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中國磁性材料現狀及未來發展趨勢分析
發表人:新鄉市宇環機械有限公司 發表時間:2010-08-20 行業動態
摘要:自從2008年全球金融危機發生以來,世界經濟布局和產業結構進入新一輪調整期,各國經濟逐步復蘇,新興經濟體增速加快,金融危機對中國實體經濟影響明顯。2009年世界經濟下降2.2%,中國GDP:8.7%,出口2.2萬億美元。為應對危機,各國加大基礎建設投資,信息技術引領中國和世界經濟發展,電子信息產業增加值占GDP的比重達到7.9%,中國電子元件的銷售收入已經占具電子制造業的第二位。眾所周知,磁性材料廣泛應用于電子信息產業和國民經濟的方方面面,中國強力加大基礎建設投入和刺激內需消費的政策,在中國應對危機中發生了重要作用,為中國磁性行業迎來了新的發展。



一、2009年中國電子產業相關數據

2009年度:中國電子元件進出口總額810.02億美元,同比下降15.08%,其中:

出口創匯396.78億美元,同比下降18.26%;

進口用匯413.24億美元,同比下降11.79%

貿易逆差l6.46億美元,同比下降197.10%。

其中磁材與器件出口下降29.54%,降幅居元件之首;電子變壓器出口下降25.52%,降幅居第2位。

2009年中國電子信息產業產值51305億元,占全國全部工業比重10.0%;實現利潤1791億元,增長5.2%,占全部工業比重6.0%;從業人員755萬人,占全部工業比重9.0%;進出口28932億元,占全部工業比重35.0%;上交稅金664億元,占全部工業比重8.4%。進出口7719億美元(同比下降12.8%)。其中:微型電子計算機1.8215億臺(同比增長33.3%);手機6.1925億部(同比增長10.7%);移動通信基站3022萬信道(同比增長102.2%);電視9899臺(同比增長9.6%);軟件業務收入9513億元(同比增長25.6%〉;移動電話7.47億戶(普及率達到56%),固定電話10.61億戶(普及率79.9%);互聯網用戶3.8戶(普及率28.9%)。

二十一世紀經濟全球化,以技術為代表的電子信息產業迅猛發展。電子信息產業已經成為中國的基礎型、支柱型和先導型產業。隨著國際產業結構的調整,我國正在形成全球最大的電子元件的消費市場;這將帶動我國磁性材料的持速發展。

在新型電子產品中,無源元件平均占生產總成本的9.1%,無源電子元件近20年增速平均保持在20%左右。磁性元件是各種電子信息產品的不能缺少的基礎,磁性元件進入了一個全面的升級的時期。

二、中國的磁材工業發展現狀

2009年,估計中國軟磁鐵氧體產量28萬噸,永磁鐵氧體45萬噸,燒結釹鐵硼永磁6.5萬噸,粘結釹鐵硼永磁0.65萬噸,釤鉆永磁0.08萬噸,鋁鎳鈷永磁0.5萬噸。市場競爭激烈,特別是近年來由于能源、原料、人工費用大幅上漲,導致成本上升,行業企業普遍呈現量增利降的狀況。但這一時期也是企業調整結構的機會,仍然有部分企業取得了驕人的業績。

電子信息技術的高速發展不斷向無源元件技術提出新的要求,電子產品功能不斷增強。無源電子元件的升級換代日益成為世界各國政府、科技界和產業界共同關注的問題,在我國同樣也受到了業界的重視。,整機系統的快速發展,也為磁性元件行業提供了新的市場商機。磁性元件高性能化、片式化、混合集成化已經成為發展的主流。

《電子信息產業調整和振興規劃》提出:今后三年要圍繞:計算機、電子元器件、視聽產品、集成電路、新型顯示器件、軟件、通信設各、信息服務、信息技術應用等9個重點領域:確保產業穩定增長、戰略核心產業實現突破、通過新應用帶動新增長三大任務。以上項目無一不與磁材相關,我們有理由相信:磁性行業的春天就要到來!

