1.1 软磁全链条布局 非晶合金引领
公司深耕软磁材料领域,构建非晶合金薄带及制品、纳米晶、磁性粉末三大业务线。非 晶合金是支撑公司营收的支柱,2023 年非晶合金薄带及制品占比达 77%。纳米晶业务逐 渐取得进展,2023 年营收占比达 13%,第三大业务为磁性粉末,占比 8%。 公司下游应用主要集中在两大领域,分别为电力变压器行业及电子磁性元器件行业。非 晶合金带材是非晶合金变压器铁心的主要材料,主要用于与磁导线构建电磁感性系统, 作为传输能量的载体。纳米晶带材逐渐在电感磁芯、电机定子等领域崭露头角,以其制 成的磁芯可用于生产电感。磁性粉末的应用则集中在电子磁性元器件,流向家电、新能 源逆变器、汽车电子等领域。
软磁材料是指本身容易在磁场作用下被磁化,也易于退磁的一类材料。除非晶合金外, 还包括硅钢、软磁粉末等材料。软磁材料易于磁化与退磁,适合应用于变化的磁场中, 非晶合金是软磁材料中的佼佼者。 非晶合金俗称液态金属,是一种软磁合金材料。主要成分有铁、硅、硼等元素。非晶合 金带材是将金属溶液以每秒 106℃冷却后成型,因急速冷却,该合金的物理状态表现为金 属源自呈无序非晶体排列。而特殊的源自结构,使得非晶合金具有低矫顽力、高磁导率、 高电阻率的优异特征。
1.2 业务结构清晰 一主体两翼驱动
营收增长势头良好,三项业务均对增长有贡献。目前非晶合金薄带及其制品是公司主体 业务,营收占比较大,增长势头较为强劲,2023 年全年营收 13.67 亿元。纳米晶及磁性 粉末稳健增长。公司自 2021 年以后营收增速较前两年明显提升,主要来自于下游需求驱 动。

非晶合金毛利率稳中趋升,其他产品毛利率有一定波动。非晶合金薄带及其制品营收增 长趋势下,毛利率同步增长,共同驱动毛利润占比维持在较高水平。2018 至 2023 年间, 非晶合金薄带及其制品毛利率由 24.59%提升至 34.2%,累计提升 9.61pcts。纳米晶及磁 性粉末毛利率波动较大,纳米晶产品毛利率近两年略有承压,磁性粉末毛利率 2023 年回 升。
公司非晶薄带及制品营收及毛利率稳步提升,主要来自于高售价与低成本的双重驱动。 非晶带材及其制品综合价格在 2018 年-2020 年大体稳定。 2021 年为公司主要业务毛利 率低点,主要由于价格及成本的双重压力,当时正值非晶合金变压器渗透率低点,非晶 合金需求不振因此价格略有承压,此后两年价格正向驱动。2022 非晶合金变压器渗透率 重回增长,需求回升下价格显著修复,而 2023 年单位成本的下行推动了单位毛利润的显 著上移。价格与成本的共振推动了非晶合金薄带及制品单吨毛利润在 6 年间提升了 2363.84 元。
成本端以原材料为主,上游价格周期性波动扰动成本。非晶带材及制品成本主要由原材 料、人工、制造费用构成,其中人工及制造费用偏稳定,原材料成本占比较大。主要原 材料硼铁、纯铁、废钢价格主要为含铁元素材料,因此与黑色金属价格周期存一定相关 性。公司在黑色商品景气度较高年份中成本有一定上行压力,例如 2022 年,公司非晶薄 带单位原材料成本明显上行至 8363 元/吨。而在 2020 年时,公司受益于下游价格低迷, 单位成本处在偏低水平。因此整体来看,公司中游制造特征较为明显,在商品价格低迷 期,若终端产品价格稳定,通常可获得单位毛利润的提升。
1.3 航发集团控股 布局向新材料
公司控股股东为中国航发资产管理有限公司,实际控制人为中国航空发动机集团。2015 年公司依托于云路新能源非晶事业部成立,实现非晶业务专业化发展,数年发展历程中, 公司不断壮大,逐步实现登陆资本市场。公司董事长李晓雨先生同时也是公司核心技术 人员,曾获得山东省科学技术进步奖,对公司核心技术形成做出过重要贡献。李晓雨先 生同时是青岛云路新能源科技有限公司的实控人,该公司在磁性元器件领域拥有较强影 响力,是公司磁性材料业务的下游客户。
募集资金投向纳米晶及磁粉等新兴业务,非晶带材随业务扩张实现内生增长。公司 IPO 募集资金主要投向纳米晶及磁性粉末业务,扩张在新兴领域的供给能力。非晶合金带材 扩产随业务增长依靠自有资金同步进行,目前公司有非晶合金带材年产能 9 万吨,纳米 晶及磁性粉末项目随业务推进节奏逐步实现投产。
把握出海趋势,海外业务成重要成长支撑。公司较早开展海外业务,近三年在海外需求 高景气的阶段中成功把握市场机遇,公司 2023 年实现海外营收占比达到 41%。韩国、 越南、加拿大为深耕的市场,已有一定成果。从全球视角来看,公司海外业务覆盖国家 数量仍然有限,增长仍然有较大空间。
1.4 卓越财务表现 持续优化的净利率
