中国软磁铁氧体行业分析及发展趋势探讨

 1 引言
    自1932年加藤和武井首次研制出铜锌复合铁氧体软磁材料至1952年冈村敏彦发明锰锌铁氧体，软磁铁氧体的工业化道路经历了20年。随后，随着软磁铁氧体应用领域由简单的电源开关向IT、电动汽车、新能源等高端应用领域的拓展以及铁氧体材料研发的深化，锰锌铁氧体材料经历了四代的发展，成为具有两宽（宽温，宽频）、两高（高Bs，高DC-Bias）、两低（低损耗，低失真）兼具的基础功能材料[1]之一。
    近年来由于受到能源、原料、人工费用大幅上涨，导致成本上升，行业企业普遍呈现量增利降的状况。但由于软磁铁氧体材料与国家经济和人民日常生活息息相关，其始终保持着快速发展的势头，世界磁性材料市场更是以15%的年增长率发展。在国民经济高速发展的宏观形势及国外出口市场不断增长的市场推动下，中国的软磁铁氧体产业有着良好的发展机遇和巨大的发展空间，但同时也隐藏着较大的风险和严峻的挑战。
    2 宏观经济环境对软磁铁氧体产业发展的影响
    宏观经济环境对软磁铁氧体产业的发展起到至关重要的作用。2013年中国宏观经济运行将会延续2012年3季度开始的趋稳复苏态势，并在2013年中期实质性进入平稳增长阶段。专家预测2013年GDP增速将温和回暖至8%。基建投资继续反弹、房地产建设起稳回升、外需趋于稳定、去库存缓和，未来几个季度环比温和复苏。受益于房地产销量的回暖，4季度以来地产链条的消费品如建材、家电、家具等终端销售回暖，带动社消品增速回升。
    另一方面，2012年5月28日发布的新一轮家电财政补贴政策，国家将安排财政补贴265亿元推广符合节能标准的空调、平板电视、电冰箱、洗衣机和热水器等。而2012年工信部发布的《新材料产业“十二五”发展规划》中表明，我国十二五期间将大力发展新材料产业，到2015年新材料产业总产值将达2万亿元。新材料“十二五”规划中对磁性材料给与发展规划，同时国家将大力扶持新兴产业。在这些政策背景下，结合当下对绿色经济持续发展的需求，磁性材料行业必将出现结构性调整并联动整个产业链腾飞。
    可以看出，国家对于经济结构的转型已势在必行，而从其出台的一系列产业政策来看，也给磁性材料行业的发展带来了重大的契机。然而，世界经济增速缓慢，美国经济复苏乏力、欧元区衰退危机尚未解除。美欧日等采用宽松货币政策，新兴经济体纷纷采取降息、紧缩货币政策退出等措施。这些举措严重影响了我国的产品出口，也给磁性材料行业的发展带来了不确定因素，但从中长期来看，整个磁性材料行业的总体发展形势趋好是勿容质疑的，同样作为其重要组成部分的软磁铁氧体行业发展前景乐观

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    3 行业环境对软磁铁氧体产业发展的影响
    3.1 行业优势
    2009年12月哥本哈根会议提出的“发展低碳经济”的概念为软磁铁氧体材料行业的发展注入了新的动力。低碳经济的核心内容是通过使用新能源、新技术减少二氧化碳等温室气体的排放，缓解全球变暖的危机。我国政府承诺到2020年单位GDP碳排放比2005年降低40~45%，这就促使国家落实相关政策，推动与新能源、新技术相关的新能源汽车、智能电网、半导体照明节能、变频器、风电、光伏发电等行业的迅速发展[2]。而上述各行业的发展无一不对软磁铁氧体材料具有很大的依赖性。
    另一方面，我国具有资源丰富和劳动力成本低的优势，在低制造成本以及下游产业链变化的情况下，世界磁性材料产业链已由欧美、日本逐渐向中国转移，而且这将成为一种长期趋势。这种产业格局的变化为中国磁性材料产业的发展也提供了非常好的机遇。
