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按照用途一般分为软磁、永磁、矩磁、旋磁、压磁五大类,软磁、永磁是目前商用领域应用量最大的磁类材料。
永磁和软磁由于产品特性不同,应用领域各不相同。
其中,永磁主要利用自带的磁场效用用于制造马达、扬声器、磁控管、仪表等零部件;
软磁则利用外加磁场产生的电磁感应效应,用于制作变压器、电感器、扼流圈、互感器等。
1、软磁材料
软磁材料主要有铁氧体软磁材料和金属软磁材料两大类,在性能上各有优势和劣势,在应用中具有互补性。
铁氧体软磁是氧化铁与其他金属氧化物组成的化合物,其饱和磁通密度低于金属软磁,但具有很高的电阻率,在高频下内部感生的涡流损耗很低,因而可在几十千赫到几百兆赫的高频环境中使用。
目前主要用于变压器、电感器、滤波器、调制器等。
金属软磁是由铁、镍、钴、铝、硅等金属及其合金构成,由于其金属特征明显,因此饱和磁通密度高,但导电性能强导致高频段涡流损耗较高,且磁导率较低,性能特征使其很少用于要求较高磁导率和互感系数的变压器,而主要用于低频高功率的电感器、电抗器和扼流圈等。
2、铁氧体软磁材料
铁氧体软磁材料从组成上可分为锰锌、镍锌、镁锌、锂锌等不同类型,从应用范围来看,由于锰锌铁氧体材料一般在十至几百千赫频率下均可使用,且原材料不存在稀缺性,是目前应用最广的软磁材料,占整个铁氧体软磁市场份额70%以上。
锰锌铁氧体按材料特性分类,主要包括功率材料和高磁导材料两类。
功率铁氧体主要用于功率转换领域,用于制作各类开关电源、逆变器中的变压器、扼流圈、电感器等;
高磁导铁氧体主要用于抗电磁干扰(EMI)和信号传输领域,用于制作EMI滤波器和数字通信领域的宽带、脉冲变压器等。
锰锌铁氧体磁芯按规格大小分类,还可分为小磁芯、中磁芯、大磁芯等。
3、金属软磁材料
金属软磁材料按工艺特点主要分为工业纯铁及传统合金类软磁材料、非晶及纳米晶软磁合金材料和金属磁粉芯材料三类。
其中,工业纯铁、传统合金类软磁材料因电阻率较低,在高频下涡流损耗很大,所以应用频段受限;
金属磁粉芯是将各类铁磁性合金物质粉碎后与绝缘介质混合压制而成,可有效提高电阻率,减少涡流损耗,相比其他金属软磁材料可用于更高频段等,是目前性能优良、应用广泛、发展速度最快的金属软磁材料。
目前,主要有以下几类金属磁粉芯:
从应用情况来看,铁粉芯因损耗大,仅适用于要求不高的用途,正在逐渐被铁硅铝等合金替代。
铁硅铝和铁硅磁粉心原料中不含镍等贵金属,价格适中,且高频损耗、直流叠加特性较好,是目前应用量最大的两类金属磁粉芯;
钼坡莫合金磁粉芯虽性能优越,但因原料成本很高,目前主要用于少数高端领域;
铁镍(高磁通量)铁粉芯具有优异的直流叠加特型和较低的损耗,在高端电源领域有较好的应用;
铁基非晶及纳米晶磁粉芯是近年来发展起来的新型金属磁粉芯,具有损耗低、直流叠加特性好等综合优势,制造成本适中,对生产技术要求较高,目前产量相对较小,但发展前景较为广阔。
4、软磁材料应用领域
软磁材料下游应用范围较广,主要用来制作变压器、电感器等磁性器件,应用于新能源、通信、电磁兼容、汽车电子、照明、消费电子等领域。
具体应用情况如下:
三、行业经营模式及盈利模式
磁性材料行业盈利模式相对简单,通过产品生产销售实现盈利。
行业内部分企业同时生产永磁材料和软磁材料,如横店东磁、江粉磁材等;
规模较小的企业一般专注某一类磁性材料生产,如银河磁体、正海磁材专注永磁材料生产。
横店东磁、天通控股等行业内大型企业在立足磁性材料行业的同时,开始向多元化方向发展,拓展光伏、蓝宝石等其他产业。