依托于非晶合金带材及制品靓丽的盈利表现,公司整体净利率水平持续提升,较 2018 年 累计提升 9.91pcts,成为推动 ROE 上行的主要驱动。 权益乘数及总资产周转率有所下 行,主要由于上市后募集资金增加。2023 年 ROE 水平为 14.55%。
1.5 非晶行业领头羊 成本优势显著
公司在行业内规模占优,国内市场销量显著领先。国内非晶合金行业内的主要企业有云 路股份、安泰科技、以及中岳非晶、兆晶科技等,海外主要企业有前身为日立金属的 Proterial。云路股份目前具有非晶带材产能 9 万吨,2023 年销售 8.7 万吨。安泰科技是 国内非晶合金行业的先行者,其前身钢研院承担了攻克非晶合金课题研究的任务,目前 安泰科技具有非晶合金带材年产能 4 万吨,纳米晶带材及制品年产能 8000 吨,规模略小 于云路股份。Proterial 在历史上曾占据领先地位,但在国内市场份额逐渐被安泰科技及 云路超越,目前在全球范围内其年产量仍有 10 万吨。 国产材料乘势而起,攻守之势转换。2016 年中国商务部裁定对原产自日本、美国的铁基 非金属材料实施反倾销措施,导致领先企业日立金属在中国市场份额迅速萎缩。在关键 的红利期国产厂商飞速崛起,产能与市场拓展同步推进,销量取得较大增长,实现份额 与竞争力相较海外主要企业的反超。如今攻守之势异也,公司规模已接近于原本的国际 巨头,在国内市场份额更是实现了超越。2021 年该反倾销措施到期,海外供应商向国内 销售非晶合金带材的反倾销措施解除,海外供应商重回中国市场,但并未能带来竞争加 剧,公司盈利能力并未受到冲击,2022 年后毛利率保持上行趋势。
行业内综合成本差异较大奠定领先企业的盈利空间。中国非晶合金产业开辟者安泰科技 同样具有较大规模,2023 年板块收入整体超过 7 亿元,利润超 3000 万元,实现出口 1.5 万吨。我们通过安泰子公司安泰非晶科技有限责任公司经营表现来观察同业的经营情 况,美中不足的是安泰非晶科技仅代表安泰非晶板块生产端利润,一部分板块内利润未 计在子公司体内。近年来安泰非晶通过不良资产剥离与股权重整,推动业务逐步走入正 轨,营业收入增长较快,在低基数的支撑下近两年增长快于云路,经营指标持续改善, 但非晶板块在盈利水平上仍有一定进步空间。考虑到从份额反映国内其他生产厂家规模 相对二者小许多,行业规模前二的净利率差异或反映行业有着较大的综合成本差异,如 北交所上市公司中岳非晶近 4 年均亏损。而规模较小且成本较高的产能易成为价格冲击 下的边际供给,领先企业的利润空间具有一定安全垫。

成本差异源自于多因素共振,直接优势在于单线规模及成品率,背后是优秀的材料开发 能力、装备实现能力、应用拓展能力的整合。通过精密连铸技术解决熔体流动均匀性问 题,确保小流量熔体稳定、恒流恒温输送;通过极端冷凝控制技术解决带材脆性的工艺 性稳定,连续抓取 10 万米以上不断带;通过成分设计及氧化冶金技术控制杂质尺寸及含 氧量;实现连续生产 10 小时以上、连续喷带 10 万米的稳定生产能力,单喷合格率在 95% 以上。该工艺需要喷嘴材料长时间钢水冲刷下不变形、需要冷却辊长时间耐磨损,公司 装备自主实现配套,公司 180 项发明专利中,38%集中在装备开发领域。目前日立金属 同样采用多炉连续式生产,可以做到 8 小时连续生产,成材率大于 80%。而国内厂家普 遍采用单炉间歇式模式,效率及成材率较低。 公司成品率领先于日立金属,由此可在单 位成本上产生较大差异。
不断推进降本增效,以废钢替代工业纯铁降低成本。公司的主要原材料包括工业纯铁、 硼铁、废钢、硅铁等。公司通过配方的优化,以废钢替代价格更高的工业纯铁,废钢采 购比例由 2018 年的 3.2%提升至 2021 上半年的 12.65%,有效降低成本。由于近三年硼 铁、铌铁价格有所上行,而废钢、硅铁等含铁元素金属原料价格总体稳定,我们预计硼 铁、铌铁成本占比较历史成本结构有一定提高。
非晶合金及硅钢是生产变压器铁心的两类关键材料,二者存在一定竞争性关系。非晶合 金制成的变压器具有低空载损耗的特征,源自于非晶带材矫顽力特性赋予的低铁损,节 能优势突出。二者应用在变压器中主要制成铁心,与电路线圈共同组成电磁感应系统, 是电能传输的介质。电路线圈产生的磁场通过铁心集中和传递,使电能高效传递。而交 流电路特定频率的周期性变化导致磁路方向及强度产生变化,铁心处在变化的磁场中频 繁被磁化与退磁,因此需要采用低磁滞损耗及低矫顽力的材料以降低铁心损耗,如采用 普通铁合金等硬磁性材料,铁心将因磁场变化作用产生较大能量损耗,以热量形式损耗。 在生产方式上,非晶合金与硅钢的差异主要在成型阶段。非晶合金冶炼为短流程,主要依靠结晶器飞速冷却成型,而硅钢则通常采用长流程工艺。通常金属熔融液体在冷却过 程中,内部原子从液态的无序排列转化为有序排列,得到晶态固体,而非晶态合金则通 过较高的冷却速率来制造。在飞速冷却的过程中,熔融液体混乱原子排列状态被冻结, 晶核来不及生长,从而得到“液态金属”。