政府刺激內需措施加強(家電、摩托車、汽車下鄉、以舊換新,3G通訊,4C融合,智能電網、物聯網、高速公路網、高速鐵路網、全民醫保、社保體系建設、新農村建設、新能源計劃等約16億投資)對宏觀經濟已經產生了積極影響。投資、出口、消費的增長,對中國磁性材料與器件產業直接的拉動作用將在今年中進一步顯現出來。

表:近年來磁材產業與國家科技發展計劃主題和項目

主題設置
 重大項目
 
序號
 名稱
 序號
 名稱
 
1
 納米材料與器件
 1
 微電子配套材料
 
2
 信息功能材料與器件
 2
 全固態激光器及應用技術
 
3
 高效能源轉換與儲能材料
 3
 新一代平板顯示技術
 
4
 生物醫用與仿生材料
 4
 無源電子元器件及集成技術
 
5
 環境友好材料
 5
 高性能纖維與復合材料
 
6
 重大工程用關鍵材料
 6
 高溫超導技術
 
7
 材料設計與先進制備技術
  
  
 

雖然我國磁性元件行業取得了長足的進步,但是,我們的技術和國際水平相比還不是一流的,商品化的新產品還不夠多;我們的企業在國內外的市場競爭中還未具備強勢地位(定價權)。在肯定中國磁材產業仍將保持良好發展態勢的同時,我們必須十分關注國際市場變化和國內產業環境未來走向等熱點問題,并積極加以應對。

當前,企業如何提高盈利能力、防止利潤下滑,實現持續、穩定和快速增長是擺在企業面前的重要任務。

據行業調查統計,到2009年,全國從事磁性材料及器件研究、開發、生產的企事業單位及原、輔料、專用設備、儀器等相關企業近2000家,但有一定生產實力和規模的只有近1000家。上市公司或涉及磁材的上市公司大約有28家。

長三角、珠三角地區磁材企業具備較強的優勢。世界主要客戶群也分布在這些地區。但由于近年沿海城市能源和勞動力緊張且成本大幅度上漲,加上國家加大中西部開發和投入力度,產業政策也向中西部傾斜,中西部地區交通也越來越方便快捷,珠三角的原有優勢漸漸失去,沿海企業有向中西部遷移的趨勢。

〈一〉中國軟磁鐵氧體產業現狀及發展趨勢

1、中國軟磁鐵氧體生產企業狀況

截止2009年下半年,據不完全統計,中國從事軟磁鐵氧體生產的企業大約200家,其中鎳鋅和鎂鋅約40家,初具規模以上企業約150家。軟磁鐵氧體年總產能超過28萬噸(2008年產量約32萬噸)。2009年新增生產企業相比兩三年前大幅度下降,因少數沿海中小型企業和外資企業關閉停產或遷移,增減相沖,企業數量變動不大。目前國內大多數企業廠家生產規模較小,多數在500噸/年以下,1000噸以上的企業約60家,僅有幾家企業能達到上萬噸的產能,投資超過1000萬元的企業有約100家。

2、軟磁鐵氧體原料供應、工裝配套設備狀況

1)原材料及顆粒料

軟磁鐵氧體用原材料主要是氧化鐵、四氧化三錳、氧化鎳和氧化鋅等。

(1)三氧化二鐵(Fe2O3〉

中國Fe203產量超過28萬噸,但質量狀況不理想,能用于Mn-Zn鐵氧體的僅約18萬噸,高純Fe203則仍然依賴于進口。

目前中國國內Fe203的供應不能滿足需求。當前Mn-Zn鐵氧體內資生產企業Fe203缺:口約50000噸,從境外進口補充。目前的境外供應商主要有日本的JFE、韓國的EG、DONGBU、德國的克魯伯與中國臺灣的中鋼等。此外,外資企業約需42000噸,因此中國市場需用進口高純Fe203的量己逾100000噸,這給Fe203市場造成很大的壓力,呈現供不應求的局面。就價格而言,由于品質和用途不同,目前國內軟磁鐵氧體用三氧化二鐵每噸價格在3000-5800元左右。近期原材料價格將呈快速上漲趨勢。

(2)氧化鋅

主要供應地在江蘇、上海、浙江、山東、河北、陜西、珠海等省市,目前價格約16500元/噸,性能和產量能滿足國內用戶,氧化鋅漲價幅度曾經高達100%,近期價格波動較大。

(3)四氧化三錳

主要供應地在湖南、馬鞍山、貴州、廣西、山西、江西等,中國產能世界第一,年產量超過10萬噸。目前每噸價格在20000元左右,四氧化三錳價格近期亦上升了20%。

(4)氧化鎳

主要的供應地在陜西、江西、湖南、江蘇、山東、河北等省目前價格在18萬元/噸左右。國內企業做高檔鎳鋅產品時不得不進口純度高、理化指標較好的進口氧化鎳,價格在20萬元/噸以上。

(5)軟磁鐵氧體粉料(顆粒料)

