我國軟磁鐵氧體材料與器件產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

翁興園

一、產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

1.軟磁材料分類及性能與應(yīng)用

軟磁材料主要是指對于磁感應(yīng)強度以及磁極化強度具有低矯頑性的磁性材料，主要分為4類：①合金薄帶或薄片：FeNi（Mo）、硅鐵（FeSi）、FeAl等；②非晶態(tài)合金薄帶：鐵（Fe）基、鈷（Co）基、FeNi基或FeNiCo基等配以適當(dāng)?shù)墓瑁⊿i）、硼（B）、磷（P）和其他摻雜元素，又稱磁性玻璃；③磁介質(zhì)（磁粉芯）：FeNi（Mo）、FeSiAl、羰基鐵和鐵氧體等粉料，經(jīng)電絕緣介質(zhì)包覆和粘合后按要求壓制成形；④鐵氧體軟磁材料：主要含錳鋅系（含功率和高導(dǎo)，占約70%）、鎳鋅系和鎂鋅系等。幾種主要的軟磁材料性能比較見表1。

軟磁鐵氧體主要應(yīng)用于電子系統(tǒng)中電磁信號的感應(yīng)、耦合、轉(zhuǎn)換、變換、傳輸、隔離、吸收，最大的用途是制作各種電子變壓器、電感器、濾波器（EMI）等。

2.軟磁粉料現(xiàn)狀

（1）三氧化二鐵原料供應(yīng)情況

軟磁鐵氧體用原料主要是三氧化二鐵（Fe2O3）、四氧化三錳、氧化鎳和氧化鋅等。其中，F(xiàn)e2O3是最重要、最主要的原料，表2所示為國內(nèi)Fe2O3主要生產(chǎn)企業(yè)及大致產(chǎn)量情況。

（2）軟磁粉料供應(yīng)情況

國外供應(yīng)商主要企業(yè)在日本、韓國，還有中國臺灣少量的供應(yīng)，供應(yīng)量約為15萬t左右，大量粉料在中國大陸生產(chǎn)。

中國軟磁粉料上萬噸規(guī)模的企業(yè)約有9家，上海寶鋼磁業(yè)有限公司最大，產(chǎn)能約6萬t。其次較大的企業(yè)有常熟市三佳磁業(yè)有限公司、天通控股股份有限公司（以下簡稱“天通控股”）、橫店集團東磁股份有限公司（以下簡稱“橫店東磁”）、臨沂春光磁業(yè)有限公司、南京金寧電子集團有限公司、JSF、綿陽開元磁性材料公司（以下簡稱“綿陽開元磁材”）、陜西金山電器有限公司、廣東肇慶微碩電子有限公司、東陽光實業(yè)發(fā)展有限公司、南京新康達(dá)磁業(yè)股份有限公司（以下簡稱“南京新康達(dá)”）、海寧聯(lián)豐磁業(yè)股份有限公司（以下簡稱“聯(lián)豐磁業(yè)”）、綿陽賽茂科技有限公司、金川電子有限公司、浙江國石磁業(yè)有限公司、惠州市通達(dá)磁材科技有限公司等等大大小小約30家企業(yè)生產(chǎn)軟磁粉料（含錳鋅、鎳鋅，功率和高導(dǎo)），產(chǎn)能大致超過35萬t/a，今年實際產(chǎn)量估計約為28萬t。

此外，日本、韓國在國內(nèi)都有軟磁粉料銷售，供應(yīng)中國的市場約每年6萬～8萬t。

3.國內(nèi)軟磁鐵氧體企業(yè)規(guī)模及分布

截至2016年，我國從事軟磁鐵氧體生產(chǎn)的企業(yè)共約230多家。初具規(guī)模的企業(yè)約110多家，2016年軟磁鐵氧產(chǎn)量約37萬t，實際產(chǎn)能約50萬t。

國內(nèi)產(chǎn)值上億前10名的企業(yè)是：天通控股、橫店東磁、聯(lián)豐磁業(yè)、乳源東陽光實業(yè)有限公司、風(fēng)華高科、南京新康達(dá)、綿陽開元磁材、成都恒力磁性材料有限責(zé)任公司、南京金寧三環(huán)富士電氣有限公司、無錫斯貝爾磁性材料有限公司等。表3為我國主要磁鐵氧體企業(yè)的區(qū)域分布。

二、應(yīng)用市場

目前，軟磁新材料的開發(fā)方向主要為以下3方面：①復(fù)合軟磁材料；②納米及納米復(fù)合軟磁材料；③稀土軟磁材料。有關(guān)研究表明，易面稀土軟磁材料在微波頻段應(yīng)用前景廣闊，現(xiàn)在已經(jīng)證明在吸波材料領(lǐng)域具備應(yīng)用發(fā)展前景。軟磁器件技術(shù)發(fā)展趨勢主要為小型輕量化、微型化、片式化、集成化（向混合集成方向發(fā)展）、高性能、高可靠、長壽命、高環(huán)境適應(yīng)性。我國軟磁器件技術(shù)已形成“塊體——粉體——薄膜化延伸”和“集成一體化（電感、變壓器）”，技術(shù)逐漸成熟，圖1所示為集成化的軟磁元件和器件。