    3.2 行业不足
    丰富的资源，低廉的劳动力以及巨大的国内外市场，使得中国一跃成为世界磁性材料生产大国和制造中心。然而，由于受到生产工艺，生产设备、研发实力以及知识产权的限制和约束，我国软磁铁氧体材料的生产长期处于档次低、质量不稳定、品牌少的状况。而高端的PC95、PC47材料，国内只有屈指可数的几家企业可以生产，并且其产品质量和合格率与国外同行又具有明显的差距。
    因此，尽管我国磁性材料产量占据国际市场的60%以上，但基本上都以中低端产品为主，这使我国绝大多数软磁铁氧体材料生产企业缺乏国外市场的竞争力。
    然而，纵观国际、国内市场发展的需求，在通信市场、计算机市场、汽车及电动汽车市场、消费类电子产品市场的拉动下，磁性材料市场前景十分光明。
    4 软磁铁氧体材料的市场需求
    4.1 近年发展较快的市场
    软磁铁氧体材料与人们的日常生活息息相关，可制成各种形状和规格尺寸的磁芯，用于工业类/投资类电子产品和消费类电子产品中。表1列出了一些主要应用领域的主要细分产品对软磁铁氧体材料的单位需求用量[3]。
    表1 一些主要应用领域的主要细分产品对软磁铁氧体的需求单位用量
    根据当前市场来看，软磁铁氧体材料需求量的增长主要集中在以下几个领域[4， 5]:
    1.通讯领域—磁性电子元器件，特别是软磁器件在通讯中有着极其重要的作用。如高频段的防寄生振荡用磁芯、混频器用磁芯、耦合线圈用磁芯以及片式电感等。移动通讯手机向多媒体和3G发展，今后数年内，中国3G制式手机发展成为重点，产量将超过GSM制式。由于功能的增加和技术的提高，这对磁性材料性能提出更高的要求:高频率、小型化、高磁性能、低损耗和抗电磁干扰。
    2.计算机领域—上网本、笔记本电脑要求磁性元件进一步向高频化，片式化、低损耗和抗电磁干扰方向发展，推动计算机用软磁铁氧体的市场发展。
    3.汽车电子领域—汽车电子系统EMC装置、控制系统、照明系统、EV充电装置、HEV动力系统功率转换变压器和扼流圈、DC-DC变换器用软磁铁氧体将增长快速。
    4.消费类电子—高清晰3D、健康环保LCD、LED、PDP大屏幕彩色电视、数字化视音频设备、数码相机、娱乐电子、医疗电子、绿色照明（如：LED、电子镇流器荧光灯、高频无级灯）对高性能软磁铁氧体需求旺盛
    5.环保能源领域—风能、太阳能中转换器、变换器、逆变器对高性能软磁需求增长。
    4.2 新兴市场领域
    除了上述常见应用领域外，高性能的锰锌铁氧体材料也被广泛应用于一些新兴市场领域[6]：
    1. TV背光源逆变器—画面清晰、健康环保的大屏幕TV随着第八代屏的量产化，制造成本和售价迅速下降，产销出现高峰。每台LCD TV背光源逆变器要用12～26付铁氧体磁心，将成为软磁行业近期最重要的新经济增长点。
    2. 3C认证和抗EMI器件—3C认证包括音视频、信息技术、照明、电信终端等多种电子设备。以铁氧体磁芯为主体的抗EMI器件已成为不可或缺的主要部件，其市场容量之大，令人难以想像。
    3. 汽车电子和节能电子—汽车电子的迅猛发展，给软磁铁氧体提供了一个令人鼓舞的应用领域。2009年中国汽车电子产业规模将高达1600亿元。令人瞩目的是环保节能的混合动力汽车核心部件之一是电能转换变换器，其中使用了类似TDK PC95的高性能的宽温低损耗铁氧体磁芯，这是近来软磁铁氧体行业技术进步的标志性成果之一，也为这一行业提供了未来看好的一个高端市场。