目前,國內生產企業功率鐵氧體顆粒料產品檔次大致在PC30、PC40、PC44間,價格約8500-15000元/噸,高檔料批量生產一致性和穩定性還有待進一步提高。高磁導率顆粒料主要生產集中在山東等地,能批量生產磁導率為8O00-12000的高磁導率顆粒料,價格約12000-18000元/噸。高檔粉料主要來自日本和韓國,價格較高。

2)工裝設備

軟磁鐵氧體生產線專用設備基本上己實現了國產化。但與國外先進國家相比,還有較大的差距,一是自動化程度低二是設備的穩定性和可靠性較差。從目前情況看,磁性材料生產線中電子稱重、CAD配方尚未得到推廣應用:錕軋制粉、高效造粒、料漿自動輸送還存在不少問題,但正在不斷成熟,國內幾大公司均建設安裝有自動化程度較高的全封閉粉料生產線。

成型與燒結設備因為中外技術的結合,在質量上己經可以與日本相比,但價格更低。大噸位自動壓機、鐘罩式氣氛保護窯爐的生產技術在不斷成熟中已經得到推廣應用、高精密旋轉壓機、DR自動加工機、磁件自動接腳機、磁芯自動分檢測試儀等尚在進一步完善之中;耐火材料中部分高溫長壽命推板還依賴進口日本的產品:磨加工、清洗設備都能在國內制作,只是國內磨床在加工小尺寸高精度產品上還有欠缺。

高檔多參數測試精確測試設備還需要進口,常規測試設備如功耗和電感測試儀器國內已經能滿足,而且價格較優國外同類產品低很多。

4、技術水平現狀與進量’

生產水平:

在中國現有原材料和設備條件下,大量生產產品性能在PC40左右,氮窯大批量生產量合格的PC44材料還有困難。從國內生產產品性能水平來看,中國軟磁鐵氧體中低檔產品占據國內外市場的60%以上,高檔產品逐漸開始形成爭力,2009年40%的工廠開始進行產品結構調整,異型、小尺寸、扁平化產品迅速增加。高性能PC44以上性能的功率軟磁鐵氧體,2007年在國內總產量中約占10%,2009年迅速增加到25%左右。PC44以上(PC47、PC95、PG50〉產品不足市場的10%。生產的主要問題是合格率,產品一致性,成本控制和效能提高。

研究水平:

國內多數單位均以TDK產品為標準,積極跟蹤國外先進技術,在材料性能研究水平上向TDK靠齊。如東磁的DMR50、天通TP5材料都與TDK公司PC50相當。

研究進展:

隨著應用領域的拓展和材料開發的深化,在IT產業、電力電子,特別是在用戶的苛求下,為保證設備系統穩定、可靠、高效運行,一種求新、求全的理念已經逐步主導著國內錳鋅鐵氧體軟磁材料的研發方向,不少多種特性兼備的新材料先后推向市場。這些材料具有以下綜合性能:更高的飽和磁通密度Bs,更好的直流偏置特性DC-Bias,更低的損耗(低磁通密度下的損耗因子tgδ/μ、高磁通密度下的功耗Pc),更低的總諧波失真系數(THD),更寬的使用頻率和更廣的溫度范圍。即所謂兩寬(寬溫,寬頻)、兩高(高Bs,高DC-Bias〉、兩低(低損耗,低失真)兼具的特點。東磁、風華、天通先后都有相關研究的報道。

MnZn和NiZn鐵氧體及C02Z等六角晶系鐵氧體

A、高磁導率鐵氧體(μi=2000~40000):

(1)高磁導率鐵氧體材料,主要用于低頻寬帶變壓器和小型脈沖變壓器。

(2)低損耗、高μQ材料(μQ≥(50~100)×104),主要用于低、中頻載波機濾波器磁芯、高頻調諧回路及掃描囚路電感磁芯。低損耗、高穩定性材料,用于通信濾波器磁芯。

(3)低諧波失真系數高μ材料,用于xDSL(數字用戶線)調制解調器、變壓器,以減小失真、增加通信路數、縮小體積。

(4)寬溫、高直流疊加高μ材料,用于局域網(LAN)系統。低溫高導材料,用于室外工作的綜合業務數字網(ISDN)脈沖變壓器。

(5)寬頻高μ材料,用于濾波器。

(6)高BS高μ的雙高材料,用于載波機濾波器。

B、功率鐵氧體:

(在直流偏磁場下具有低損耗并能穩定地傳輸高頻高功率信號)

