīng)用領(lǐng)域,近年來(lái) 5g 通訊、風(fēng)電 光伏、儲(chǔ)能、新能源車(chē)的快速發(fā)展給變壓器帶來(lái)了新的增量,預(yù)計(jì)未來(lái)新興領(lǐng)域變 壓器市場(chǎng)份額將快速提升。

          電感器是一種儲(chǔ)能元件,利用電磁感應(yīng)原理,將電能轉(zhuǎn)化為磁能而存儲(chǔ)起來(lái)。 其結(jié)構(gòu)類似于變壓器,但一般只有一個(gè)繞組。電感器的主要功能是篩選信號(hào)、過(guò)濾 噪聲、穩(wěn)定電流及抑制電磁波干擾等,一般由骨架、繞組、屏蔽罩、封裝材料、磁 芯等組成。

          當(dāng)交流電通過(guò)電感時(shí),電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)將其他的繞線切割,從而產(chǎn)生反向電壓 并阻礙電流變化,在電流突然增加時(shí)阻礙電流的趨勢(shì)尤其明顯。反之當(dāng)電流減少時(shí), 則向電流增加的方向產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),阻礙電流減小的趨勢(shì)。電感的這種特性使得電路 中電流通過(guò)更加平滑,減弱開(kāi)關(guān)瞬間電流的急劇變化,可與電容、電阻等元件組合, 對(duì)電路形成一定保護(hù)作用。 當(dāng)直流電通過(guò)電感時(shí),因其電流不發(fā)生變化,不產(chǎn)生反向電壓,也沒(méi)有發(fā)生短 路的風(fēng)險(xiǎn),因此電感成為“通直流、阻交流”的元器件。

          電感器可分為插裝式電感器和片式電感器兩大類。插裝式電感器具有成本低、 可靠性好、Q 值高、感量精度高、系列化等優(yōu)點(diǎn),但是其固有的體積大而難以小型 化,且生產(chǎn)自動(dòng)化程度不高難以大規(guī)模生產(chǎn)。插裝式電感多應(yīng)用于大電壓大電流的 場(chǎng)景,單價(jià)較高,但該領(lǐng)域行業(yè)集中度低,大小生產(chǎn)廠家諸多,且過(guò)去處于存量市 場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),導(dǎo)致毛利率偏低。新能源的發(fā)展帶來(lái)了大量高電壓場(chǎng)景下的逆變、升降壓 等需求,京泉華、可立克、伊戈?duì)?、麥捷科技等頭部企業(yè)抓住新能源的機(jī)遇,產(chǎn)品 已切入逆變器及主機(jī)廠大客戶。 片式電感器具有體積小、重量輕、可靠性高、適應(yīng)于 SMT 安裝等優(yōu)點(diǎn),主要 應(yīng)用于要求“輕、薄、短、小”的領(lǐng)域。片式電感按結(jié)構(gòu)的不同可分為繞線性、疊 層型、薄膜型。繞線型的特點(diǎn)是 Q 值高,濾波器帶通的衰減特性較好,同時(shí) Rdc 低,適用于大電流流過(guò)的扼流電路中。薄膜型的特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)對(duì)線圈模型的細(xì)微加 工,在實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí)具備較高的 Q 值特性,且 L 值的偏差較小,能實(shí)現(xiàn)較小 L 值的分布響應(yīng)。疊層型構(gòu)造雖有 3 種結(jié)構(gòu)且 Q 值也較低,但由于其 L 值偏差及 規(guī)格、價(jià)格等整體的平衡性較好,因此被廣泛使用于 RF 的匹配電路、共振電路及 扼流電路中。國(guó)產(chǎn)廠商中,順絡(luò)電子為片式電感龍頭企業(yè),市場(chǎng)份額國(guó)內(nèi)第一,全 球前三。

