稀土及磁性材料行业深度分析：新能源汽车磁材篇-景气下游叠加头部企业产能扩张，磁材赓续前行
2022年11月01日 行业研究●证券研究报告 稀土及磁性材料 行业深度分析 新能源汽车磁材篇——景气下游叠加头部企业产能扩张，磁材赓续前行投资要点磁性材料在新能源汽车中重要性凸显：新能源汽车的蓬勃发展给磁性材料带来巨大的发展空间，从未来的下游占比以及增长率来看，已经成为磁材的主要下游应用领域之一，磁材同时也成为新能源汽车电动化、智能化不可或缺的一部分。其中永磁中钕铁硼永磁由于其性能优越应用广泛、金属磁粉芯符合大功率大电流的发展趋势，未来增长空间广阔。高性能钕铁硼与中高牌号硅钢增速达39.51%/56.21%：永磁同步电机具有节能高效、调速性能优越、体积小、重量轻、结构简单的优点，核心部件为定子、转子，应用的磁性材料主要为硅钢和高性能钕铁硼，分别占整车成本的4.5%和3%，微特电机因其在汽车上位置、结构和作用各有不同，铝镍钴磁体、钐钴磁体、铁氧体以及钕铁硼磁材都有应用，我们认为对于新能源汽车上性能要求较高，工作环境相对稳定的微特电机高性能烧结钕铁硼永磁体有比较优势，渗透率会进一步提升，对于自动车窗、电动调节座椅、雨刮器等部分，中低档铁氧体将被高档永磁铁氧体取代。合金软磁粉芯与铁氧体软磁需求量CAGR达41.71%/34.30%：软磁材料主要是作为电感器、变压器、扼流圈、滤波器中的磁芯，应用在车载DC/DC变换器、充电桩、OBC车载充电机等部件，发挥调节电压、滤波、储能等作用。软磁铁氧体在汽车电子中需求最多，应用最广，但EV、HEV所用的技术含量较高的铁氧体产品，大多为日本和欧美等先进铁氧体厂家垄断。金属软磁粉芯在800V高压平台趋势下受益较多，存量下替代部分要求功率要求较高的电感元器件，增量下受益于为兼容400V充电方案而新增的升压充电装置。充电桩保有率及直流充电桩占比提升，软磁需求量CAGR将达47.24%：充电桩中直流充电桩由于涉及电能形式的转换，内部DC-DC变换环节需要使用磁性元器件调节电压、电流输出，而合金软磁粉芯或低功耗铁氧体在充电桩应用上略有优势，随着车桩比和直流充电桩占比的提升，软磁需求量CAGR将达47.24%。新能源汽车在高性能钕铁硼和合金软磁粉芯下游应用占比预计提升13.40/8.48个百分点：根据我们测算，高性能钕铁硼和合金软磁粉芯年复合增长率达到39.51%/47.53%，对应的2025年高性能钕铁硼供需缺口为12.45万吨，合金软磁粉芯供需缺口为1-4.95万吨。从行业竞争格局来看，国内企业在高性能钕铁硼行业话语权逐渐提高，且国内占比仍有提升空间，深度绑定新能源汽车大客户的龙头企业有望在产能扩张支持下进一步提高市占率。合金软磁粉芯行业竞争更加集中，国内龙头企业先发优势明显，在新能源下游应用的带动下实现弯道超车，伴随高景气下游成长。 投资评级领先大市-B维持首选股票评级300748.SZ金力永磁买入-B300224.SZ正海磁材增持-A000970.SZ中科三环买入-B002056.SZ横店东磁增持-B300811.SZ铂科新材买入-B600114.SH东睦股份买入-B一年行业表现 资料来源：聚源 升幅%1M3M12M相对收益9.1-3.3-4.57绝对收益4.62-16.16-30.54 分析师刘荆SAC执业证书编号：S0910520020001liujing1@huajinsc.cn报告联系人魏欣weixin1@huajinsc.cn 相关报告东睦股份：淡季不淡，软磁板块持续高增-东睦股份三季报点评2022.11.1云海金属：镁铝价格下跌影响业绩，深加工业务积极扩张-云海金属三季报点评2022.10.31云路股份：Q3延续量价齐增，盈利能力稳步提升-云路股份三季报点评2022.10.31天山铝业：铝价下跌拖累公司业绩，开发新产品打造第二增长曲线-天山铝业三季报点评2022.10.30金力永磁：三季度延续高增长，海外布局磁钢回收产业-金力永磁三季报点评2022.10.27 有色金属：美联储鸽派言论或为预期管理，鹰派立场恐将延续-华金金属&新材料周报2022.10.27 铂科新材：高景气下游打开增长空间，盈利质量环比改善-铂科新材三季报点评2022.10.26 我们推荐新能源汽车营收占比较高的金力永磁、中科三环、正海磁材和受益于 800V平台渗透率提升及铁氧体高端化趋势的铂科新材、东睦股份、横店东磁。 