在性能上,非晶合金磁导率明显高于硅钢片,矫顽力及铁损显著低于硅钢片。1)非晶合 金电阻率高于硅钢,铁心涡流损耗大幅度降低,因此单位损耗较低。2)非晶合金磁致伸 缩率高于硅钢,伸缩导致叠片铁心之间摩擦剂震动,故产生较大噪音,可通过退火工艺 或铁心构型重构等方式来弥补。3)非晶合金叠片填充系数低于硅钢。4)非晶合金硬度 大,脆性大,使得加工难度较大。
由非晶合金制成的变压器,相较于硅钢铁心变压器具有低空载损耗的优势,空载损耗可 降低接近 60%。优势的来源来自于材料本身特性。变压器空载损耗主要由铁损和铜损组 成,铜损为电流通过铜绕组的损耗,各类型变压器间差异不大。铁损由变压器铁心的磁 滞损耗和涡流损耗构成。磁滞损耗来自于交流电路中相位转换导致磁场转换过程中,铁 心中磁畴在磁化与退磁过程中重新排列产生摩擦,导致能量以热能形式损耗,而非晶合 金晶体结构无序状态下磁畴运动更为顺畅。涡流损耗与铁心材料厚度成正比与电阻率成 反比,非晶合金电阻率高于硅钢,厚度在微米级别,同样远小于硅钢,因此涡流损耗较 低。
依据最新国标测算,非晶变压器较电工钢带变压器空载损耗显著降低,可带来较明显费 用节约。以容量为 1250kVA 的变压器为例,一级能效非晶变压器每年可较同级别电工钢 带变压器节约空载损耗费用 4270.5 元,以 30 年使用寿命测算,全生命周期节约空载损 耗费用可达 12.81 万元。同容量的二级能效非晶变压器每年可较同级别电工钢带变压器 节约空载损耗费用 4953.78 元,同样以 30 年使用寿命测算,全生命周期节约空载损耗费 用 14.86 万元。
非晶合金制成变压器的劣势在于成本、加工难度、噪音以及抗短路能力。非晶合金饱和 磁感密度略低于硅钢,导致非晶铁心体积通常较硅钢变压器大,以弥补磁感密度的不足, 导致非晶变压器成本高于硅钢变压器。此外非晶合金较薄的特性以及退火后脆性提升使 得加工过程中易产生碎屑,质量缺陷易影响最终变压器性能。同时非晶合金自身磁致伸 缩效应导致噪音较大,结构设计上通过夹紧固化来弥补,但同样受限于伸缩特性无法过 于夹紧,运行过程中仍较硅钢变压器有更大噪音。传统方式设计的非晶合金变压器抗短 路能力有所不足。以上缺陷曾导致非晶变压器在节能上的优势被掩盖,历史上出现过一轮非晶变压器占比快速下行的过程,在经过铁心结构设计的改良后,相关缺陷的影响显 著降低。
2.1 电网侧:节能政策及技术进步推动非晶变压器二次进阶
电网系统通常由发电侧、电网侧、以及需求侧组成,而电网本身主要由输电系统及配电 系统构成。基于我国远距离跨区域输电的背景,我国输电网络电压等级在 110kV 以上, 以降低长距离输送过程中的线损。而配电网络是电网系统的毛细血管,电压等级在 110kV 以下,通常 10kV 是应用广泛的电压等级。 非晶变压器主要应用于配网侧及用户侧,发电侧应用有待拓展。因非晶带材宽度有限, 难以制造大尺寸高压非晶合金变压器,因此非晶带材应用于大容量特高压场景并未打开, 难以在高压环境的主网上使用。目前非晶合金变压器主要应用在配电侧及用电侧中低压 场景,发电侧新能源领域的升压变压器应用场景正在逐步拓展。
我国电网工程投资规模整体平稳,24 年以来有所提速,电源工程在新能源投资的拉动下 增长显著。电源工程端设备设施处在迅速增长中,电网侧增长相对较慢,变压器是衔接 电源、电网、用户的关键设备,需求不仅来自于电网中的主网及配网建设,也来自于发 电侧的升压变压器以及用户侧业主自行投资的变压器,因此电源侧及用户侧投资对变压 器同样有较强拉动效应。2024 年以来电网工程投资增长较快,前 6 个月同比增长 23.7%。

根据电网十四五规划,配网端投资仍是电网投资主力。国家电网公司发布《构建以新能 源为主体的新型电力系统行动方案(2021-2030)》,计划在十四五期间配电网建设投资超 过 1.2 万亿,占电网建设总投资的 60%以上,2025 年城乡供电可靠率分别达到 99.97%、 99.88%。南方电网计划在十四五期间,推动电网建设总体投资规模为 6700 亿元,配网 投资建设规模达 3200 亿元,配网投资占比接近 50%。配网端需求未来仍有回补空间。 参照《配电网规划设计导则》配电网主要包括 110kV 以下的电网,110~35kV 为高压配 电网,10(20、6)kV 电网为中压配电网,220/380V 电网为低压配电网。非晶变压器可 适配中压、低压配电网及部分高压配电网。