此外,磁性材料行业内不同企业产品应用领域存在较大差异,如江粉磁材软磁铁氧体下游产品应用以笔记本电脑、台式电脑等消费类电子产品为主;
而新康达下游产品应用以新能源、移动通信、电磁兼容、汽车电子等工业领域为主。
四、行业竞争格局
我国软磁材料生产企业数量相对较多,根据《中国磁性材料与器件行业年鉴2013》,截至2013年底,我国从事铁氧体软磁材料(包括锰锌和镍锌以及镁锌铁氧体软磁)的生产企业约400家,,其中锰锌铁氧体生产企业约330家,金属磁粉芯及非晶/纳米晶软磁合金材料的生产企业约120家。
从行业竞争格局来看,主要存在以下特征:
1、高端市场以国外企业为主,国内企业整体竞争力有待提高
在铁氧体软磁材料市场,高端产品生产及新产品研发、标准规格制定等主要集中在日本TDK-EPC、台湾Ferroxcube、日本JFE等国外知名企业。
我国大批量生产铁氧体软磁产品的技术水平相对不高,根据《中国磁性材料与器件行业年鉴2013》,国产中低档产品占据国内外市场的60%以上,仅有少数企业能稳定批量生产具有较高性能的PC44等级的功率铁氧体和磁导率在10000以上的高磁导率铁氧体。
在金属磁粉芯市场,高端产品生产主要集中在美国Magnetics、韩国CSC、日本日立金属等公司,我国金属磁粉芯材料正处于大规模工业化生产的初级阶段,生产设备控制精度和自动化程度相对较低,更高磁导率、更低损耗、更优直流叠加特性的高端材料还需要进一步研发并实现批量生产。
同时新材料研发主要以仿制为主,缺乏自主创新研发机制。
2、国内市场行业集中度较差,优质企业相对较少
上述400家铁氧体软磁生产企业中,初具规模以上企业约120家。
铁氧体软磁材料年总产能超过45万吨,但年产能超过1000吨以上的企业仅80家左右,大多数为年产500-1000吨/年的小企业。
目前国内金属磁粉芯生产还处于发展前期,仅少数企业具有自主研发和生产能力,且生产规模较小,行业内尚未出现具有明显竞争优势的优质企业。
总体而言,软磁材料行业具有行业集中度差,优质企业偏少的特点。
3、市场竞争呈现区域集中趋势
我国软磁材料生产企业呈现明显的区域集中趋势。
其中:
铁氧体软磁材料生产企业主要集中在浙江省、江苏省和广东省,至2013年底,上述三个地区的规模企业占全部规模企业的比例达到65%以上;
金属软磁材料生产企业则主要集中在华南和华东地区。
五、行业竞争壁垒
1、技术壁垒
软磁材料行业属于技术密集型行业,下游客户需求呈现多样化和变化快的特点。
磁性材料下游客户对产品形状、尺寸、性能等往往提出个性化的需求,决定了磁性材料生产行业具有非标准化和定制化的特点。
企业需要较高的技术水平才能同时满足客户在原材料成分配比、形状尺寸、规格性能等多方面的需求。
此外,电子元器件产品具有更新换代快的特点,需要磁性材料生产企业具备快速反应能力,能迅速根据市场需求变化转变产品配方、模具等,这要求企业在工艺流程、生产管理和品质控制等方面建立良好的规范。
2、资金壁垒
磁性材料行业建设期厂房、窑炉等生产设备投入较大,同时日常经营过程中需要大量采购氧化铁、四氧化三锰、氧化锌等大宗原材料,营运资金需求较大,因此,磁性材料行业具有较高的资金壁垒。
3、市场壁垒
高技术含量的终端市场决定了软磁材料行业具有较高的市场进入门槛。
无论是终端市场还是下游电子元器件厂家均具有较为严格的软磁企业筛选标准:
一般需经过客户接洽,现场考察,样品开发选送,抽样检测,小批量试生产,批量生产一系列过程,同时后续为保证产品生产的稳定性一般不会轻易更换厂家。