(l)高BS(≥0.5T)低功耗材料:

(2)高頻低功耗材料:

(3)寬溫功率鐵氧體:

(4)高直流疊加功率鐵氧體。它們主要用于KHzJHz開關電源及低頻功率變壓器,發射機極間稿合變壓器、跟蹤接收機高功率變壓器等。

C、射頻軟磁鐵氧體:主要是NiZn鐵氧體。用于射頻傳輸寬帶變壓器、電磁干擾(EMI)濾波器等。

D、超高頻(GHz)軟磁鐵氧體:六角鐵氧體和鐵氧體復合材料。用于抗EMI和電波吸收材料。

E、低溫共燒軟磁鐵氧體材料:

低溫共燒NiCuZn鐵氧體材料;低溫共燒MnZn鐵氧;

低溫燒結六角晶系鐵氧體;低溫燒結復合鐵氧體材料;

F、軟磁材料和器件技術己迅速地從塊體一粉體一薄膜化延升和集成。一體化(電感、變壓器)技術逐漸成熟,混合集成值得關注。阻磁雙性材料,多相復合特性材料。

5、軟磁鐵氧體市場發展方向和前景預測

1)軟磁鐵氧體市場

近年發展較快的市場領域包括:

(l)通訊領域­--4C(計算機\通信\廣電\內容服務)融合和3G方向的發展推動市場對高頻率、小型化、高性能、低損耗和抗電磁干擾的磁性材料需求。

(2)計算機領域——上網本電腦要求磁性元件進一步向高頻化,片式化、低損耗和抗電磁干擾方向發展,推動計算機用軟磁鐵氧體的市場發展。

(3)汽車電子領域——汽車電子系統EMC裝置、控制系統、照明系統、EV充電裝置、HEV動力系統功率轉換變壓器和扼流圈、DC-DC變換器用軟磁鐵氧體將增長快速。

(4)消費類電子——高清晰3D、健康環保LCD、LED、PDP大屏幕彩色電視、數字化視音頻設備、數碼相機、娛樂電子、醫療電子、綠色照明(如:LED、電子鎮流器螢光燈、高頻無級燈)對高性能軟磁鐵氧體需求旺盛。

(5)環保能源領域——風能、太陽能中轉換器、變換器、逆變器對高性能軟需求增長。

2)軟磁鐵氧體的新興市場

(1)TV背光源逆變器

畫面清晰、健康環保的大屏幕TV隨著第八代屏的量產化,制造成本和售價迅速下降,產銷出現高峰。每臺LCD TV背光源逆變器要用12~26付鐵氧體磁心,LEDNB、LEDTV等這無疑將成為軟磁行業近期最重要的新經濟增長點。

(2)3C認證和抗EMI器件

3C認證包括音視頻、信息技術、照明、電信終端等多種電子設備。以鐵氧體磁心為主體的抗EMII器件就成為不可或缺的部件之一,其市場容量之大,令人難以想像。

(3)汽車電子和節能電子

汽車電子的迅猛發展,給軟磁鐵氧體提供了一個令人鼓舞的應用領域。2009年中國汽車電子產業規模將高達1600億元。令人矚目的是環保節能的混合動力汽車核心部件之一是電能轉換變換器,其中使用了類似TDK PC95i的高性能的寬溫低損耗鐵氧體磁心,這是近來軟磁鐵氧體行業技術進步的標志性成果之一,也為這一行業提供了未來看好的一個高端市場。

(4)3G移動通訊和模塊式電源及表面貼裝器件

3G移動通信技術以卓越的多媒體數據傳輸能力和高速互聯網連通為特點,無疑將取代目前的GSM/CDMA技術。需要新建數量龐大的3G基站(覆蓋面30公里/站)方能構成完善的通訊網絡。基站設備需用多種軟磁鐵氧體器件,尤其是二次電源普遍為模塊式電源,需大量平面型或表面貼裝型磁心。3G時代的到來,為軟磁鐵氧體開辟了新應用的樂土。

(5)綠色照明和節能設備的磁性功率器件

緊湊型電子節能熒光燈和熒光燈用電子鎮流器正在成為全球數億個家庭的必用品,此外各種新型節能電光源,如HID、LED、高壓納燈、高頻無級燈等,運用也愈來愈廣泛。由于節能環保是全人類面臨的共同課題,前景無限美好。在綠色照明節能設備中大都須用軟磁鐵氧體磁心作為功率器件,這形成了目前和未來軟磁材料最龐大的市場之一。

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