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电感磁性材料行业现状、竞争格局及未来发展趋势
思瀚产业研究院 铂科新材    2025-01-11

1、本文涉及专业术语

电感磁性材料:指主要由铁、钴、镍及其合金等具有明显磁性的物质构成

电感、电感器:指用(绝缘)导线绕制成一定圈数的线圈,线圈内插入磁性材料所构成的电子元件。其电感量为线圈通电后内部所形成的磁通变化量与流经线圈的电流变化量之比

磁性材料:指由 3d 过渡族元素铁、钴、镍等及其合金等组成的能够产生磁性的物质

软磁材料:指在外加磁场中能被磁化,离开磁场时磁性消失的一类材料

永磁材料:指在外加磁场中能被磁化,离开外加磁场后仍能保持磁性的一类材料,其矫顽力远大于软磁材料,又称硬磁材料

金属软磁:指由铁、镍、钴、铝、硅等金属及其合金构成的软磁材料

铁氧体软磁:指采用粉末冶金方法生产的以三氧化二铁为主成分的软磁材料

金属软磁粉芯:指用金属、金属合金软磁材料制成的粉末与绝缘介质混合,再通过粉末冶金工艺生产的磁芯

鉴于电感磁性材料行业的生产技术及研发以应用磁学为理论基础,与物理学、化学、电磁学、粉末冶金学等其他学科技术相互渗透、相互交叉、相互联系,并且需要进行密不可分的交叉应用,而新进入者不经过多年资金、人才、研发和生产经验的投入积累,很难建立一个完整的核心技术体系,因此具有较高的行业壁垒,潜在竞争对手通常较难快速达到下游用户对产品大规模量产和性价比的双重需求。

2、行业简介

磁性材料是一种用途广泛的基础功能材料。磁性材料按照磁化后去磁的难易可分为永磁(硬磁)和软磁等材料

软磁材料是具有低矫顽力和高磁导率的磁性材料,易于磁化,也易于退磁,其主要功能是导磁、电磁能量的转换与传输,广泛用于通信、电源、计算机和各种电子产品等领域。

从软磁材料细分品类的应用看,市场应用最广泛的主要有铁氧体软磁和金属软磁材料;而金属软磁材料又包括金属磁粉芯、工业纯铁及传统合金、非晶及纳米晶合金等,其中金属磁粉芯在金属软磁材料中占据重要地位,市场容量持续快速扩大。

3、行业现状及未来发展趋势

(1)行业现状经过多年的发展,我国磁性材料行业取得了长足进步,其现状有以下几个方面:

① 我国已经建成了门类齐全的磁性材料产业,各类磁性材料的产量均居世界第一位,已经确立了世界磁性材料生产大国和磁性材料产业中心的地位;

② 整体行业内企业众多,竞争能力不强,市场集中度较低。高端磁性材料方面国外知名企业竞争力较强,但国内企业的差距在逐步缩小,甚至在某些方面已处于领先地位;

③ 世界一些著名的磁性材料制造企业看好中国,如日本的 TDK、田村电子,韩国昌星等纷纷在中国建厂,使得中国磁性材料工业的整体实力不断增强,生产技术水平不断提高;

④ 部分细分市场已经呈现出一定的集中趋势,具有技术及资金优势的磁性材料生产企业表现出了更强的市场竞争力,生产能力、市场份额不断提升。

(2)行业未来发展趋势

下游电气设备应用需求以及电力电子技术发展对于电源技术和设备要求的改变,带动了电感磁性材料的发展。清洁、环保、低碳、高效的新形态的能源应用带来了电能变换上的高效率、高功率密度以及高频化能力的应用新需求。

① 下游应用需求向高效率、高功率密度发展

清洁、环保、低碳、高效的新形态能源应用包括新能源发电、新能源汽车、快速充电需求等,带来了从发电、输配电、储电、节电各个环节中电能变换上的高效率、高功率密度的应用新需求;同时,大量能量变换设备的接入、非稳定性风能太阳能发电的并网,导致电网侧电能质量的严重恶化,客观上又带来了电网侧大功率大容量的电能质量谐波整治、电网平峰错谷的新需求。