    4. 3G移动通讯和模块式电源及表面贴装器件—3G移动通信技术以卓越的多媒体数据传输能力和高速互联网连通为特点，无疑将取代目前的GSM/CDMA技术。需要新建数量庞大的3G基站（覆盖面30公里/站）方能构成完善的通讯网络。基站设备需用多种软磁铁氧体器件，尤其是二次电源普遍为模块式电源，需大量平面型或表面贴装型磁心。3G时代的到来，为软磁铁氧体开辟了新应用的乐土。
    5. 绿色照明和节能设备的磁性功率器件—紧凑型电子节能荧光灯和荧光灯用电子镇流器正在成为全球数亿个家庭的必用品，此外各种新型节能电光源，如HID、LED、高压钠灯、高频无级灯等运用也愈来愈广泛。由于节能环保是全人类面临的共同课题，前景无限美好。在绿色照明节能设备中大都需用软磁铁氧体磁芯作为功率器件，这将形成未来软磁材料最庞大的市场之一。
    6. 光伏发电产业
光伏发电是21世纪最有发展前途一种可再生能源发电方式。由于它利用洁净太阳光能，有利于环境保护，无可动部件，可分散灵活配置，将得到年增长率超过20%快速发展。因此，太阳光发电站不仅受到能源和环境保护部门重视，而且也受到电源和电力电子行业关注。
光伏发电系统的逆变器中，需要使用软磁铁氧体磁芯的器件主要有以下几类：
    （1）高频变压器
    在逆变器采用高频变压器绝缘主电路中，起绝缘及功率变换作用的器件是高频变压器，通常需要使用MnZn软磁铁氧体磁芯。
    （2）驱动变压器
    在逆变器中，进行信号变换和驱动开关器件是驱动变压器。工频驱动变压器采用冷轧取向硅钢冲片叠装磁芯。高频驱动变压器需要使用MnZn软磁铁氧体磁芯。
    （3）抗电磁干扰滤波电感器
    在太阳光发电站逆变器主电路中，输入和输出端都应当接抗共模和差模干扰滤波电路，其中滤波电感器参照抗电磁干扰标准设计。抗电磁干扰共模滤波电感器和差模滤波电感器，都需要使用软磁铁氧体磁芯。
    4.3 锰锌铁氧体材料市场发展预期
    通过对上述软磁铁氧体材料市场需求的分析，可知，在未来的3-6年，是软磁铁氧体高档产品的发展时期，中低档产品会逐渐萎缩，如不迎头赶上就会失去市场。
    乐观预测，在未来五年内，国际市场上软磁铁氧体可保持年均6～12%的增长水平；软磁铁氧体材料2015年需求量将达100万吨（其中，MnZn系占约60%、MgMnZn系约30%、NiZn系约占10%，以上按重量计），2011～2015年世界软磁铁氧体产量及增长速度预测[6]见表2。
    表2 2011～2015年世界软磁铁氧体产量及增长速度预测
    5 软磁铁氧体材料行业发展趋势分析
    5.1 中国软磁铁氧体行业面临的挑战
    我国无疑已经成为世界最大的磁性材料生产国：根据全国磁性材料行业协会的预期，到2015年，我国软磁铁氧体产量将达到42万吨。然而，我国距离磁性材料强国还有一定的差距。伴随技术进步，产品性能的提高，以及金融危机后中低端产品供过于求、厂商竞争加剧，当前整个产业已经进入结构调整期。因此，我国软磁铁氧体行业必将面临一场严峻的挑战。
    5.1.1 技术上的挑战
    国际知名企业，如日本TDK、FDK、住友，韩国的梨树、三和，欧洲的PHILIPS，美国的SPANG，中国台湾的越峰电子、宏业化工、美磁等，进入中国既推动了中国磁性材料产业发展水平，同时又给很多中国磁性材料企业带来更大更强的竞争。
    当前，高端锰锌铁氧体材料[7， 8]的发展方向主要集中在功率铁氧体和高磁导率铁氧体上，其性能和应用领域如下表所示。
    表3高端锰锌铁氧体的特性及应用领域