多项纲领性政策推动高能效变压器需求回升向好,以非晶合金变压器为代表的高效节能 变压器迎来发展机遇。
节能降碳是最重要的政策基调。《变压器能效提升计划(2021—2023 年)》中规划, 到 2023 年高效节能变压器(新国标中 1 级、2 级能效标准)在网运行比例提高 10%,当年新增高效节能变压器占比达到 75%以上。2023 年过去后,国务院今年 印发《2024—2025 年节能降碳行动方案》,提出将高效节能变压器占比继续提高 10 个百分点以上。
农村电网巩固提升推升中低压配网相关需求。23 年 7 月国家发改委发布《关于实施 农村电网巩固提升工程的指导意见》,提出巩固提升农村地区电力保障水平,构建新 型能源体系,推动智能配电网建设。定量提出到 2025 年,东部地区户均配变容量 不低于 3.5kVA,中西部和东北部地区不低于 2.3kVA。并明确提出提升农村电网装 备水平,加快老旧电网设备更新,逐步淘汰 S9 及以下变压器等落后低效设备,原则 上不得采购低于能效 2 级的电力设备。
工业转型升级推动用户侧高能效变压器应用,新增制造业投资及存量改造均存机遇。 《工业能效提升行动计划》中强调加强特种非晶电机和非晶电抗器等电机核心元器 件研发,开展非晶合金等变压器用材料创新和技术升级。推动 2025 年新增高效节 能变压器占比达到 80%以上。 产业周期视角看非晶合金变压器占比,历史上占比有所波动,而今迈步从头越。从国网 配网变压器招标情况来观察,非晶变压器占比经历一轮较快的下行趋势,自 2015 年高点 往后,配网变压器招标总数量下行,且非晶合金变压器占比下行。主要由于过往平面铁 心非晶变压器的技术缺陷,节能的优势被忽略。但近三年非晶变压器占比逐步回升。
从下游主要非晶变压器生产厂家经营数据来观察,2015 年-2020 年非晶变压器销量承压 明显,2022 年起重回增长。主要的非晶变压器制造厂商国网英大与扬电科技相关产品销 售数量及销售金额均明显下滑。自 2022 年起,非晶变压器重回复苏通道。云路股份在这 一明显的负向市场环境影响中实现了市场份额的超越,完成资本市场登陆;并在 2021 至 2023 年的复苏周期里实现净利率的显著提升,同时把握住海外市场的高速增长,彰显卓 越优势。
近年来非晶变压器占比的回升受益于技术迭代。立体卷铁心技术有效弥补非晶合金瑕疵, 放大其节能优势,使得非晶带材在变压器领域重获新生,采购占比显著回升。立体卷铁 心本身为自稳结构,相对叠片式铁心震动小,可较传统非晶变压器噪音降低 10-25dB (A);此外因结构革新,总重量较叠片铁心减轻约 15%,节约 20%-25%的钢材,弥补 非晶变压器铁心重量相对硅钢变压器重导致成本上升的劣势。立体卷铁心相较传统铁心 抗短路能力显著提升,置信电气样机在短路试验前后测量相电抗差仅在 0.3%左右,远远 低于国标中规定的 4%。通过技术迭代非晶变压器传统上噪音大、抗短路能力差的缺陷有 效解决,节能优势仍然突出,进阶前景已经显现,2022 年以来的占比持续提升是重要印 证,持续性更值得期待。
基于节能政策的力度,以及非晶合金变压器自身的技术进步,我们认为当前正值一轮非 晶变压器渗透率回升的早期阶段。 对于非晶合金价格,短期不必悲观。投资者或许担忧 2023 年取向硅钢价格大幅下行之后, 非晶合金变压器相对硅钢变压器的比价扩大,竞争性材料价格下行或撬动需求走弱从而进一步拖累非晶合金价格。我们认为这条逻辑的断点如下:
首先在于电网采购时节能政策权重或高于短期经济性,硅钢变压器性价比提升对非 晶变压器需求拖累不一定成立。首先不论取向硅钢及非晶合金比价关系如何演变, 非晶合金变压器在全生命周期成本的优势始终存在,符合节能政策取向的基础仍然 存在。从历史经验出发:非晶合金变压器采购占比高峰 2016—2017 年期间,取向 硅钢价格经历一轮持续的下行,硅钢经济性显著提升但并未转化为对非晶合金变压 器需求的拖累;反面角度来看,2021 年取向硅钢价格上行期同样并未推动非晶合金 变压器需求走强,彼时正值非晶合金变压器因技术缺陷陷入采购需求的谷底,此后 立体卷铁心技术解决了技术缺陷方重新回升。
其次虽然取向硅钢价格下行幅度较大,但由于硅钢材料成本占比的因素,终端变压 器产品的价格下行幅度相对更小,因此非晶变压器相对硅钢变压器价格劣势并未显 著扩大。以中低压变压器生产厂家江苏华辰为例,其取向硅钢采购成本在 2019- 2021 年占比在 25%-31%之间,若取向硅钢价格下行 20%,其总采购成本仅下行 5%-6%。