目前整機電子產(chǎn)品核心和關(guān)鍵技術(shù)正迅速向元器件轉(zhuǎn)移。輕、薄、短、小，高性能、高可靠、高環(huán)境適應(yīng)性的應(yīng)用需求推動電子無源元件和有源器件向小型化、微型化、片式化和集成化方向發(fā)展，磁性功能器件集成化技術(shù)已成為了當(dāng)代發(fā)展電子新技術(shù)的一個突出亮點，也成為世界各國技術(shù)競爭和技術(shù)封鎖的重要焦點；由于低溫共燒陶瓷（LTCC）等技術(shù)的突破和PCB基板內(nèi)埋置元件技術(shù)的迅速發(fā)展，使無源集成技術(shù)進(jìn)入了實用化和產(chǎn)業(yè)化階段，新一代無源元件和相關(guān)集成技術(shù)，在未來幾年必將得到更加迅速的發(fā)展。全球電子元件技術(shù)正呈現(xiàn)出超小型、柔性化、嵌入式的發(fā)展趨勢，而產(chǎn)業(yè)融合（半導(dǎo)體技術(shù)工藝）推進(jìn)了電子元件向模塊化、集成化（LTCC、光電集成）發(fā)展，同時新型材料的使用（石墨烯、碳纖維等）帶動了新工藝的發(fā)展，3D打印、機器人、智能制造等先進(jìn)制造技術(shù)也正在改變電子元件傳統(tǒng)生產(chǎn)方式。

1.傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域增長的市場

（1）通訊領(lǐng)域

4C（計算機/通信/廣電/內(nèi)容服務(wù)）融合和4G、5G方向的發(fā)展，推動市場對高頻率、小型化、高性能、低損耗和抗EMI磁性材料需求。

（2）數(shù)字終端及智能控制系統(tǒng)領(lǐng)域

智慧城市、智能制造需要大量的智能控制系統(tǒng)和數(shù)字終端，智能化要求磁性元件進(jìn)一步向高性能、高頻化、片式化、低損耗和抗電磁干擾方向發(fā)展，將推動數(shù)字終端及智能控制系統(tǒng)用磁性材料市場快速發(fā)展。

（3）移動通訊

智能手機、移動智能終端在健康、移動支付等方面的應(yīng)用必將進(jìn)一步普及。各種微型片式電感元件、微型射頻元器件、微型傳感器等穩(wěn)定增長。

（4）汽車電子領(lǐng)域

汽車電子系統(tǒng)、混合動力汽車、無人駕駛車電子系統(tǒng)、EMC裝置、汽車娛樂設(shè)備、控制系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、EV充電裝置、HEV動力系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換變壓器和扼流圈、DC-DC變換器、傳感器用軟磁材料將快速增長。

（5）消費類電子

高清晰3D、健康環(huán)保LCD、LED大屏幕彩色電視、數(shù)字化視音頻設(shè)備、數(shù)碼相機、娛樂電子、醫(yī)療電子、綠色照明（如LED、高頻無級燈）對高性能磁性材料需求旺盛。搭載通信功能、傳感技術(shù)的智能化家電的滲透率必然增長，射頻元件、傳感器等電子元件在家電行業(yè)將迎來擴張機遇。

（6）計算機設(shè)備市場

微型計算機是幾乎囊括所有電子元件類產(chǎn)品的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，在商業(yè)應(yīng)用上仍保持著優(yōu)勢，隨著大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)的發(fā)展，服務(wù)器市場在“十三五”期間將持續(xù)增長。

2.快速發(fā)展中的新興應(yīng)用市場

（1）高端裝備制造市場

高鐵、大飛機、航空發(fā)動機及燃?xì)廨啓C、民用航天、海洋工程裝備及船舶、核電裝備等高端裝備制造的發(fā)展對電子元器件的需求持續(xù)增長。

（2）工業(yè)自動化設(shè)備市場

工業(yè)領(lǐng)域“機器換人”，以及3D打印技術(shù)的進(jìn)步，相關(guān)設(shè)備市場快速發(fā)展推動配套的傳感器等關(guān)鍵電子元件市場增長。

（3）節(jié)能環(huán)保市場

電子元件將在節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)各種環(huán)境監(jiān)測儀器、半導(dǎo)體照明、凈水設(shè)備、降噪設(shè)備、除塵設(shè)備、汽車尾氣凈化設(shè)備、垃圾處理設(shè)備等市場中獲得比以往更快的增長空間。

（4）健康及醫(yī)療設(shè)備市場

未來健康及醫(yī)療設(shè)備市場的爆發(fā)式增長、各種新型診療技術(shù)如遠(yuǎn)程醫(yī)療、手術(shù)機器人等都將獲得推廣，推高配套的電子元器件產(chǎn)品的需求。