          2019 年全球電感器主要制造商集中在日本(49.7%)、美國(guó)、中國(guó)大陸(16.1%)、 中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)、德國(guó)等地,主要廠商包括村田、TDK、太陽(yáng)誘電、勝美達(dá)、線藝 電子、順絡(luò)電子、奇力新、三星電機(jī)等。下游來(lái)看,移動(dòng)電源(35.5%)為******的應(yīng)用市場(chǎng),同時(shí) 5g、光伏風(fēng)電、電動(dòng)車(chē)等新興領(lǐng)域需求的迅速攀升成為推動(dòng)電感 市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿Α8鶕?jù)中國(guó)電子元件協(xié)會(huì)數(shù)據(jù),2019 年全球電感市場(chǎng)規(guī)模為 529.9 億元,預(yù)計(jì) 2024 年將增長(zhǎng)至 761.5 億元,五年 CAGR 達(dá) 7.5%。

          3 下游新能源增量助力,磁性元件揚(yáng)帆起航

          3.1 光伏產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,逆變器需求大增

          碳中和大概念下,光伏風(fēng)電概念作為重要的能源替代方案組成環(huán)節(jié),近年來(lái)發(fā) 展迅速。國(guó)家能源局印發(fā)的《2022 年能源工作指導(dǎo)意見(jiàn)》提出,要加快能源綠色 低碳轉(zhuǎn)型,將非化石能源占能源消費(fèi)總量比重提高到 17.3%左右,新增電能替代 電量 1800 億千瓦時(shí)左右,風(fēng)電、光伏發(fā)電發(fā)電量占全社會(huì)用電量的比重要達(dá)到 12.2%左右。能源轉(zhuǎn)型的大背景下,磁性元件的發(fā)展也迎來(lái)了更高的要求和更廣闊 的空間。 根據(jù)國(guó)際能源署數(shù)據(jù),2021 年全球光伏新增裝機(jī)容量為 173.5GW,同比增 長(zhǎng) 22%;到 2025 年有望增長(zhǎng)至 273GW,期間 CAGR 達(dá) 11.96%。根據(jù)國(guó)家能 源局?jǐn)?shù)據(jù),2022 年國(guó)內(nèi)光伏新增裝機(jī)容量 87.41GW,同比增長(zhǎng) 60.3%,累計(jì)裝 機(jī)容量達(dá) 392.61GW,同比增長(zhǎng) 28.1%。

          在電路中,將交流電轉(zhuǎn)化為直流電被稱為整流,而逆變顧名思義則反之,是將 交流電轉(zhuǎn)化為直流電。在新能源發(fā)電系統(tǒng)中,光伏組件發(fā)出來(lái)的是直流電,沒(méi)法直 接并入電網(wǎng)或供家庭使用,而此時(shí)逆變器作為整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能的核心部件,其作 用是將電壓較低的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姟F渲腥裟孀兤髦袥](méi)有帶蓄電池,單純負(fù)責(zé) 直流變交流,然后把交流連到電網(wǎng)上,稱之“并網(wǎng)逆變器”;若逆變器中帶有蓄電 池,那么其具備了儲(chǔ)能功能,稱之為“儲(chǔ)能逆變器”。

          逆變器占光伏電站成本約 6%,成本占比較低卻承擔(dān)著核心功能,所以廠商對(duì) 于光伏逆變器的價(jià)格不敏感,愿意以較高的價(jià)格保證逆變器的高性能穩(wěn)定工作。華 為自 2010 年開(kāi)始深耕逆變器行業(yè),其產(chǎn)品價(jià)格偏高但質(zhì)量好性能優(yōu)異,自 2015 年開(kāi)始連續(xù) 7 年出貨量實(shí)現(xiàn)************。陽(yáng)光電源、古瑞瓦特、錦浪科技、上能電 氣、固德威等國(guó)產(chǎn)企業(yè)也在 2020 年位居出貨量前十,中國(guó)企業(yè)逆變器企業(yè)的優(yōu)異 表現(xiàn)也給國(guó)產(chǎn)電感帶來(lái)了無(wú)限的暢想。

