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磁性元器件行業(yè)深度報告：乘新能源之風(fēng)，磁性元器件破竹建瓴

作者：民生證券，方競、李萌來源：未來智庫時間：2023-10-26 瀏覽：Loading...次點贊：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)展勢頭強勁，而光伏核心部件逆變器和新能源車的 OBC、DCDC 等部位須通過大量的磁性元件實現(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。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。本報告將重點關(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)是剩余磁化強度、******磁能積。值越高表示磁場強度越強，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，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、溫度以及振動等干擾時，具有較高的保持磁性的穩(wěn)定度。

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，可進行冷熱塑性變形，磁性類似于鋁鎳鈷系永磁合金，并可通過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、醫(yī)療器械、玩具、包裝、五金機械、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)合氧化物強磁材料(狹義) 和磁有序材料如反鐵磁材料(廣義)。其特點是電阻率高，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)品以各類永磁電機磁瓦為主要品種，其終端應(yīng)用包括電動工具、變頻家電、小家電以及汽車等。

1.2 軟磁材料：助力新能源磁性元器件成長

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，電機和電訊的興起使得低碳鋼被應(yīng)用于制造電機、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 年代無線電技術(shù)的興起促進了高導(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，在頻率較高的場合得到廣泛應(yīng) 用。非晶軟磁材料的研究開發(fā)始于 20 世紀(jì) 60-70 年代，其飽和磁感應(yīng)強度高于軟磁鐵氧體材料，電阻率遠高于金屬軟磁材料，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，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中。鐵粉芯。鐵粉芯由碳基鐵磁粉、樹脂碳基鐵磁粉等構(gòu)成。在價格上具有一定的優(yōu)勢，性價比較高。鐵粉芯被廣泛地用于開關(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，能夠保證工作進程中的穩(wěn)定和高效。主要應(yīng)用于汽車、醫(yī)療設(shè)備、測試儀器等高附加價值的電子產(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，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度，同時可加工成復(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)計全球金屬軟磁粉芯市場規(guī)模將由 2021 年的 36.1 億元增長至 2025 年的 75.2 億元，期間 CAGR 達 20.14%。總需求量將由 2021 年的 10.3 萬噸增長至 2025 年的 20.1 萬噸，期間 CAGR 達 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，配比方案足夠多時可以通過近似方案的改良來迅速滿足客戶需求；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)實力強；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，同時絕緣技術(shù)好，產(chǎn) 品功耗較低；東睦科達的磁粉芯產(chǎn)品也具備較強的競爭力。

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。由于硅鋼電阻率較低，在高頻下會產(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)用電動機、發(fā)電機和變壓器等低頻應(yīng)用場景，在配電變壓器市場中依然占據(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取向硅鋼。相比取向硅鋼，冷軋無取向硅鋼晶?？棙?gòu)類型較為漫散，各個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和發(fā)電機的鐵芯疊片。

在產(chǎn)量上面，2016-2021 年，中國硅鋼產(chǎn)量保持持續(xù)增長態(tài)勢，從 2016 年的產(chǎn)量 1010 萬噸升至 2021 年末 1318.3 萬噸，2021 年增速高達 17.90%，達到近 6 年增速新高。2021 年，中國非取向硅鋼的進出口量遠遠高于取向硅鋼的進出口量。

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，并且批量生產(chǎn)容易、性能穩(wěn)定、機械加工性能高，可利用模具制成各種形狀的磁芯，同時成本較低，廣泛應(yīng)用于通信、傳感、音像設(shè)備、開關(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℃左右達到最低點，可以形成良性循環(huán)。功率鐵氧體的主要用途是以各種開關(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 以下時其性能不如錳鋅系鐵氧體，而在 1MHz 以上時，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，其下限頻率可做到幾千赫茲，上限頻率可達幾千兆赫茲，大大擴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、重量輕等特點而被廣泛應(yīng)用在雷達、電視、通訊等領(lǐng)域。

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

隨著新能源汽車銷量的提升，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)用的占比來看，軟磁鐵氧體主要用于通訊、家電及新能源、汽車電子等領(lǐng)域。其中汽車電子的占比有望進一步提高。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)銷形式良好，市場規(guī)模將進一步擴大。目前軟磁鐵氧體材料生產(chǎn)主要集中在日本和中國，根據(jù)中國電子元件行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2014-2020 年我國軟磁鐵氧體產(chǎn)量總體穩(wěn)定，2020 年我國軟磁鐵氧體生產(chǎn)接近 21 萬噸，占全球總量的 60%。根據(jù)磁性材料行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2021 年我國軟磁鐵氧體全年銷量 30 萬噸，同比增長 3.5%。根據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計，2025 年軟磁鐵氧體市場規(guī) 模有望達到 149 億元。