因此行业进入较早且具有规模优势的软磁材料企业会占据较为明显的先发优势,从而构成了软磁材料行业的市场壁垒。
六、影响行业发展的因素
1、有利因素
(1)软磁材料不可替代
软磁材料作为磁性材料行业的重要分支,主要利用其电磁感应效应,被广泛用于制作变压器、电感器、扼流圈、互感器等,由于其磁性原理及特性与其它磁性材料不同,且经过多年发展相关技术已相对成熟,目前尚无其它磁性材料可以替代软磁材料的应用。
(2)国家产业政策支持
软磁材料应用广泛,特别是工业类及高端消费类专业软磁材料,作为国家重点鼓励发展的产业,一直受到国家产业政策的支持。
(3)下游需求持续稳定增长
软磁材料作为各类电子信息产品不可缺少的基础元件,被广泛的用于新能源、移动通信、电磁兼容、汽车电子、绿色照明等领域,上述领域属于国家战略新兴产业领域。
根据统计,随着我国消费结构调整及产业升级的需要,上述产业约按照25%的幅度增长,为软磁材料行业发展创造机遇。
同时,由于磁性材料特殊性能,新兴应用市场不断增加,如:
汽车电子、LED-TV、LED照明、EMC、4C(计算机/通信/广电/内容服务)融合、4G通信、智能电网、物联网、移动互联网、节能减排、风光发电、电动车等发展中的应用市场,将会给磁性材料产业提供更多发展机遇。
具体市场需求分析详见本节六、
(4)世界磁性材料产业向国内转移,带动国内磁性材料产业发展
由于国内原材料及劳动力资源优势,世界磁性材料产业相继向国内市场转移,使中国逐渐成为世界磁业加工基地。
国外优质磁性材料企业的进入,一方面带来了先进的生产技术及发展理念;
另一方面与国内企业的良性竞争促进国内产业整合,提高国内磁性材料企业的竞争力。
2、不利因素
(1)高端市场仍然受制于国外大型企业
日本、美国及部分欧洲国家在磁性材料生产方面起步较早,产品整体技术含量较高,且新产品开发能力较强,造成其在高端产品生产及新产品技术标准体系建设等方面占据绝对市场竞争优势,短期内国内生产企业在高端市场实现突破仍面临较大的困难。
(2)中低端市场呈现无序竞争状况
软磁材料中低端产品市场,特别是传统消费领域用的软磁材料市场,由于其产品对技术性能、生产能力、资金要求相对较低,导致行业内大量企业集中生产此类产品,中低端市场的无序竞争状况一方面导致全行业产能过剩,另一方面下游企业对专业高端软磁产品需求存在缺口。
(3)下游需求波动影响行业经营稳定性
随着软磁材料行业的发展,其产品用于太阳能光伏、移动通信、新能源汽车、LED照明等新兴产业领域的比重日益增加,新兴产业不同于传统产业领域,虽长期发展趋势向好,但短期内受经济形势及消费趋势等因素影响具有一定的变化性。
下游需求市场的波动将会对磁性材料行业经营稳定性造成一定影响。
七、行业市场规模
1、软磁材料市场容量
(1)铁氧体软磁材料
中国铁氧体软磁材料产量在近30年间平均每5年翻一番,现已成为全世界铁氧体软磁材料生产量和市场需求量增长最快的国家,年增长速度长期保持在14%-21%的范围,年产量占全球产量的50%以上。
十一五以来,磁性材料行业总销售规模变化情况如下:
根据磁性材料行业协会的数据,2010年我国铁氧体软磁产量约32万吨,占全球产量的62%,2013年铁氧体软磁产量约38万吨,占全球产量的65%。
到2015年,我国除台湾省外铁氧体软磁产量预计将达48万吨,增长速度远超规划预测数据。
据磁性材料行业协会估计,2014年-2020年,我国磁性材料产业将以15%-20%左右的复合增长率发展。
(2)金属软磁材料
