软磁材料受益电力电网,永磁材料拥抱汽车电动化。
磁性材料是指由过渡元素铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。 根据磁性材料按磁化后去磁的难易程度,分为软磁材料和永磁材料(又称为硬磁性材料), 经外加磁场后容易磁化且容易去掉磁性的磁性材料称为软磁材料,而经外加磁场后可长 期保留强磁性的磁性材料称为永磁材料。另外还有一种分法,习惯将其划分为铁氧体磁 性材料、稀土磁性材料及其它磁性材料三大类别。
磁性材料行业是一个高能耗、劳动密集型行业,随着能源紧张和劳动成本的提高, 国外磁性材料生产正逐步从发达国家向发展中国家转移,经过欧洲-美国-日本-中国的转 移,中国本土磁性材料生产厂商不断壮大。目前,我国专业从事磁性材料生产加工的企 业约 1600 多家,其中永磁铁氧体生产企业约 340 家、非晶软磁合金及金属磁粉芯生产 企业约 250 多家,稀土永磁企业约 300 多家,其他磁性材料生产企业约 100 家左右,其余 为磁性材料加工和粉料生产企业。
我国已经成为磁性材料生产大国,磁性材料产量位居世界第一。全球磁性材料生产 企业主要集中在日本和中国,日本技术较领先,而中国产量约占全球的 70%左右。据磁 性材料行业协会统计,2020 年我国生产销售磁性材料约 130 万吨,其中永磁铁氧体 80 万吨(超过全球产量的 78%),稀土永磁 16 万吨(超过全球产量的 90%),软磁 29 万 吨,其它磁体约 2 万吨。

软磁材料,指的是当磁化发生在 Hc 不大于 1000A/m,这样的材料称为软磁体。典 型的软磁材料,可以用最小的外磁场实现最大的磁化强度。软磁材料具有低矫顽力和高 磁导率的磁性材料。软磁材料易于磁化,也易于退磁,广泛用于电工设备和电子设备中。 应用最多的软磁材料是铁硅合金(硅钢片)以及各种软磁铁氧体等。 1)硅钢:电力、电机行业必须品 。硅钢是又称为电工钢,按含硅量不同,硅钢分为低硅片(中低牌号)和高硅片(高) 牌号)两种。低硅片具有一定的机械强度,主要用于制造电机,俗称电机硅钢片;高硅 片磁性好,但是较脆,主要用于制造变压器铁芯,俗称变压器硅钢片。根据中国金属学 会,2020 年我国硅钢产量 1118 万吨,产能利用率达到 88%。
2020 年中国硅钢片市场,无取向电工钢产量为 960 万吨,取向电工钢产量为 158 万 吨。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。
2)软磁铁氧体:通讯电子元件、家电、电机核心材料。我国软磁铁氧体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%。四氧化三锰是软磁铁氧体生产所需的重要原材料之一,软磁铁氧体能够完成电子信息技术中所需的能量转换、阻抗变换、滤波等功能,因此广泛应用于通讯、计算机、家 用电器、环保和节能等领域的绝大部分电子设备中。2020 年我国软磁铁氧体产量为 21 万吨。
3)铁氧体永磁:应用广泛,微特电机为主。铁氧体磁性材料为磁性材料的重要分支,国内以生产铁氧体磁性材料为主,2015- 2019 年中国铁氧体永磁材料和软磁材料产量总体呈稳定状态。2019 年我国铁氧体永磁 材料产量为 52.81 万吨,虽然同比下降 3.17%,但总体保持在 50 万吨以上。

国内磁性材料产业格局分散,行业集中度和高端产品占比有待提高。根据中国电子元件协会统计,2020 年我国铁氧体永磁材料生产企业有 340 多家,其中年生产能力在 1000 吨以下的企业占 45%,而 10000 吨以上的企业近 20 家,仅占 9%。同时,铁氧体 软磁材料也面临相同的困境,截至 2020 年,国内从事铁氧体软磁材料生产的企业共约 230 家,但大多数企业生产规模较小,年生产能力在 500 吨以下,仅有约 10 家企业能达 到上万吨的产能,并且技术含量偏低,主要应用在电动机、变压器等传统领域,高端技 术仍掌握在欧美国家手中。随着国家环保政策的不断出台,行业面临洗牌,产品标准不断加强,大量的中小企 业将会因为环保要求不合格而被淘汰,预计未来产能将会集中在大型企业手中,行业集 中度不断提升,逐渐形成龙头地位。
4)稀土永磁:高效节能电机之魂,拥抱新能源大时代。稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属(如钴、铁等)组成的合金,用 粉末冶金方法压型烧结,经磁场充磁后制得的一种磁性材料。稀土是稀土永磁材料的原 材料,中国拥有全球范围内最多的稀土资源储量,产量大,具有成本和资源优势。根据 美国地质调查局数据显示,2020 年中国稀土资源储量为 4400 万吨,达到全球的 36.7%, 且稀土产量为 14 万吨,占全球总产量的 58.3%。
2020 年中国稀土永磁材料生产能力在全球位居第一,占据全球 87%的市场份额, 而第二大产量大国日本的产量主要满足其国内需求,中国成为全球最大的稀土永磁材料 出口国。稀土永磁材料分为第一代铝镍钴磁体、第二代钐钴磁体和第三代钕铁硼磁体, 其中钕铁硼的磁能积在 27--50MGOe 之间,被称为“永磁王”,是目前磁性最高的永磁 材料,也是目前主要的稀土永磁材料。按照制造工艺的不同,钕铁硼永磁材料又可分为 烧结、粘结和热压三类,根据中国稀土行业协会公布的数据,2019 年我国烧结钕铁硼毛 坯产量为 17 万吨,同比增长 9.7%,占当年钕铁硼永磁材料总量 94.3%;粘结钕铁硼磁 性材料产量为 7900 吨,同比增长 5%,占比 4.4%,其他材料合计占比只有 1.3%。
尽管我国钕铁硼永磁产业已初步形成完整的体系,但由于生产设备和工艺控制水品 低、自动化程度较低等因素,我国钕铁硼永磁材料长期以中低档产品为主,且该领域进 入壁垒低、产品差异化小,国内企业承受着较大的市场竞争压力。目前,我国现有烧结钕铁硼生产企业 200 家左右,产能为 40-50 万吨,而年产量 3000 吨以上的企业仅占 7.5% (中科三环产量长期排名第一),而年产 1500 吨以下的企业占 84%,行业小而分散。随 着国内市场将逐步向高端领域转移,聚焦中高档产品的头部企业有望赢得市场份额。