軟磁鐵氧體主要“玩家”包括 TDK、橫店東磁、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。我國軟磁材料產(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。隨著橫店東磁、天通股份的擴產(chǎn)，以及龍磁科技及中鋼天源的入局，國內(nèi)軟磁鐵氧體行業(yè)有望乘新能源之風(fēng)進入快速發(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，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?？?，原子來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，非晶合金多項軟磁性能遠優(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特的性能，如優(yōu)異的磁性、耐蝕性、耐磨性、高強度硬度及韌性、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程。由于性能優(yōu)異，非晶材料從 80 年代開始成為國內(nèi)外科學(xué)界研究重點，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。

未來非晶合金材料發(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。我國約 30%— 60% 電網(wǎng)損耗來自變壓器，即使只替代現(xiàn)有變壓器的 15%，其節(jié)電可達 90 億度/ 年、CO2 減排 800 萬噸/年。在面對氣候變化挑戰(zhàn)、減少碳排放、盡早實現(xiàn)“碳中和”的大背景下，非晶變壓器的占比有望進一步提升。非晶帶材產(chǎn)能及市場規(guī)模近六年增速顯著。2021 年，中國非晶帶材產(chǎn)量約 10.3 萬噸，同比增長 6%，2015-2021 年 CAGR 為 12.9%；中國非晶帶材市場規(guī) 模在 2021 年達 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，通過特殊的熱處理，讓它形成晶核并長大，但控制晶粒大小在納米級別，不形成完全的晶體，這時形成的結(jié)構(gòu)就是納米晶，實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)出更佳的強度、硬度，更良好的韌性，更小的彈性模量和延展性等特點。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、無線充電模塊等磁性器件的優(yōu)良材料，主要應(yīng)用于消費電子、新能源發(fā)電、新能源汽車、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)展趨勢的要求，目前已在智能手機無線充電模塊、新能源汽車等產(chǎn)品端實現(xiàn)規(guī)?；瘧?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、新能源發(fā)電等新興行業(yè)逐漸興起，對于承擔(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，納米晶材料市場前景廣闊。納米晶材料市場規(guī)模將持續(xù)高速增長。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 萬噸，市場規(guī)模為 12.51 億元；預(yù)計 2025 年全球納米晶需求量達 7.4 萬噸，市場規(guī)模有望達到 33.29 億元，2020-2025 年間年復(fù)合增長率為 23.4%。納米晶材料行業(yè)集中度較高，市場競爭激烈。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、電子、建筑、機械等領(lǐng)域相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)、經(jīng)營和銷售，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納米晶材料龍頭企業(yè)，在技術(shù)創(chuàng)新帶動下，我國龍頭企業(yè)的納米晶材料制備工藝已經(jīng)達到全球先進水平。

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，汽車及高端 5g 通信領(lǐng)域則會用到鎳合金。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值量不超過 50%，磁粉芯整體毛利率能夠達到 45%-60%。 21 年大宗商品價格高企，以軟磁材料上游原料鐵及磁性元器件繞組上游銅價格為例，銅由 20 年 3 月的低點 36570 元/噸漲至 21 年 5 月高點 76110 元/噸，鐵礦石價格由 20 年 2 月的低點 645 元/噸漲至 21 年 5 月高點 1573 元/噸。上游原材料的漲價給磁材企業(yè)及磁性元器件廠商帶來成本壓力，同時價格向下游客戶傳導(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)致全球能源價格大漲，銅和鐵礦石階段性走強。隨著后續(xù)大宗商品價格的回落企穩(wěn)，下半年市場上銅呈現(xiàn)供應(yīng)少量過剩的局面，銅價和鐵價出現(xiàn)下行趨勢，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，居民樓開始大量鋪設(shè)光伏機臺，此時非晶納米晶產(chǎn)生的噪音會對居民產(chǎn)生影響，金屬磁粉芯便開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。三種軟磁材料當(dāng)前呈三足鼎立態(tài)勢，粉芯材料在 10k-60kHz 領(lǐng)域有極大的市場，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對整機造成影響，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格更高的鐵鎳鉬合金粉芯，此時鐵氧體比磁粉芯更具有成本優(yōu)勢。而一旦超過 150kHz 磁粉芯會發(fā)熱嚴(yán)重，此時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磁粉芯緩慢替代的過程，但當(dāng)前頻率大部分處于 40kHz 以下，替代需要較長的過程，短期內(nèi)磁粉芯需求仍舊較旺盛。