    目前中国大批量生产软磁铁氧体的技术质量水平并不高[9]：日本TDK公司开发的PC90和PC95铁氧体磁芯材料可广泛应用于变压器和扼流圈中。他们利用独自的精密材料控制技术，并采用新工艺而开发出的PC90和PC95新型铁氧体磁芯材料兼具有高饱和磁通密度特性和宽温低功耗特性。然而，国内只有东磁仅仅推出了DMR90材料，该材料与TDK公司的PC90材料性能接近，而类似的PC95也只是出于研发阶段。这种技术上的差距导致从国际市场售价来看，我国产品十分低廉。例如，家用电器等用大磁芯，每吨售价约在1.5万元左右，通信用小磁芯每吨售价约在3万元左右，仅为日本同类产品价格的1/2～1/3。这给中国软磁铁氧体材料行业的快速发展增加了困难。
    5.1.2 市场上的挑战
    我国大多数软磁铁氧体企业生产长期滞留于低档次产品，一方面影响本身技术水平和管理水平的提高，另一方面由于售价低、赢利水平低下，影响了企业扩大再生产，造成原材料及能源等资源的浪费，难以形成良性循环。通过适度发展我国高档次软磁铁氧体，对改善现有产品结构、增强竞争力、扩大与变压器、电感器等的配套以及出口创汇力度都具有非常重要的现实意义。
    5.2 中国软磁铁氧体行业的发展
    世界磁性材料产业链向中国的转移，为中国软磁铁氧体材料行业的发展注入了新的活力。通过对软磁铁氧体市场需求和行业发展趋势的分析可知，要是我国软体铁氧体行业健康快速的发展，就必须在磁性材料领域紧紧抓住中高端市场，开发高端产品，特别是要满足客户对特殊材料的定制要求，获得竞争优势；在新能源、新技术领域不断拓展软体铁氧体材料的应用。
要满足这些要求，就必须在原材料选择、生产工艺、控制手段等上下功夫，才能制备出高性能软磁铁氧体材料。
    6 结束语
    低碳和绿色经济的发展以及内需的拉动将持续推动我国磁性材料的发展，这将是未来新型的高新磁性材料应用和市场的重要发展方向。我国软磁铁氧体行业的发展总体处于一种乐观的态势。在世界范围内，我国已经是软磁铁氧体材料生产和制备的大国，但距离软磁铁氧体材料强国还有一定的差距。我国的磁性材料生产要实现由大国向强国的转变，磁性材料产业就必须通过技术创新，继续加强高性能软磁铁氧体材料的开发，同时要加强企业自身的整合，不断提高管理和技术水平，使磁性材料产业更好的扎根于我国。

参考文献：
[1] 磁性行业咨询， 2010第5期.
[2] 磁性材料产业发展研究报告， 2010.
[3] 新兴市场刺激软磁铁氧体生产快速增长. 中国电子元件行业协会， 2010.08.27.
[4] 胡永清， 王京平， 胡春元， 蒋胜勇. 高性能LED照明对软磁铁氧体材料电磁特性的要求. 磁性材料及器件， 2012， 43(5): 57-63.
[5] 翁兴园. 四大应用提速新型软磁铁氧体材料开发. 中国电子报-磁性材料， 2007， 第C04版.
[6] 张继松， 王燕明， 何虹. 中国软磁铁氧体材料的发展前景. 工信部磁性材料及器件专业情报网.2012.
[7]  谭令， 陈海清， 唐朝波. 锰锌铁氧体技术进展. 湖南有色金属， 2012， 28(3): 42-45.
[8] 柯春香， 李玉胶， 朱春城. 锰锌铁氧体研究的最新进展. 功能材料， 2010年论文集， 1-4.
[9] 高喜英. 国内外新型功率软磁铁氧体磁芯的技术发展动向. 磁性元件与电源-技术与应用， 2012.08.

作者简介：
陈元峻、1969.12.22、男、汉族、上海市杨浦区、工程师、工商管理硕士学位。
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