磁性材料应用领域多样,消费电子、通讯、计算机、汽车、家电等行业对磁性材料 有着不可替代的需求。当前国家提倡绿色发展,在工业升级、消费升级和绿色经济的大 背景下,磁性材料作为清洁能源在节能环保、新能源、电动汽车、智慧城市、智慧地球 等新兴领域中得到越来越广泛的应用。在 2019 年全球高性能磁性材料需求结构中,汽 车用占比达到 52%,其中新能源汽车占 9%,另外消费电子也在数字化过程中占 11%。
1)汽车领域:新能源汽车驱动电机前景广阔,迎来需求风口。2019 年中国汽车磁性材料行业市场规模达到 22.1 亿元,从细分市场来看,新能源汽车磁性材料保持高速增长,成为我国汽车磁性材料行业持续发展的主要推动力。由于 补贴政策的延长和退坡力度的平缓,国内新能源汽车市场逐渐成熟,2021 年 1-9 月我国 新能源汽车产销分别达到 216.6 万辆和 215.7 万辆,同比增长超过 180%。中国成为世界 上最大的新能源汽车产销国,其快速发展对上游磁性材料起到带动作用。
汽车工业作为磁性材料最重要的应用领域,汽车电机、车体、车身底盘和信息部件 等各个方面都大量应用了磁性材料,其中驱动电机是新能源汽车的三大核心部件之一, 约占总成本的 10%。目前用于新能源汽车的驱动电机类型以交流异步电机与永磁同步电 机为主,其中永磁同步电机占据市场份额的 99%,磁性材料(钕铁硼)与硅钢片是决定 永磁同步电机价值的关键材料,分别占据总成本的 30%与 20%。2020 年中国新能源汽 车驱动电机装机量达到 146.3 万台,同比增长 10.5%。
2)风电领域:大型化降低成本,需求持续上涨。风力发电是全球高端磁性材料的第二大需求领域,2019 年占比 14%。风力发电领 域主要使用的是风机设备,包括永磁直驱风力发电机和双馈式风力发电机。永磁直驱风 力发电机相较双馈式风力发电机具有更能适应低风速环境、电网兼容性和发电效率高等 优势,且后期维护成本较低,是钕铁硼永磁材料的主要应用领域之一。 2020 年全球、我国风电装机容量分别为 743、281 吉瓦,2016-2020 年复合增长率分 别为 11%、18%。得益于双碳目标下国家政策支持、风机大型化降低成本助力平价上网, 2025 年新增风机装机量将达 82 吉瓦,2021-2025 年均复合增速达 34%,有力推动对钕 铁硼的需求。
3)消费电子:产品数字化发展,材料要求更高。磁性电子元器件,尤其是软磁器件在通讯中发挥着极其重要的作用,智能手机成为 主流,必须具有高清晰通话质量、有效防止窃听、抗干扰、通话范围大、功耗低、环保 低辐射等优势,需要高磁导率和低功率损耗铁氧体软磁材料作为抗干扰电磁兼容元件和 功率材料,以保证可靠性和稳定性。另外,智能手机的普及必然增加移动交换机的容量 和移动通讯地面站的数量,其中移动交换机的小型化和无人管理化需要低功率损耗和高 磁导率铁氧体软磁芯,对产品的性能要求更高。在下游终端占比最高的智能手机领域, 2021 年上半年全球智能手机出货量为 658.7 百万部,同比增长 18.86%,其中中国智能 手机出货量为 171.4 百万部,占比达到 26.02%,同比增长 11.01%。智能手机的发展也 带动了对磁性材料的需求。