随着新能源汽车的普及、大规模充电桩的铺设,快速大功率充电将成为消费需求的新趋势,而大规模快速大功率充电设备的导入使得整个电网供电设备需要进行柔性化、智能化改造。大数据和云计算等信息产业的高速发展,带来了 UPS、更高性能的服务器电源等大功率用电设备持续增长;智能终端、手机的快充技术给用户带来新体验的同时,也使得原来的小功率充电电源适配器的输出功率大幅增长。这些应用需求的新变化,使得用于电感的金属软磁材料的需求持续快速增长。

② 电源设备高频化能力持续提升

下游新形态的能源应用对大功率能量转换装置提出了新的技术要求,即电源设备必须具有高性能、大功率、大容量、环保性,其核心方向就是通过电源功率开关器件的高频化能力提升来实现改善和解决。开关电源高频化的能力主要取决于大功率半导体器件的技术水平。

电感元件、功率半导体器件等都是电源关键核心部件。为了最大限度地发挥出功率半导体器件的作用,需要在电感元件设计中,选择最合适的磁性材料来实现开关电源的大功率高频化,符合这一要求的电感磁芯材料,其通常需要在较低的磁导率条件下,具备非常高的饱和磁通密度特性以及尽可能好的高频损耗特性等特点。

在上述发展趋势的带动下,为了适应新能源产业、新能源汽车产业、节能环保产业对大功率能量转换装置的技术要求,对于功率电感来讲,合适的磁性材料应该同时具备下列特点:非常高的饱和磁通密度特性;方便调节的等效磁路长度,结构上容易实现气隙微小化、均匀化,防止产生磁通的泄露;尽可能好的高频损耗特性;优异的直流偏置特性,取得大电流时必要的电感量;易于制作成各种特定的尺寸,对于大功率的应用,应易于形成大型尺寸。基于上述要求,在中高频工作的条件下,金属软磁粉芯是较为理想的选择之一。

③ 未来的行业集中度会不断提升

目前电感磁性材料行业企业众多,各企业技术水平、生产能力参差不齐。未来,随着电力电子技术水平的发展及下游应用行业对电感元件产品更高的要求,市场将不断向掌握核心技术,拥有更强研发能力以及资金优势,能够不断适应甚至引领下游行业需求的企业集中。

4、行业整体竞争格局

国际市场上,日本、美国、韩国以及部分欧洲国家和地区在磁性材料生产方面起步较早,新产品开发能力较强,整体技术含量高。随着世界产业格局的改变和我国产业制造能力不断发展,世界知名的磁性材料制造企业陆续向中国转移生产,使得中国磁性材料工业的整体实力不断增强,生产技术水平不断提高,并使我国加速成为世界磁性材料生产基地和销售市场。

在电感磁性材料行业,由于电感元件广泛应用在各类电气设备和系统,行业内不同企业的产品范围和技术侧重点有所差异,形成了既有交集又有差异化发展的整体竞争格局。同时,由于半导体信息技术不断演进和下游需求不断变化,新的电感材料应用或材料技术也不断发展,从而不断改变行业的竞争格局。

(1)金属软磁粉芯领域

在金属软磁粉芯领域,20 世纪末之前,以 Magnetics(美磁)为代表的美国产品占据主导地位;21 世纪初,韩国产品有了快速的成长,Changsung Corp.(韩国昌星)在该领域迅速崛起。在过去的 20 多年,随着太阳能光伏、变频空调、新能源汽车等下游行业的崛起,我国的金属软磁粉芯产业发展迅速,产品的技术水平、质量和生产规模大大提升,多种金属软磁产品逐步实现国产化,国产金属软磁产品的市场占有率不断提升,包括铂科新材及浙江东睦科达磁电有限公司(以下简称“东睦科达”,东睦股份(600114)的控股子公司)在内的金属软磁生产企业迎来了快速发展。

根据招商证券研究所测算,2022 年铂科新材金属软磁粉芯的市占率约为 24%,东睦股份约为 17%,美磁和昌星共占约 17%,前四大供应厂商合计市占率为 58%,行业集中度较高。铂科新材和东睦股份近年来快速上量,抢占了美磁、昌星在国内的市场,并规划向海外不断拓展。

(2)一体成型电感领域

在一体成型电感领域,海外厂商目前占据主导地位,大陆企业正在奋起直追。目前全球主要的一体成型电感生产商有我国台湾的乾坤科技和奇力新、美系的 Vishay(威世)、日系的 TOKO 等,这几大厂商的产能约占全球 80%以上,行业集中度较高。大陆一体成型电感企业目前主要有麦捷科技、顺络电子等。

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