金属磁粉芯在我国起步较晚,但发展较为迅速,据不完全统计,本世纪初,国内金属磁粉芯年产量只有几百吨,其中95%为铁粉芯,但由于其损耗较大,近几年来随着高频、高功率应用和EMC的更高要求,以及光伏、风电领域的需求增加,铁硅系、镍基坡莫合金系、非晶/纳米晶系金属磁粉芯迅速发展。
近几年来,金属磁粉芯产业生产规模基本以每年20%左右的速度增长,市场容量迅速扩大。
目前,我国金属磁粉芯产业(包含生产企业、贸易企业、设备生产企业等)年产值约在200亿元左右。
2、下游目标市场需求
软磁材料广泛应用于太阳能光伏、移动通信、电磁兼容、汽车电子、绿色照明、变频家电等新兴产业。
根据相关统计,上述产业预计年均增长率达到25%,市场前景广阔。
各目标市场具体市场需求分析如下:
(1)太阳能光伏产业
光伏发电是21世纪最有发展前途的一种可再生发电方式,由于其清洁、安全、便利、高效等特点,目前年增长率超过20%。
从全球市场来看,累计完成装机容量从2009年的约2,400万千瓦增加至2013年的13,628万千瓦,年复合增长率约54.37%;
年新增装机容量从2010年的约1,700万千瓦增加至2013年的3,670万千瓦,年复合增长率约29.24%。
从国内市场来看,我国太阳能光伏产业起步较晚,从2009年开始装机运行以来发展较为迅速,累计装机容量从2009年的2.5万千瓦增长至2013年的1,942万千瓦,年复合增长率427.93%。
特别是“十二五”期间,国务院及各部门密集出台了一系列扶持国内太阳能发电产业发展政策,极大地促进了我国太阳能发电发展。
“十二五”期间具体相关政策情况如下:
2009年以来,全球和我国光伏装机容量情况如下图:
总体来看,国内光伏产业“十二五”期间发展较为迅速,基本达到或超过行业规划指标,但相比全球市场情况来看,发展规模仍然较小。
根据《太阳能发电科技“十二五”专项规划》,预计太阳能发电到2030年将占世界能源供给的10%,而我国截至2013年底太阳能发电装机容量占总发电装机容量比仅为1.18%,发电量占总发电量比仅为0.16%,光伏产业未来发展空间巨大,为软磁材料行业发展提供了机遇。
在软磁材料市场需求方面,软磁材料主要代替硅钢片材料用于分布式光伏系统之中,依据行业内软磁材料使用情况估计,单位千瓦装机容量需软磁材料约0.45kg。
根据国家能源局的数据,2014年度全球新增光伏装机容量预计为4,000万千瓦,依此计算年需用18,000吨软磁材料;
2014年国内计划新增分布式光伏装机容量800万千瓦,年需用3,600吨软磁材料。
(2)移动通信产业
软磁材料在移动通信领域主要被用作移动通信基站、网络能源设备中的各类电源(一次电源、二次电源和不间断电源(UPS))组件以及手机中的混频器、片式电感组件等。
通信产业是国家的支柱产业之一,“十一五”以来随着3G、4G等新一代移动通信技术的不断发展,产业规模不断扩大。
“十一五”期间和“十二五”期间我国移动通信网络发展情况如下:
“十二五”以来各大电信运营商基站建设情况如下:
从“十二五”期间来看,移动通信网络基础设施建设投资规模比“十一五”时期有所增加,其中3G网络基站建设规模与“十一五”规模相当;
从建设周期来看,“十二五”前期将以3G网络基站全覆盖收尾工程为主,后期则将转向4G网络建设项目。
2013年12月4日,我国正式发放TD-LTE4G网络牌照,4G网络建设正式展开,根据3G网络建设情况预计,4G网络实现区域基本覆盖,各运营商需建设基站总数约120万个以上,建设周期一般为4-5年,预计“十二五”后期至“十三五”期间随着4G网络建设的逐步开展,将迎来新的建设高峰期,为软磁材料提供新的发展机遇。