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)定律為原理實現(xiàn)電能和磁能相互轉(zhuǎn)換，是儲能、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)原理實現(xiàn)電能變換或把電能從一個電路傳遞到另一個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。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行，還設(shè)有儲油柜、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)展給變壓器帶來了新的增量市場。據(jù)中國電子元件協(xié)會數(shù)據(jù)，2020 年全球變壓器市場規(guī)模約為 615.8 億元，2021 年為 668.4 億元，同比增長 8.5%，至 2025 年將達 786.8 億元，2020-2025 年年復(fù)合增長率為 5%。

電感器是一種儲能元件，利用電磁感應(yīng)原理，將電能轉(zhuǎn)化為磁能而存儲起來。其結(jié)構(gòu)類似于變壓器，但一般只有一個繞組。電感器的主要功能是篩選信號、過濾噪聲、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)交流電通過電感時，電流產(chǎn)生的磁場將其他的繞線切割，從而產(chǎn)生反向電壓并阻礙電流變化，在電流突然增加時阻礙電流的趨勢尤其明顯。反之當(dāng)電流減少時，則向電流增加的方向產(chǎn)生電動勢，阻礙電流減小的趨勢。電感的這種特性使得電路中電流通過更加平滑，減弱開關(guān)瞬間電流的急劇變化，可與電容、電阻等元件組合，對電路形成一定保護作用。當(dāng)直流電通過電感時，因其電流不發(fā)生變化，不產(chǎn)生反向電壓，也沒有發(fā)生短路的風(fēng)險，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，但是其固有的體積大而難以小型化，且生產(chǎn)自動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景，單價較高，但該領(lǐng)域行業(yè)集中度低，大小生產(chǎn)廠家諸多，且過去處于存量市場競爭，導(dǎo)致毛利率偏低。新能源的發(fā)展帶來了大量高電壓場景下的逆變、升降壓等需求，京泉華、可立克、伊戈爾、麥捷科技等頭部企業(yè)抓住新能源的機遇，產(chǎn)品已切入逆變器及主機廠大客戶。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，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。繞線型的特點是 Q 值高，濾波器帶通的衰減特性較好，同時 Rdc 低，適用于大電流流過的扼流電路中。薄膜型的特點是可實現(xiàn)對線圈模型的細微加工，在實現(xiàn)小型化的同時具備較高的 Q 值特性，且 L 值的偏差較小，能實現(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。國產(chǎn)廠商中，順絡(luò)電子為片式電感龍頭企業(yè)，市場份額國內(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、中國大陸（16.1%）、中國臺灣、韓國、德國等地，主要廠商包括村田、TDK、太陽誘電、勝美達、線藝電子、順絡(luò)電子、奇力新、三星電機等。下游來看，移動電源（35.5%）為******的應(yīng)用市場，同時 5g、光伏風(fēng)電、電動車等新興領(lǐng)域需求的迅速攀升成為推動電感市場增長的主要動力。根據(jù)中國電子元件協(xié)會數(shù)據(jù)，2019 年全球電感市場規(guī)模為 529.9 億元，預(yù)計 2024 年將增長至 761.5 億元，五年 CAGR 達 7.5%。

3 下游新能源增量助力，磁性元件揚帆起航

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)，近年來發(fā) 展迅速。國家能源局印發(fā)的《2022 年能源工作指導(dǎo)意見》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總量比重提高到 17.3%左右，新增電能替代電量 1800 億千瓦時左右，風(fēng)電、光伏發(fā)電發(fā)電量占全社會用電量的比重要達到 12.2%左右。能源轉(zhuǎn)型的大背景下，磁性元件的發(fā)展也迎來了更高的要求和更廣闊的空間。根據(jù)國際能源署數(shù)據(jù)，2021 年全球光伏新增裝機容量為 173.5GW，同比增長 22%；到 2025 年有望增長至 273GW，期間 CAGR 達 11.96%。根據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，2022 年國內(nèi)光伏新增裝機容量 87.41GW，同比增長 60.3%，累計裝機容量達 392.61GW，同比增長 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)出來的是直流電，沒法直接并入電網(wǎng)或供家庭使用，而此時逆變器作為整個系統(tǒng)實現(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]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，那么其具備了儲能功能，稱之為“儲能逆變器”。

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，所以廠商對于光伏逆變器的價格不敏感，愿意以較高的價格保證逆變器的高性能穩(wěn)定工作。華為自 2010 年開始深耕逆變器行業(yè)，其產(chǎn)品價格偏高但質(zhì)量好性能優(yōu)異，自 2015 年開始連續(xù) 7 年出貨量實現(xiàn)************。陽光電源、古瑞瓦特、錦浪科技、上能電氣、固德威等國產(chǎn)企業(yè)也在 2020 年位居出貨量前十，中國企業(yè)逆變器企業(yè)的優(yōu)異表現(xiàn)也給國產(chǎn)電感帶來了無限的暢想。

