2024软磁材料行业研究报告

深企投产业研究院 2024行业研究系列报告 软磁材料行业研究报告 深企投产业研究院 !# 一、产品类别及应用领域1 二、硅钢行业市场格局6 （一）无取向硅钢6 （二）取向硅钢10 三、金属软磁粉芯行业市场格局13 四、铁氧体软磁行业市场格局16 五、非晶合金和纳米晶合金软磁行业市场格局18 （一）非晶合金软磁材料18 （二）纳米晶合金软磁材料19 （三）重点企业19 "#$%& 图1磁性材料产品类别2 图22018-2023H1我国无取向硅钢产量7 图32018-2023H1我国取向硅钢产量11 图42022-2025年全球各领域金属软磁粉芯需求量（万吨）14 图52022年全球金属软磁粉芯主要企业市占率15 图62016-2021年我国软磁铁氧体产量（万吨）17 表1硅钢主要产品类别3 表2金属软磁粉芯主要产品类别4 表3铁氧体软磁材料主要产品类别5 表4国内金属软磁粉芯重点企业15 软磁材料是电子电力时代的重要材料，广泛应用于变压器、电感器、电机等各类电能转换设备中，2022年全球市场规模约2000亿元。在新能源汽车、新能源等下游应用带动下，高牌号/高效无取向硅钢、高磁感取向硅钢、金属软磁粉芯、非晶和纳米晶合金材料等软磁材料市场规模快速增长。 '#()*+,-./0 磁性材料是应用广泛、品种繁多的重要功能材料，按应用类型可分为软磁、永磁等材料。其中，软磁材料是具有较高导磁率、低矫顽力和低磁滞损耗的特殊材料，既容易受外加磁场磁化，又容易退磁，其主要作用是实现导磁、电磁能量的转换和信号处理。软磁材料广泛应用于变压器、电感器、传感器、电机（发电机、电动机）等各种电能变换设备中，是电子电力时代的重要材料。 随着全球双碳战略实施以及新能源、新能源汽车等下游行业高速发展，清洁、环保、低碳、高效的新能源应用带来了电源能量变换上的高效率、高功率密度的应用新需求，加上软磁材料在新兴应用市场持续拓展渗透，软磁材料市场规模持续增长，2022年全球市场规模约2000亿元。 软磁材料主要可分为金属软磁材料、铁氧体软磁材料、非晶合金及纳米晶合金软磁材料三类。金属软磁材料应用广泛，可继续细分为纯铁、硅钢、坡莫合金、金属软磁粉芯等类别，其中金属软磁粉芯性 能最为优异，在光伏、储能、新能源汽车等板块广泛应用。非晶及纳米晶合金则属于新型软磁材料。磁性材料类别如下图所示。 图1磁性材料产品类别 资料来源：深企投产业研究院整理。 软磁材料主要产品的性能及用途如下： •电工纯铁。典型的低价但容易生锈的软磁材料。电工纯铁一般纯度在99.8%以上，主要用于制造电磁铁的铁芯和磁极，可用于小型电机、电抗器和继电器。 •硅钢。硅钢（也称为电工钢）是在纯铁中加入少量的硅（一般在4.5%以下）形成的铁硅系合金，具有较好的磁电性能，又易于大批生产，价格便宜，机械应力影响小等优点，可用作各种发电机、电动机的定子及转子，以及电力变压器、配 电变压器、电流互感器、扼流圈、电抗器、电感器的铁芯等，是全球用量最大的软磁材料，也是电源变压器主要使用的磁性材料。根据生产工艺不同，硅钢可分为热轧硅钢和冷轧硅钢，目前热轧硅钢因为不够节能环保，基本被淘汰。根据硅钢中晶粒排列方向的不同，冷轧硅钢又可以分为无取向硅钢和取向硅钢，其应用领域如下表所示。 表1硅钢主要产品类别 类别 特征 应用领域 无取向硅钢 硅含量为0.5%-3.0%，在轧制方向上的磁感强度弱于取向硅钢，但在各个方向上都具有良好的磁感强度 低牌号无取向硅钢用于制造家用电器、工业领域中小电机的定子和转子，高牌号无取向硅钢用于制造新能源汽车永磁同步驱动电机、大型发电机的定子和转子。下游需求中，家电占40%、工业领域中小电机占20%、大型电机占13%、新能源汽车占8%，后两者占比逐步提升 取向硅钢 普通取向硅钢（CGO） 磁感小于1.88T，铁损略高，生产难度小、成本较低 主要用于制造小型变压器铁芯 高磁感取向硅钢（HiB） 磁感大于1.88T，铁损低、噪声小，但生产难度大、成本高 主要用于制造大型变电变压器铁芯，小型节能型变压器、电抗器铁芯，大型电机（风电、水电）的定子和转子 资料来源：深企投产业研究院整理。 •波莫合金。通常指铁镍系合金，镍含量在35%-90%之间，具有很高的弱磁场导磁率，可用于工作频率在工频50Hz到20kHz，要求温度性比较高的场合，如高精度电流、电压互感器、脉冲变压器、隔离变压器、磁放大器等，缺点是延展性或可加工性不强。 •金属软磁粉芯。是由绝缘介质包覆的磁粉压制而成的软磁材料，结合了金属软磁材料和软磁铁氧体的优势，是高端软磁材料重点发展路线之一。金属软磁粉芯可分为铁粉芯、羰基铁粉芯、铁硅铝磁粉芯、铁硅磁粉芯、高磁通磁粉芯、铁镍钼磁粉芯。 表2金属软磁粉芯主要产品类别 类别 特征 应用领域 铁粉芯 以纯铁粉为原料，经表面绝缘包覆后采用有机粘合剂混合压制而成 应用于储能电感器、调光抗流器、EMI噪音滤波器、DC输出/输入滤波器等 羰基铁粉芯 由超细纯铁粉制成，具有优异的偏磁特性和高频适应性，直流偏置特性远优于其他磁粉芯 制造高频开关电路输出扼流圈、谐振电感及高频调谐磁芯芯体 铁硅铝磁粉芯 由85%Fe、9%Si、6%Al的合金粉末生产出来的复合软磁材料 应用于PFC电感器、脉冲回扫变压器、储能滤波电感器 铁硅磁粉芯 由94%Fe和6%Si的合金粉末制成，在新能源领域应用较多 适用于大电流下的抗流器、高储能的功率电感器、PFC电感器等 高磁通磁粉芯 磁通密度最高的磁粉芯，具有优异的直流偏置特性、低损耗和高储能特性，适用于大功率、大直流偏置场合 应用于调光电感器，回扫变压器、在线噪音滤波器、脉冲变压器和功率回数校正电感器等 铁镍钼磁粉芯 属于波莫合金磁粉芯，由17%Fe、81%Ni和2%Mo的合金粉末制成，具有高磁导率、高电阻率、低磁滞和低涡流损耗的特性 适合用于回扫变压器、高Q滤波器、升压降压电感器、功率因校正电感器（PFC电感器）、滤波器等 资料来源：深企投产业研究院整理。 •铁氧体软磁。是硅钢之外用量最大的软磁材料，在高频下具有高磁导率、高电阻率、低损耗等特点，被广泛应用于高频甚至超高频的电子通信领域。铁氧体软磁类别及应用领域如 下表所示。 表3铁氧体软磁材料主要产品类别 类别 特征 应用领域 按性能用途分类 功率软磁铁氧体材料 在高频（几百千赫）、高磁感应（几千高斯）条件下，仍能保持低功耗，是目前产量最大的软磁铁氧体（占比80%左右） 主要用于各类开关电源变压器和数字电视回扫变压器等功率性电感器件 高磁导率铁氧体 初始磁导率大于5000的锰锌铁氧体材料，具有高磁导率（一般可达10000以上），可满足元器件小型化、轻量化发展的需要，用量占20%左右 用于抗电磁干扰、宽带变压器等 按组成成分分类 锰锌系铁氧体 具有高磁导率，性价比高，在1MHz以下频率范围内应用广泛，占软磁铁氧体产量70%左右 开关电源用功率磁芯、数字电视和显示器用回扫变压器、局域网隔离变压器和共模滤波器、场致发光电源变压器、话频变压器，电流互感器，低功率驱动变压器，输入滤波器等 镍锌系铁氧体 1kHz-300MHz均有较好的性能，尤其在1MHz以上性能显著优于锰锌铁氧体，适合在高频中使用，价格较高 广泛使用在雷达、电视、通讯、仪器仪表、自动控制、电子对抗等领域 资料来源：深企投产业研究院整理。 •非晶合金软磁。非晶合金又称“液态金属、金属玻璃”，主要包含铁、硅、硼等元素,物理状态表现为金属原子呈无序非晶体排列，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。非晶合金材料主要应用于中低频场景，作为配电变压器铁芯材料。按照材料成分，非晶合金可分为铁基非晶合金、铁镍基非晶合金、钴基非晶合金等。 •纳米晶合金软磁。纳米晶合金一般与非晶合金一同分类，可理解为非晶合金的进一步加工产品，适用的频率范围更高。