最后非晶合金供给侧格局决定价格下行空间非常有限,一方面由于非晶合金行业的 中小厂家并未显著盈利,另一方面由于过去非晶合金价格并未涨到激励资本支出的 水平。正如我们前文讨论的,2023 年非晶合金价格水平下,行业内规模同样领先的 安泰非晶科技并未取得丰厚利润率,因此价格也并未达到激励资本支出的水平,这 是与取向硅钢的显著差异,非晶合金供给端并未大幅扩张,同时存量产能成本偏高 使得价格下行易导致边际供给收缩,限制了价格下行空间。
综上,我们认为非晶合金变压器与硅钢变压器的选择由政策周期主导,在节能重要性突 出的政策环境中,非晶合金变压器全生命周期的成本优势仍在,因此我们对需求相对乐 观,非晶合金受取向硅钢价格拖累程度有限。同时从供给侧的竞争格局出发价格下行空 间较为有限。公司作为非晶合金行业龙头或享持续的高利润水平。
2.2 用户侧:多场景开花 低负载条件下节能优势显著
低负载用电场景是非晶变压器最大化其节能优势的领域。基于非晶变压器低空载损耗的特征,将其应用在低使用负载的场景中有较大的节能优势。在用户端低负载系数的场景 有轨道交通领域,以及数据中心领域,因日内负荷波动较大且空载时间较长,采用非晶 变压器优势显著。用户侧应用较为分散,相应的应用机遇也非常丰富。
2.2.1 轨道交通
轨道交通电网的需求有较强的负载不均匀且空载时间长的特征,因此应用非晶变压器可 充分发挥其空载时的节能优势。夜间城市轨道交通停运时接近空载,早晚高峰交通时间 负载较高,其余时间负载偏低,全天用电负载波动较大且满负荷时间较短。根据付莉等 在《非晶合金变压器及其在成都地铁 30 号线的应用》中测算,目前城市轨道交通配电变 压器负载率约为 30%,长期处在轻载状态。以成都 30 号线规划为例,在全生命周期内 应用非晶变压器可较普通硅钢变压器净节约能耗成本 1300 余万元。根据广东地铁设计研 究院测算,全生命周期内应用每台 2500kVA 非晶变压器可较应用同容量硅钢变压器节约 能耗成本 35.2 万元,而非晶变压器初始投资成本较硅钢变高出 11.5 万元,综合测算节能 产生的经济效益达 23.7 万元。
增速有所放缓,存量在建及规划项目规模仍然可观。截止至 2023 年年底,城轨交通线网 建设规划在实施的城市共计 46 个,线路总长 6118.62 公里。在实施建设规划项目可研批 复总投资额合计为 40840.07 亿元。根据中国城市轨道交通协会预计,到十四五末,城轨 交通投运线路总规模趋近 13000 公里。
2.2.2 数据中心
数据中心建设维持较快增长。我国数据中心总机架规模增长速度维持在 25%以上,伴随 AI 产业进步带来庞大算力需求,数据中心建设有望保持较快增长。 低负载特征下非晶变压器节能显著。数据中心的用电特征在于非满载时间较多,夜间低 流量时间存在空载时段。而应用非晶变压器能发挥其低空载损耗的优势,实现节能。根 据中通服咨询,安装 35 台、总计容量为 14000kVA 变压器系统的运营商数据中心,采用 一级能效非晶变压器较采用一级能效硅钢变压器每年可节约大约 16.75 万度电,若以 0.6 元/度测算,节约电耗费用约 10 万元。
综合以上电网侧及用户侧的讨论,我们测算 2025 年国内非晶变压器贡献的非晶带材需 求有望达到 14.2 万吨。我们以广东省电网系统作为全国电网存量结构的参照,以测算电 网侧+用户侧需求。2020 年末广东电网在运行 10kV 公用变压器 33.66 万台,业主投资自 用的用户侧变压器 35.18 万台,合计 68.84 万台。至 2020 年末满足新国标 2 级以上要求 的不足 1%。若到 2023 年符合新国标 2 级能效要求的变压器在网运行比例提高到 10%来 计算,则需推广 6.88 万台高效节能变压器。至 2025 年预计占比需再增加 10%,从年均 视角来看,节奏有所加快。假设广东省的电网结构与全国其他地区大体接近,我们依据 广东省用电量在全国用电量占比 9.22%(2020 年)推断全国存量电网侧变压器有 365.08 万台、用户侧变压器 381.56 万台。
2.3 发电侧:新能源场景应用具备扩展潜力