风险提示：稀土价格大幅波动；市场竞争加剧；技术迭代；新能源汽车销量不及预期风险。 内容目录 一、新能源汽车是磁材的关键下游6 二、磁材的分类与性能7 三、电机中的磁材—钕铁硼、硅钢居主导地位9 (一)定子和转子是永磁同步电机的关键零部件9 (二)微特电机数量最高近百台12 (三)电机核心材料——钕铁硼、硅钢14 (四)电机磁材用量测算-高性能钕铁硼与中高牌号硅钢增速达39.51%/56.21%15 四、软磁材料是新能源汽车电气电路关键元器件材料16 (一)软磁材料在新能源汽车广泛应用16 (二)高端铁氧体利润空间较大，800V趋势下合金软磁粉芯受益颇多18 (三)合金软磁粉芯与铁氧体软磁需求量CAGR达41.71%/34.30%20 五、充电桩保有率及直流充电桩占比提升打开软磁增长空间20 (一)合金软磁粉芯与高端铁氧体更适配充电桩20 (二)直流充电桩占比有望提升，软磁需求量达47.24%21 六、新能源汽车下游应用占比提升，高端磁材持续供不应求22 七、行业现状及竞争格局24 (一)高性能钕铁硼：行业壁垒高，国内企业话语权增强。24 1、准入门槛及行业壁垒较高24 2、发展趋势：国内企业话语权提高，高端产品仍有提升空间24 3、竞争格局：竞争加剧，客户壁垒优势凸显25 (二)合金软磁粉芯：行业集中度高，铂科新材、东睦科达国内领先27 1、行业集中度高，CR4约58%27 2、发展趋势：乘新能源东风，国内企业弯道超车28 3、竞争格局：强者恒强，先发优势明显29 八、投资建议&投资标的29 九、风险提示31 图表目录 图1：EV/HEV中的电气单元和磁性元件6 图2：磁材分类7 图3：不同磁体提供相同磁能所需的体积8 图4：软磁发展趋势9 图5：永磁同步电机工作原理10 图6：永磁同步电机主要零部件10 图7：电机零部件构成11 图8：电机零部件构成11 图9：永磁体嵌入转子的方式12 图10：EPS动力系统的构成13 图11：无刷电机结构图13 图12：汽车电机分布13 图13：永磁同步电机材料成本占比14 图14：NdFeB磁体矫顽力与晶粒尺寸成负相关15 图15：薄规格硅钢产品铁损更低15 图16：软磁在新能源汽车中的应用17 图17：中频用绕线型电感器构造17 图18：磁性元器件在OBC中的应用17 图19：磁性元器件在高压-DCDC中的应用17 图20：电驱集成升压模块19 图21：充电桩的类别21 图22：直流充电桩运作示意图21 图23：高性能钕铁硼下游用量及占比单位：吨23 图24：合金软磁粉芯下游用量及占比单位：吨23 图25：高性能钕铁硼国内/国际占比25 图26：部分钕铁硼磁材公司磁材业务收入26 图27：部分钕铁硼磁材公司磁材业务毛利率26 图28：2020年合金软磁粉芯行业市占率28 图29：部分软磁公司磁材业务收入单位：万元29 图30：部分软磁公司磁材业务毛利率29 表1：永磁性能比较8 表2：软磁性能比较8 表3：大多数新能源车型使用永磁同步电机10 表4：部分微特电机对磁材性能要求15 表5：电机中磁材用量测算16 表6：电子元器件中的软磁材料19 表7：合金软磁粉芯与软磁铁氧体用量测算20 表8：充电桩中的软磁21 表9：充电桩软磁用量估计22 表10：新能源汽车及充电桩磁材用量汇总单位：万吨22 表11：高性能钕铁硼及合金软磁粉芯供需测算单位：万吨23 表12：磁材公司现有高性能钕铁硼产能及规划单位：吨26 表13：部分钕铁硼公司客户及新能源汽车收入占比情况27 表14：部分磁材公司现有产能及未来规划单位：万吨29 表15：推荐公司估值情况30 一、新能源汽车是磁材的关键下游 新能源汽车的蓬勃发展给磁性材料带来巨大的发展空间。