主要指铁基纳米晶合金，是由铁、硅、硼和少量的铜、铌等元素经急速冷却工艺形成非晶态合金后，再经过高度控制的退火环节，形成具有纳米级微晶体和非晶混合组织结构的材料。主要用于生产电感元件、电子变压器、互感器、传感器等产品，其下游包括新能源汽车、消费电子、新能源发电、家电以及粒子加速器等领域，对铁氧体软磁形成替代。 1#23456789 目前，中国已成为全球电工硅钢生产及消费大国，2022年全国产量占全球电工硅钢产量的74.99%。2022年，我国硅钢产能利用率达90.57%，其中取向硅钢达103.82%，无取向硅钢达88.37%。从竞争壁垒来看，高磁感取向硅钢>高牌号无取向硅钢>普通取向硅钢>中低牌号无取向硅钢。 （一）无取向硅钢 无取向硅钢需求呈现结构分化。据中国金属学会电工钢分会，2021年中国无取向硅钢占全球产量的62%左右。2018年至2022年， 我国无取向电工钢产量从894.25万吨增长至1113.51万吨。2023年上半年，我国无取向电工钢产量为602.17万吨，同比增长7.23%，其中，中低牌号无取向电工钢产量425.40万吨，同比下降0.78%，占比70.64%；“双高”（高牌号+高效）无取向电工钢产量176.77 1200 1000 800 600 400 200 0 2018 2019 2020 2021 2022 2023H1 中低牌号（万吨）高牌号/高效（万吨） 万吨，同比增长33.10%，占比29.36%。2018年以来我国无取向硅钢分产品产量如下图所示。 图22018-2023H1我国无取向硅钢产量 资料来源：中国金属学会电工钢分会等，深企投产业研究院整理。2021年 数据根据2022年报道进行调整。 中低牌号及传统产品需求疲软。我国无取向电工钢市场自2022年开始低位运行，中低牌号及传统的高牌号无取向电工钢市场遇冷，需求下滑、产能过剩、价格持续低迷。中低牌号无取向硅钢技术壁垒较弱、资金壁垒较低，且投产时间较快，其产品不断被高牌号替代，已进入低成本价格竞争阶段。根据中国金属学会电工钢分会，2022年国内27家企业产量同比下降22.01%，近6成企业减产，其中原材料企业和后冷轧工艺企业普遍亏损或大幅减产，50W1300、50W1000、50W800、50W600等中低牌号无取向电工钢销售持续困难，企业订单基本不赚钱或亏损。 高牌号及高效无取向硅钢市场前景良好。高牌号无取向硅钢兼顾 磁感、薄度和力学性能，受益于新能源汽车需求增长、中小电机渗透率提高、大型发电机需求增长以及家电领域能效升级驱动，长期市场前景良好。根据长城证券测算，2025年，预计我国高牌号无取向硅钢需求将达到438.5万吨，2022-2025年的CAGR为14%。 新能源汽车永磁同步电机带动高牌号无取向硅钢需求增长。无取向硅钢可作为驱动电机定子和转子铁芯的核心材料，对电机性能有重要影响。新能源汽车驱动电机的性能提升，要求无取向硅钢向着高磁感、低铁损，高强度方向发展，当前所使用的硅钢材料均为高牌号无取向硅钢。受益于新能源汽车市场的爆发式增长，根据长江证券测算，2025年新能源汽车用高牌号无取向硅钢市场空间或达94.3万吨， 2022-2025年CAGR达到26%。由于认证壁垒严苛，新增产能释放受限， 短期内行业供需有望保持紧平衡。 高牌号无取向硅钢在中小电机的渗透率提升。中小电机是当前无取向硅钢下游应用中占比最大的领域，而高牌号的渗透率尚不足10%。随着2021年新版电机能效标准实施，在《工业能效提升行动计划》等相关政策驱动下，高牌号无取向硅钢渗透率有望大幅提升。根据长江证券测算，到2025年，我国中小型电机对高牌号无取向硅钢的需求量有望达到127.6万吨，2022-2025年CAGR为22%。 大型发电机用高牌号无取向硅钢需求稳步提升。和新能源汽车类似，大型发电机领域对无取向硅钢材料的铁损性能具有较高要求，使用的全部为高牌号、厚规格（0.5mm）的无取向硅钢。随着电力装机容量和全社会用电量持续增长，大型发电机需求也将同步增长。