基于新能源发电装置低负载的特征,非晶变压器在新能源发电场景具有较大潜力。新能 源发电设备的利用小时数均较低,因此,其变压器系统的空载和低负载运行时间较多, 当新能源发电设备停止运行时,升压变压器成为用电设备,以空载损耗的形式从电网吸 收电能。光伏电站变压器一天内有约 14 小时空载,约 4 小时为低负载运行,只有 6 小时 左右负载超过 50%。而风电每年发电小时数一般在 2500-3200h,变压器负载率较低。 由于较长时间处在空载或低负载状态下,新能源发电的变压器若采用非晶变压器,空载 损耗节能效应较为明显。 光伏电站中一般将光伏组件与逆变器组成一个最小发电单元单元,同时使用升压变压器 将 两 个 最 小 发 电 单 元 组 成 一 个 发 电 单 元 模 块 。 因 此 升 压 变 压 器 容 量 通 常 为 1000~1300kVA,非晶变压器可以满足。在光伏领域非晶变压器具有良好应用前景。 风电领域部分变压器可采用非晶合金变压器。由于风电单机发电容量较大,通常与之配 套的变压器也相应具有较大容量。对于陆地风电系统,主变压器容量要求超 31500kVA, 目前非晶合金受制于带材宽度,无法满足该大容量应用场景。但在站用变、升压变、自 用变等环节有应用潜力。

新能源发电采用非晶合金变压器具有经济性驱动。光伏发电荷载具有较强的年内季节性 及日内时间周期性特征,最大荷载时间通常出现在夏季午后时段,而日内其他时间荷载 偏低,夜间降至 0 荷载,全年发电小时数大约在 1450 小时。负载系数越低,非晶变压器 节能效果越突出。 政策性驱动即将显现。新能源建设初期,所采用的变压器缺乏针对性能效标准约束,而 新能源发电装置低负载的特征非常突出,变压器空载损耗相较其他输配电场景更高,这 一组合导致新能源发电变压器的选用缺乏能效相关考虑,能源浪费效应明显。最新的 《GB20052-2024 电力变压器能效限定值及能效等级》中,变压器能效表格新增 7 个, 为新能源发电侧光伏、风电、储能领域特别制定。未来针对新能源发电侧的标准或将拟 定,届时能耗限定值或进一步区分非晶变压器及硅钢变压器损耗值,用以更具体规范新 能源发电变压器的选用。新能源发电侧高能效非晶变压器应用有望得到加速拓展。
2.4 掘金海外:受益海外电网升级趋势与宽财政驱动
公司海外收入占比达到整体营收的 41%,充分受益于海外需求景气。海外的宏观背景是 成熟经济体延续宽财政支出助力经济维持在较高通胀局面,同时推动制造业回流以及基 础设施升级,电网作为重要基础设施成为投资端发力方向,而变压器是电网核心器件因 此充分受益;新兴经济体保持了需求韧性,资源国与制造国均受益海外需求景气,新兴 经济体维持了资本支出节奏。 变压器成品与电工钢材料出海趋势维持强势。中国变压器直接出海销售金额自 2021 年起 显著增长且持续性良好,2024 年前六月出口金额累计同比增长 22.9%,下图中变压器出 口金额波动偏大主要由于年末为出口高峰,而 2023 年末变压器出口金额跳跃式抬升。硅 钢材料出口伴随海外需求景气增长,2024 年硅钢出口数量环比上一年有所增长。
本轮电网投资回升的底层是海外用电需求的增长,这一增长的趋势在 2026 年以前或可 持续。据国际能源署测算,全球用电需求在 2022—2023 年分别增长 2.4%、2.2%,同时 预计 2024-2026 年间有望维持更高增长速度,实现年化增长达 3.4%。中国及其他新兴市场国家有望贡献未来 85%的需求增量,发达经济体贡献 15%的需求增长。
发达经济体老旧电网有较大改造需求,以满足发展需要。发达经济体只有约 23%的电网 基础设施运营年数不足 10 年,50%以上的基础设施已运营超过 20 年。相对而言,新兴 市场及发展中经济体运营不足 10 年的约占 40%,运营超过 20 年的不到 38%。电网老旧 的劣势在逆全球化的发展趋势中被放大,发达国家有充足动力促进基础设施升级。
宽财政支撑发达经济体电网建设。欧盟电网行动计划提出在 2030 年以前需完成 5840 亿 欧元电网投资,其中配电网络投资额在 3750-4250 亿欧元之间,以改造升级老旧的电网 系统,欧盟 40%电网服役年龄超过 40 年。美国基于控制通胀法案推出建设更好电网计 划,使用 200 亿美元联邦预算来强化电网。宽财政是电网政策推行的基础,6 月 18 日, 美国国会预算办公室将 2024 年预算赤字预计额调整至 1.9 万亿美元,较 2 月的预测值上 调 27%。
用电需求及经济韧性支撑新兴经济体电网建设。类似于下游需求对制造业产能的拉动, 电网建设滞后于用电需求,2023 年用电需求仍处在较高水平。由于电力近乎不具有库存 属性,我们以发电量来近似用电量,2023 年非经合组织成员国国家发电量同比增长 5.1%,反映用电需求仍然旺盛,而考虑到电网建设具有一定后周期属性,当期旺盛的用 电需求刺激当期电网投资规划,将转化为未来电网投资增长,因此电网建设在未来一至 两年内仍然具有确定性。