在手机等终端设备方面,我国手机年产量从2005年的30,354.21万部增加到2014年的176,444.30万部,年复合增长率达21.60%。
未来随着智能手机的不断发展,我国手机产业将持续保持较高的增长速度。
2005年以来,我国手机年产量情况如下图:
“十二五”期间,移动通信产业发展及软磁材料需求情况如下:
(3)汽车电子产业
汽车电子产业是软磁材料重要的应用领域。
产品主要用于汽车(包括传统汽车和新能源汽车)的无钥匙进入/启动系统的RFID天线、HID前照灯安定器、电磁干扰抑制、新能源汽车的车载DC-DC变换器和充电站、桩的滤波器、电感器等。
从汽车产业的发展来看,我国从2000年开始进入汽车产销快速发展期,新车年产量从206.91万辆增加到2014年的2,372.29万辆,12年间增长了将近10倍,自2009年以来已连续5年成为全球第一大新车生产国和消费国。
从未来发展来看,根据《电动汽车科技发展十二五规划》,预计到2020年和2030年我国乘用车保有量将会达到1.5亿辆和2.5亿辆,对比2013年底我国乘用车保有量为1.27亿辆,未来我国汽车产业仍具有较强的增长空间。
从汽车产业技术发展来看,新能源汽车相较传统汽车具有节能减排、减少环境污染等优点,代表了汽车行业的发展方向。
我国政府高度重视新能源汽车的发展,自2008年起陆续出台了一系列政策规划支持新能源汽车行业的发展,具体情况如下表所示:
根据中国汽车工业协会的数据,截至2013年底,我国新能源汽车保有量仅为6万辆左右,年产量仅为17,533辆,建成充电站仅174个、充电电桩数量仅8,000多个,距产业发展规划指标仍有较大的发展空间。
总体来看,我国新能源汽车尚处于产业化初期,未来几年有望进入快速发展起,大大提高对软磁材料的需求。
“十二五”期间,汽车产业发展及软磁材料需求情况如下:
(4)照明电子产业
软磁材料在照明电子领域主要作为驱动电源中的变压器和电感器等组件用于传统节能灯、LED半导体节能灯、无级灯等绿色照明产品。
绿色照明灯具,特别是LED等第四代电光源具有高效节能、绿色环保、超常寿命等特点,符合国家节能减排的发展目标,近几年来相继发布了一系列扶持产业发展的政策规划,未来发展潜力巨大。
2009年,发改委联合科技部等出台《半导体照明节能产业发展意见》,提出到2015年半导体照明行业年均增长率在30%左右的目标;
同年,我国启动第一批“十城万盏”试点工作,选取天津市等21城市实施半导体照明应用工程;
2011年5月,将试点城市增加至41个。
同期国家相继出台《半导体照明科技发展十二五规划》以及《半导体照明节能产业规划》,对“十二五”期间半导体照明产业发展制定了规划,具体情况如下:
根据上述规划,“十二五”期间LED节能灯将持续快速增长,为软磁材料提供巨大的市场需求。
“十二五”期间,节能灯产业发展及软磁材料需求情况如下:
(5)计算机领域
计算机领域是软磁材料主要应用领域之一,产品主要用于开关电源中的共模滤波器电感、主变压器、输出平滑扼流圈等、主板直流供电滤波电感及各类接口、线排、电源线的抗干扰滤波器电感等。
从我国计算机产业的发展来看,随着信息化产业的不断发展以及全球计算机加工业向国内的转移,计算机产业从“十一五”以来迎来高速发展期。
年产量从2006年的9,336.44万台增加至2013年的33,660.98万台,年均增长率37.22%,其中,笔记本占比从66.94%增加至2013年的81.04%,年均增长率达到48.07%,国内计算机产量已占全球总产量的50%以上。