          一臺(tái)光伏逆變器中通常有 4 種類型的電感:直流共模電感、升壓電感(變壓 器)、濾波電感、交流共模電感。 共模電感主要起 EMI 濾波的作用,一方面要濾除外界共模電磁對(duì)逆變器的干擾,另一方面又要抑制逆變器本身不向外發(fā)出電磁干擾,避免影響電網(wǎng)和同一電磁 環(huán)境下其他設(shè)備的正常工作。為了提升發(fā)電量,組串式逆變器一般為兩級(jí)結(jié)構(gòu),輸 入電壓范圍較寬,單相為 70-550V,三相為 200-1000V。前級(jí)為 BOOST 升壓, 要配置升壓電感,后級(jí)為逆變電路,要配置濾波電感。升壓電感將輸入的電壓進(jìn)行 升壓處理,使發(fā)出來(lái)的電可以直接并入電網(wǎng)之中,有些變壓器除升壓外還起到隔離 的作用,可以有效濾除 IGBT 功率器件產(chǎn)生的諧波,避免對(duì)電網(wǎng)造成污染。濾波電 感主要起逆變作用,與 IGBT 功率器件配合將直流電轉(zhuǎn)化為交流電的正弦波。 升壓電感和濾波電感是功率電感,從工作電流的角度來(lái)看,功率電感在其整個(gè) 工作段內(nèi)紋波電流相對(duì)較大并且工作溫度較高,從而功率電感的直流偏置特性要 求較高(尤其是高溫時(shí)),提高功率電感對(duì)應(yīng)鐵氧體材料的高溫 Bs(飽和磁通密度)非 常必要;另一方面,從損耗的角度來(lái)看,功率電感的損耗可能占到太陽(yáng)能逆變系統(tǒng) 總損耗的 20~40%,降低功率電感鐵損非常必要。

          逆變器中,電感為實(shí)現(xiàn)其功能的最核心的部件之一,占逆變器成本超過(guò) 14%。 根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研,1GW 裝機(jī)量對(duì)應(yīng)的電感價(jià)值量可達(dá) 2000-2500 萬(wàn)元人民幣, 我們?nèi)≈虚g值 2250 萬(wàn)元,其中磁粉芯占比約 30%,即 675 萬(wàn)元。根據(jù)國(guó)際能源 署數(shù)據(jù),2021 年全球新增光伏裝機(jī)量為 173.5GW,我們測(cè)算 2021 年全球光伏 用電感市場(chǎng)規(guī)模為 39 億元,其中光伏用磁粉芯市場(chǎng)規(guī)模為 12 億元。根據(jù)國(guó)際能 源署預(yù)測(cè),以 25 年全球新增 273GW 裝機(jī)量測(cè)算,光伏用電感、磁粉芯市場(chǎng)規(guī)模 分別為 61 億元、18 億元。

          3.2 新能源車(chē)勢(shì)不可擋,磁性元器件單車(chē)價(jià)值量大

          22 年以來(lái),已有多地陸續(xù)出臺(tái)汽車(chē)消費(fèi)政策,力圖帶動(dòng)汽車(chē)行業(yè)市場(chǎng)回暖。 2022 年 5 月 31 日,工信部辦公廳、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳、商務(wù)部辦公廳、國(guó)家能 源局綜合司發(fā)布《開(kāi)展 2022 新能源汽車(chē)下鄉(xiāng)活動(dòng)的通知》,推動(dòng)新能源汽車(chē)使用 環(huán)境的改善以及農(nóng)村充換電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。新能源車(chē)與充電樁的高增長(zhǎng)對(duì)磁性 元器件的使用產(chǎn)生了拉動(dòng)作用。 根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù),2022年國(guó)內(nèi)新能源車(chē)銷(xiāo)量達(dá) 688.7萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)93.4%, 市場(chǎng)滲透率達(dá) 25.6%。12 月當(dāng)月新能源車(chē)銷(xiāo)量達(dá) 79.5 萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng) 51.8%, 環(huán)比增長(zhǎng) 3.6%,滲透率達(dá) 31.8%;分車(chē)型看,純電動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量為 62.4 萬(wàn)輛,同比 增長(zhǎng) 37.7%,插電混動(dòng)車(chē)銷(xiāo)量為 18.9 萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng) 129.2%。22 年以來(lái)新能源 汽車(chē)總體保持高速增長(zhǎng),月度產(chǎn)銷(xiāo)量不斷創(chuàng)下新高。