伴随电子元器件向高频化、小型化方向迭代以及新能源新基建的需求扩容,公司磁性粉 末及纳米晶合金有望迎来更大发展空间。
3.1 磁性粉末:后起进阶之路
磁性粉末主要用于生产磁粉芯,进而应用于磁性电子元器件,通常充当电能转换设备的 核心元件,主要用于新能源发电、新能源汽车、消费电子以及家电等领域。磁性粉末的 性能要求集中在低损耗及高饱和磁感密度,伴随电子元器件高频化、小型化的需要,磁 性粉末支撑的磁芯亦向高频时保持高磁通密度以及低损耗演进。高性能产品对生产工艺、 材料配方的要求更为严格,生产难度大而市场需求旺盛,因此盈利能力强于传统材料。 以铂科新材产品矩阵为例,其磁粉芯产品围绕工作频率以及高频环境中的饱和磁通密度 来开发。如今已迭代到铁硅 4 代 NPX 产品,可满足 500kHz 以上到 2MHz 之间的工况需 求,并保持 0.9T 以上的饱和磁感密度,可应用于中高频谐振电感等高端场景。工业应用 中,开发同时具备高饱和磁感密度与低损耗的软磁材料难度较大,同时在高频环境中保 持较高饱和磁密度也较为困难。
受益于新能源以及新基建扩容,软磁粉芯需求有望保持增长。软磁粉芯主要应用于 UPS、 变频空调、光伏逆变器等场景,伴随新能源投资增长,以及数据中心等新型基础设施建 设带动 UPS 需求,软磁粉芯市场规模或保持增长。 云路掌握磁性粉末制粉能力,良好技术解决能力有望转化为更优产品力。公司目前具备 水雾化、气雾化粉末生产能力,主要产品涵盖铁硅铝粉末、铁硅粉末、铁镍粉末等。同 时在水气混合雾化等新型生产装置上有一定研究积累。
公司磁性粉末有望向两个方向取得突破式发展,弥补后发不足,争取后来居上。一方面 源自于立足粉末制造能力向下游粉芯生产环节延伸,延长价值链,或进一步增强产品力, 向一体成型电感领域前进,改善粉末环节竞争激烈且毛利率偏低的现状。另一方面在于 立足家电电子元器件基础上向性能要求更高的新能源电子元器件突破,取得客户认证, 占据高端市场。 公司在非晶纳米晶领域积累的经验有望转化为纳米晶粉末的突破,从而为公司带来新的 增长助力。纳米晶粉末是制作磁粉芯的理想材料,其可在高频环境中保持较高的饱和磁 密度以及低损耗,是当前磁粉芯行业着力突破的领域。纳米晶粉末的制备难点在于雾化 成型同时兼顾冷却速度形成非晶球形颗粒,而粉末成型与急速冷却两难全。公司使用部 分纳米晶带材破碎后生产纳米晶片状粉末,但片状粉末不规则的棱角在一体化成型时易对绝缘包覆材料产生刺破,造成更大的涡流损耗,进而影响磁性能。目前公司已掌握极 限冷却雾化技术,可实现远高于传统气雾化、水雾化的冷却速率,适合生产球形非晶粉 末。相关技术或伴随第三代半导体(碳化硅、氮化镓)的应用,实现高频产品的市场拓 展。
3.2 纳米晶磁芯:适配高频及小型化应用
纳米晶合金是非晶合金迭代进步的产物,磁性能更为优越。其生产方式与非晶合金类似, 以非晶态合金作为前驱体,经适当的热处理后,获得纳米晶化后的合金。为保证纳米晶 在退火处理中的形核机制满足纳米晶形成的条件,合金配方中需加入一定量的铌和铜, 因此单价更高。纳米晶合金在保留非晶合金较低的矫顽力同时,拥有较非晶合金更高的 饱和磁感密度,同时具有更高的起始磁导率,以及更低的铁心损耗尤其是高频下低损耗, 此外纳米晶的磁致伸缩系数接近于零,解决了非晶合金应用时的噪音缺陷,是非晶合金 的全面升级产物。 纳米晶超薄带是制造电感、电子变压器、互感器等磁性器件的优良材料,主要应用于消 费电子、新能源发电、新能源汽车等领域。随着第三代半导体技术与新能源的发展与进 步,磁性器件亟需迭代以满足电子元器件高频化、小型化的要求。纳米晶材料在高频环 境下磁性能卓越,是替代传统铁氧体磁性器件的迭代方向。云路纳米晶超薄带产品宽度 可达 150mm,厚度可低至 14μm,在业界处于领先地位。

材料磁性能边界奠定在特定领域的应用优势。各类软磁材料基于其材料本身的特征,在 磁性能上有边界,大多数材料难以兼顾高磁通密度与高磁导率,而在高频环境下,铁损 的快速增加及磁导率的下降为大多数材料带来挑战。非晶纳米晶独有的晶界特征,使得 其具有在磁场中磁化与退磁较易实现的属性,因此饱和磁感强度与磁导率均偏高。
3.3 非晶纳米晶定子电机:轻量高效的进化方向