“十二五”期间,根据《电子信息制造业“十二五”发展规划》,以计算机产业为核心的电子信息制造业到2015年产值超过10万亿元,工业增加值年均增长超过12%,2013年相比2010年我国计算机产量年均增长12.31%,其中笔记本产量年均增长15.60%,与规划基本一致。
根据2013年出台的《国务院关于促进信息消费扩大内需的若干意见》,至2015年,与信息消费类有关的计算机等产业年均增长达到20%以上,预计2014年-2015年,我国计算机产业将比“十二五”前期有所增长。
从未来发展来看,随着互联网信息产业的不断发展,便携、触控式笔记本电脑、平板电脑等新型计算机产品的不断推出将为计算机产业创造新的增长点。
“十二五”期间,计算机产业发展及软磁材料需求情况如下:
(6)家电消费领域
随着变频技术应用的推广及普及,家用电器对软磁材料的需求快速增长。
以变频空调为例,变频空调相比普通空调节能比例30%以上,得到国家的大力支持和推广。
2009年,工业和信息化部发布《关于加快我国家用电器行业转型升级的指导意见》,明确重点发展环保型、舒适型的变频空调等产品等;
2013年,新国标《转速可控型房间空气调节器能效限定值及能效等级》GB21455-2013开始实施,标准中淘汰了原能效较低的4级和5级产品。
空调产品能效要求的提高将促使空调企业采用损耗较低、适用频率更高的铁硅等软磁材料替代传统硅钢片制作变频空调控制电路PFC电感元件等,为软磁材料在空调领域的应用创造机遇。
从“十二五”期间来看,根据中国家用电器协会出台的《中国家用电器工业“十二五”发展规划的建议》,变频空调等家电领域将迎来发展高峰。
“十二五”期间产业发展情况规划如下:
“十二五”期间,家电消费产业主要产品发展及软磁材料需求情况如下:
八、行业风险特征
1、政策风险
从国家出台的一系列政策来看,磁性材料是工业和信息化产业发展的基础性材料,磁性材料行业属于国家重点鼓励和支持的行业,政策风险相对较小。
但不排除未来因国家宏观经济发展及政策趋势变化给行业内生产企业带来一定的生产经营风险。
2、下游需求波动导致
磁性材料产品主要用作生产变压器、电感器、滤波器等组件,其终端产品主要应用于新能源、通信、电磁兼容、汽车电子、绿色照明等领域。
磁性材料产品的市场需求与下游终端行业的景气度存在较强的联动性。
目前上述终端市场长期内呈现需求增长的趋势,但短期内需求的波动将会对生产企业的经营业绩产生不利影响。
3、原材料价格波动风险
磁性材料行业主要原材料为氧化铁、四氧化三锰、氧化锌等,上述原材料作为钢铁和化工行业的副产品,价格受经济环境影响呈现较为明显的波动,原材料价格的波动将会对磁性材料行业内生产企业的经营业绩产生较大影响。
4、市场竞争风险
磁性材料行业属于完全竞争行业,不受国家政策性保护。
我国磁性材料行业在过去几年中经历了快速发展,与发达国家的技术水平差距不断缩小。
但日本、欧美等发达国家的知名磁性材料制造企业在技术储备、工艺稳定性、产品质量等方面仍然具有明显优势,尤其在高端产品和新产品开发方面国内企业更显劣势。
国外先进企业通过产品出口、直接投资设厂等方式逐步加大对国内市场的争夺,行业内公司面临激烈的市场竞争。
另一方面,我国磁性材料生产企业数量较多,其中绝大部分为中小型企业,部分企业采用低价战略参与竞争,一定程度上加剧了市场竞争。
市场竞争加剧将会给行业内生产企业的生产经营和盈利能力带来不利影响,降低利润水平。
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