我国新能源汽车销量从2016年的 的50.7万辆提高到2021年的352.1万辆，年均增长率达到47.34%，2022年1-9月实现销量 387.7万辆，已超过去年全年销售量,9月新能源车零售渗透率首次突破30%，我国新能源汽车产业发展已进入规模化快速发展的新阶段。无论从关键磁材未来的下游占比还是增长率来看，新能源汽车领域的发展都举足轻重，影响深远。磁性材料作为关键电子元器件的基础核心材料，大量应用到了汽车电机、车体、车身底盘和信息部件的各个方面，在汽车工业的发展中扮演越来越重要的角色。据统计，汽车部件通常有2万左右，其中磁性部件多达数千个。 电动化尚未止步，智能化犹有可为。新能源汽车上半场主要围绕电动化进行，我们认为电动化更多的是围绕市场需求提高性价比，降本增效展开，磁材作为电动化不可或缺的一部分肩负着提高能效，降低成本的重任。一方面，企业需要改进现有磁材的性能或是研发新一代磁材，提高饱和磁通密度、矫顽力、电阻率等关键指标，从而提高汽车能量的利用率，避免过多的能量损耗，另一方面，磁材制作的电感、电子变压器都是定制性，需要与客户沟通，从材料、工艺、机械生产化等方面探索降低成本的可能性。按照新能源汽车补贴相关政策，2022年12月31日补贴将终止，如何降低补贴退坡带来的汽车成本压力等已成为新能源汽车厂商亟需解决的难题。 智能化方面，主要以电动化为基础，需要全车各关键设备能够根据车载处理器要求自行工作，微特电机等需求进一步增加，车联网趋势下，对图像和信息采集、数据传输，数据即时处理等方面的要求会越来越高，因此对磁性器件数量和性能的要求也在提高。 图1：EV/HEV中的电气单元和磁性元件 资料来源：沐磁科技，华金证券研究所整理 二、磁材的分类与性能 磁性材料按功能划分，可分为永磁材料、软磁材料和功能性磁材。衡量磁性材料性能的指标主要包括三大系列：稳定性、抗退磁性、抗温性。永磁又称硬磁，指磁性材料在经过外加磁场磁化后不易退磁的磁材，软磁是经过外加磁场磁化后容易退磁的磁材。硬磁和软磁的区别主要在于矫顽力不同，矫顽力较低的软磁易于磁化和退磁，较高的硬磁一经磁化很难退磁。 图2：磁材分类 资料来源：铂科新材招股说明书，找磁网，华金证券研究所整理 新能源汽车当中应用较多的磁性材料主要是永磁中钕铁硼永磁、铁氧体永磁和软磁中的硅钢、金属磁粉芯、铁氧体软磁。 永磁中钕铁硼永磁在剩余磁感应强度、内禀矫顽力、最大磁能积均优于其他两类磁体。剩余磁感应强度较大说明电机的力矩大、负载转速高、空载和负载电流小；内禀矫顽力较大，电机在不同环境下较为稳定，工作表现稳定可靠；最大磁能积较大说明产生磁场强度所需要的材料体积越小。 虽然钕铁硼的居里温度较小，在高温下工作表现不佳，但其他三项性能均较优，是当之无愧的“磁王”。有研究表明，通过增加Dy（镝）能明显改善钕铁硼磁体的耐高温性能。 铁氧体永磁技术较为成熟，成本较低，在性能要求相对较低的微特电机领域应用广泛。 表1：永磁性能比较 铁氧体 钐钴磁体 钕铁硼 剩余磁感应强度Br内禀矫顽力Hcj 最大磁能积(BH)max ≥0.39 ≥356≥3.4 1.05 ≥119426-30 1.17 ≥159231-33 居里温度 460 850 340-400 资料来源：真空技术网，华金证券研究所 图3：不同磁体提供相同磁能所需的体积- 资料来源：SDMMAGNETICS，华金证券研究所 软磁中硅钢片和非晶为竞争关系，传统硅钢片在高频下磁导率变小，铁损较大，非晶合金的磁导率则几乎不改变，因此在高频电机如驱动电机和发电机，非晶合金有一定优势，但缺点是薄、脆、硬，成型后冲压加工困难，成本较高，高频下振动噪声大，因此需要开发新的拓扑结构和制造工艺。二者更适合中低频场景。 铁氧体和合金软磁粉芯相互补充又有所竞争，铁氧体饱和磁感应强度低于合金软磁粉芯，在大功率电流下表