一臺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結(jié)構(gòu)，輸入電壓范圍較寬，單相為 70-550V，三相為 200-1000V。前級為 BOOST 升壓，要配置升壓電感，后級為逆變電路，要配置濾波電感。升壓電感將輸入的電壓進行升壓處理，使發(fā)出來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看，功率電感在其整個工作段內(nèi)紋波電流相對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)，提高功率電感對應(yīng)鐵氧體材料的高溫 Bs(飽和磁通密度)非常必要;另一方面，從損耗的角度來看，功率電感的損耗可能占到太陽能逆變系統(tǒng) 總損耗的 20~40%，降低功率電感鐵損非常必要。

逆變器中，電感為實現(xiàn)其功能的最核心的部件之一，占逆變器成本超過 14%。根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研，1GW 裝機量對應(yīng)的電感價值量可達 2000-2500 萬元人民幣，我們?nèi)≈虚g值 2250 萬元，其中磁粉芯占比約 30%，即 675 萬元。根據(jù)國際能源署數(shù)據(jù)，2021 年全球新增光伏裝機量為 173.5GW，我們測算 2021 年全球光伏用電感市場規(guī)模為 39 億元，其中光伏用磁粉芯市場規(guī)模為 12 億元。根據(jù)國際能源署預(yù)測，以 25 年全球新增 273GW 裝機量測算，光伏用電感、磁粉芯市場規(guī)模分別為 61 億元、18 億元。

22 年以來，已有多地陸續(xù)出臺汽車消費政策，力圖帶動汽車行業(yè)市場回暖。 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、國家能源局綜合司發(fā)布《開展 2022 新能源汽車下鄉(xiāng)活動的通知》，推動新能源汽車使用環(huán)境的改善以及農(nóng)村充換電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。新能源車與充電樁的高增長對磁性元器件的使用產(chǎn)生了拉動作用。根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2022年國內(nèi)新能源車銷量達 688.7萬輛，同比增長93.4%，市場滲透率達 25.6%。12 月當(dāng)月新能源車銷量達 79.5 萬輛，同比增長 51.8%，環(huán)比增長 3.6%，滲透率達 31.8%；分車型看，純電動車銷量為 62.4 萬輛，同比增長 37.7%，插電混動車銷量為 18.9 萬輛，同比增長 129.2%。22 年以來新能源汽車總體保持高速增長，月度產(chǎn)銷量不斷創(chuàng)下新高。

新能源汽車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。相對于光伏電感，汽車電感涉及行駛安全，對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 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、雨刮器等低電壓車載電子器件使用。DC/DC 中諧振電感容易發(fā)生短路，短路后輕則模塊燒毀，重則整車起火，因此對該電感的質(zhì)量要求很高。電機電驅(qū)裝置中，IGBT 模塊需要變壓器實現(xiàn)驅(qū)動功能，視車型不同可能采取 3/6/12 個變壓器，主變壓器大部分采用鐵氧體鐵心，材質(zhì)較為脆弱，在車載環(huán)境下抗震動性需要得到保障，因為該變壓器直接決定電機能否實現(xiàn)供電，與汽車動力相關(guān)，因此對安全性及可靠性要求較高。

新能源車中共模電感主要解決電磁噪音問題，能夠提升乘員的舒適度，不與行駛安全問題直接相關(guān)。總體來看，國內(nèi)廠商在共模電感中競爭力較強，交期穩(wěn)定、成本有優(yōu)勢。在涉及行駛安全的電感方面日立、勝美達、TDK 等國外廠商供貨較多，國內(nèi)順絡(luò)電子在該領(lǐng)域產(chǎn)品也具備一定競爭力。隨著國內(nèi)廠家對車規(guī)理解的提升，對國外廠家的替代趨勢正逐漸形成。

新能源汽車中磁性元件單車價值量較大，一般在 800-1800 元之間，我們?nèi)?中間值 1300 元；波動較大的原因是不同車型配置的 OBC 及 DC-DC 容量大小有差異，其中如比亞迪的混動車型磁性元件價值量可達 2200 元。金屬磁粉芯占比在車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)，我們測算 2021 年全球新能源車用磁性元件、磁粉芯規(guī)模分別為 88 億元、26 億元，在未來將伴隨新能源車的增長而高速增長，至 2025 年分別達到 234 億元、 70 億元，期間 CAGR 達 27.79%。新能源車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/充電樁樁約為 3：1，21 年新能源乘用車銷量占比達 95%，商用車占比約 5%，而商用車一般采用換電模式，認(rèn)為沒有充電樁建設(shè)需求。假設(shè)未來保持以上比例不變，根據(jù) EV Volumes 及 EV Tank 數(shù)據(jù)，我們測算 2021 年全球充電樁用磁性元件市場規(guī)模為 4 億元，2025 年將增長至 11 億元

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