          新能源汽車(chē)中需要的電感部位多,電感的種類豐富,應(yīng)用需求大幅提升。相對(duì) 于光伏電感,汽車(chē)電感涉及行駛安全,對(duì)電感的性能及安全性要求很高,加工難度 也相應(yīng)大很多。電感在汽車(chē) OBC 中作為充電模塊使用,其中升壓電感在高功率 OBC(如 22kw)中制作難度較大,當(dāng)前國(guó)內(nèi)廠商成品率較低;主變壓器大多采用 平板變壓器,加工存在一定瓶頸,目前海光電子和金之川等廠家在該領(lǐng)域技術(shù)積累 較為豐富。 DC/DC 模塊將電池包中的高壓電轉(zhuǎn)化為較低的電壓,輸出給儀表盤(pán)、雨刮器 等低電壓車(chē)載電子器件使用。DC/DC 中諧振電感容易發(fā)生短路,短路后輕則模塊 燒毀,重則整車(chē)起火,因此對(duì)該電感的質(zhì)量要求很高。 電機(jī)電驅(qū)裝置中,IGBT 模塊需要變壓器實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)功能,視車(chē)型不同可能采取 3/6/12 個(gè)變壓器,主變壓器大部分采用鐵氧體鐵心,材質(zhì)較為脆弱,在車(chē)載環(huán)境 下抗震動(dòng)性需要得到保障,因?yàn)樵撟儔浩髦苯記Q定電機(jī)能否實(shí)現(xiàn)供電,與汽車(chē)動(dòng)力 相關(guān),因此對(duì)安全性及可靠性要求較高。

          新能源車(chē)中共模電感主要解決電磁噪音問(wèn)題,能夠提升乘員的舒適度,不與行 駛安全問(wèn)題直接相關(guān)。 總體來(lái)看,國(guó)內(nèi)廠商在共模電感中競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng),交期穩(wěn)定、成本有優(yōu)勢(shì)。在涉 及行駛安全的電感方面日立、勝美達(dá)、TDK 等國(guó)外廠商供貨較多,國(guó)內(nèi)順絡(luò)電子 在該領(lǐng)域產(chǎn)品也具備一定競(jìng)爭(zhēng)力。隨著國(guó)內(nèi)廠家對(duì)車(chē)規(guī)理解的提升,對(duì)國(guó)外廠家的 替代趨勢(shì)正逐漸形成。

          新能源汽車(chē)中磁性元件單車(chē)價(jià)值量較大,一般在 800-1800 元之間,我們?nèi)?中間值 1300 元;波動(dòng)較大的原因是不同車(chē)型配置的 OBC 及 DC-DC 容量大小有 差異,其中如比亞迪的混動(dòng)車(chē)型磁性元件價(jià)值量可達(dá) 2200 元。金屬磁粉芯占比在 車(chē)載磁性元件中占比約為 30%,即 390 元。根據(jù) EV Volumes 及 EV Tank 數(shù)據(jù), 我們測(cè)算 2021 年全球新能源車(chē)用磁性元件、磁粉芯規(guī)模分別為 88 億元、26 億 元,在未來(lái)將伴隨新能源車(chē)的增長(zhǎng)而高速增長(zhǎng),至 2025 年分別達(dá)到 234 億元、 70 億元,期間 CAGR 達(dá) 27.79%。 新能源車(chē)充電樁中充電模塊起升壓及電流變換作用,電感及變壓器為充電模 塊核心部件。根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù),新能源乘用車(chē)/充電樁樁約為 3:1,21 年新能源 乘用車(chē)銷(xiāo)量占比達(dá) 95%,商用車(chē)占比約 5%,而商用車(chē)一般采用換電模式,認(rèn)為沒(méi) 有充電樁建設(shè)需求。假設(shè)未來(lái)保持以上比例不變,根據(jù) EV Volumes 及 EV Tank 數(shù)據(jù),我們測(cè)算 2021 年全球充電樁用磁性元件市場(chǎng)規(guī)模為 4 億元,2025 年將增 長(zhǎng)至 11 億元

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