非晶纳米晶应用于电机定子的核心优势在于高频高速环境下的低铁损、低发热,从而具有匹配高转速应用场景的能力。由于电机的转动主要由定子绕组产生的磁场带动转子实 现,其转速与磁场转换频率直接相关,而电机定子处在高频磁场环境中,定子频繁在磁 化与退磁的过程中切换磁路,易产生较高铁损,进而发热。目前产业内主要采用无取向 硅钢以生产电机定子,无取向硅钢相对取向硅钢有更佳的各向异性,在高频的磁化与退 磁中损耗相对低。但硅钢的矫顽力及剩磁仍显著高于非晶合金,经更频繁的磁化与退磁 需要消耗更多的能量,即产生更多的磁滞损耗,进而产生更为显著的发热,降低电动机 效率。在高速高频应用中磁场转换更为频繁,非晶合金低损耗优势进一步放大。具体来 说,非晶纳米晶合金应用于电机可形成以下优势:
优势之一:低发热更适应高频高速应用场景。高速高频应用中硅钢定子铁心损耗快 速上升,受制于冷却能力,转速有天花板。而非晶纳米晶定子电机在高频下依旧可 以保持较低铁损,可通过提高转速输出更大功率。永磁电机转子的碳纤维护套技术 打开了高转速下转子端的应用限制,定子的发热成为制约转速提升的短板,非晶纳 米晶合金是解决这一短板的可行方案。
优势之二:降低损耗,提高电机效率,提升续航。非晶纳米晶合金在高速高频中的 低铁损意味着更高的效率,在相同频率与磁密下,非晶定子铁心的损耗为硅钢定子 铁心的 10%,纳米晶定子的铁心损耗为硅钢定子铁心的 3%左右,更为节能因此可 提升汽车的续航能力。
优势之三:高功率密度助力轻量化。基于高频高转速的限制被打破,电机的功率输 出可通过转速来保障,定子磁通量要求降低,可适当收缩体积。这在纳米晶电机上 体现较为显著,广汽成功推出功率密度可达行业常规电机 3 倍的纳米晶电机。
当前非晶合金大批量应用于电机受阻于加工难度,在高速高频应用中相对硅钢的噪音劣 势不显著。因饱和磁密度略低于硅钢,非晶合金电机磁通量略小于硅钢电机,在电机应 用中起步恒转矩阶段略有劣势,但在高速电机中,输出功率可通过高频高速弥补。同时 在高频应用中,非晶合金的噪音水平与硅钢接近,并不构成显著劣势。而非晶电机推广 的挑战主要在于较大的加工难度。非晶合金硬度大、脆性大的特征使得加工难度较大, 在冲床加工时刀具磨损大幅加快;同时由于非晶合金厚度较硅钢低许多,在单层冲压时 加工效率大幅低于硅钢片,同时对模具的公差要求较高,以保证叠片的尺寸一致性。
非晶带材的技术进步及加工方式的升级正推动其在电机上的应用。新一代非晶合金材料 的开发有望解决挑战。日立金属 2024 年 2 月宣布成功开发可应用于电机铁心的层叠非晶 合金带材。通过选择胶黏剂及胶黏剂厚度控制技术,日立金属将非晶合金实现层叠,同 时保持极低的胶黏层厚度,使非晶带材在空间的填充率达到 90%以上,并且保持了非晶 带材的磁性能,最终成品厚度与硅钢接近。在冲压定子叠片时可大幅提升加工时的效率, 其次胶黏层在加工时充当了缓冲层,可大幅降低模具损耗,延长模具寿命,此外先层叠 后冲压的加工方式相较分层冲压再叠片的加工方式可容许更宽松的冲压加工精度,提升 了产品质量。 而云路已储备有层叠非晶带材技术,并开发非晶电机定子的加工设备,同时注册专利, 技术路线储备有望受益非晶电机定子的产业应用。公司为非晶定子铁心设计多种解决方 案,单层冲压采取两次冲压方式,在第二次冲断,以降低冲切力,从而提高模具寿命, 降低加工成本。同时研究层叠后进行加工的优选工艺,与日立金属(Proterial)的解决方 案接近。
采用纳米晶合金制作定子是解决非晶电机难题的一条技术路径。纳米晶合金在高频环境 下噪音更低,损耗更少,同时磁导率随频率升高而降低幅度小,是可解决非晶合金应用 在电机中挑战的关键材料。如今纳米晶定子电机已在新能源汽车应用领域实现量产,有 望迎来快速发展。 广汽埃安于 2023 年初推出纳米晶电机,纳米晶合金低损耗低噪音的特征带来更低的散热 需求,可以应用于更高的频率中,输出功率可以更大。采用无取向硅钢则可能受制于高频率环境中,铁损过高而导致温升过高,降低效率同时增加了冷却难度,同时电机中温 度过高可能使转子中永磁体超过其居里温度而退磁。非晶纳米晶充当电机铁芯,降低了 电机铁损,从而减少了发热强度,解决了高频高频下的应用限制。
2024 年 2 月,应用该工艺的高速电机型号锐湃 M25 已经实现量产。广汽旗下的锐湃 M25 超级电驱作为该工厂的首款量产纳米晶电驱下线,其最高转速高达 22000rpm,功 率密度达到 12kW/kg,支持 900V 的超高压系统,将搭载在广汽旗下昊铂品牌车型上。 纳米晶材料需求有望伴随下游车型销售放量而实现同步增长。未来渗透率若继续提升, 则有望实现更大市场空间。公司作为行业龙头,有望延续非晶带材领域的市占率优势, 占据纳米晶电机材料较大的市场份额,打造第二成长极。
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