（5）互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和智能穿戴市場

隨著互聯(lián)網(wǎng)的全球和全民普及，基于大數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，以及智能可穿戴市場的增長，終端、基站、移動支付、射頻技術(shù)、傳感器技術(shù)等等將爆發(fā)出許多新的市場需求。

（6）電力與新能源市場

風(fēng)力發(fā)電、太陽能中轉(zhuǎn)換器、變換器、逆變器對高性能磁材需求大幅度增長，3C認(rèn)證和抗EMI鐵氧體器件（除電力新能源領(lǐng)域還包括音視頻、信息技術(shù)、照明、電信終端等多種電子設(shè)備）市場容量巨大。

3.重要市場

（1）軟磁材料在新能源汽車中的應(yīng)用市場

軟磁材料在新能源汽車中的應(yīng)用主要包括：①充電樁用磁心規(guī)格及磁性器件。未來5年，我國新增充電樁應(yīng)達(dá)到480萬個，新增充電站應(yīng)達(dá)到1.2萬座。充電樁的電源用到較多電子變壓器、電感器，電感器多一些。用量視充電樁功率大小而定，一個充電樁起碼要用到20多個磁性元件，要求體積小、性能優(yōu)、高頻化，防水、防腐、高效率、高可靠。②汽車無線充電樁作為有線充電樁的一種補充方式，由于應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜，需要使用具有寬溫、高Bs低損耗特性的軟磁鐵氧體材料。③車載充電機。④DC/DC變換器。⑤其相關(guān)部件。

除了充電樁、車載充電機和車載DC/DC變換器3大主要部件外，在新能源汽車上其他部件也使用了較多的軟磁材料，包括照明系統(tǒng)、ECU（電子控制系統(tǒng)）、BMS（電池管理系統(tǒng)）、PDU（電源分配單元）、倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)、胎壓監(jiān)測系統(tǒng)、無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)、無人駕駛感應(yīng)系統(tǒng)、車身EMI、傳感系統(tǒng)等等。

（2）太陽能光伏發(fā)電中磁性材料應(yīng)用

在光伏逆變器中，使用軟磁材料有：輸入回路的直流EMI濾波器；高頻DC-DC變換電路的儲能電感器（非隔離系統(tǒng)）；高頻DC-DC變換電路的隔離變壓器（隔離系統(tǒng)）；工頻逆變電路的電抗器；工頻逆變電路的交流EMI濾波器；工頻逆變電路的隔離變壓器；取樣電路的電流互感器等。

在各種光伏逆變系統(tǒng)中，作為抑制高次諧波的電抗器和抑制EMI的交、直流濾波器所用的軟磁材料，隨系統(tǒng)的功率（電流）大小、頻率高低及重量、體積、成本等設(shè)計要求不同，包括鐵氧體磁心、金屬磁粉芯、硅鋼片和非晶薄帶等。圖2所示為常用于光伏逆變器的軟磁材料。

（3）無線充電器中軟磁材料應(yīng)用

軟磁材料在充電器中應(yīng)用主要包括：NiZn鐵氧體薄磁片、MnZn鐵氧體薄磁片、柔性鐵氧體磁片；用軟磁鐵氧體材料制作的各種隔磁片，起增高感應(yīng)磁場和屏蔽線圈干擾的作用。無線充電器對軟磁鐵氧體材料性能和產(chǎn)品尺寸、可靠性等要求較高，接收端對其要求更高。

無線充電4大技術(shù)：磁感應(yīng)技術(shù)、磁共振技術(shù)、微波技術(shù)、電場耦合技術(shù)，其中主要的是2大技術(shù)，磁感應(yīng)技術(shù)和磁共振技術(shù)，現(xiàn)在量產(chǎn)的產(chǎn)品基本都是磁感應(yīng)技術(shù)的產(chǎn)品。目前，整個無線充電的技術(shù)發(fā)展開始趨于成熟，相關(guān)的配套產(chǎn)業(yè)鏈也完整了。

無線充電最大的市場是手機市場，除了手機市場還有很多其他的應(yīng)用領(lǐng)域，像其他消費電子產(chǎn)品市場，家電、平板電腦、穿戴設(shè)備、無機機、電動汽車、電力、工業(yè)市場等，以及家具、辦公、游戲、玩具市場和對防水等要求高的市場。

2020年軟磁鐵氧體主要市場需求預(yù)測詳見表4。

三、中國軟磁材料與器件產(chǎn)業(yè)行業(yè)發(fā)展建議

1.市場環(huán)境與競爭

材料、器件市場牽引的源頭是現(xiàn)代及未來軍民應(yīng)用市場的發(fā)展，2個市場牽引磁性器件發(fā)展推動磁性材料的進(jìn)步。當(dāng)前，國際經(jīng)濟待續(xù)低迷，出口外需不足；國內(nèi)經(jīng)濟下行壓力大，國內(nèi)需求不旺，中低端產(chǎn)品市場供應(yīng)遠(yuǎn)大于需求，市場競爭異常激烈。另一方面，匯率波動對出口型企業(yè)的經(jīng)營和收益造成影響，能源和人工成本持續(xù)增長不斷增加企業(yè)成本。企業(yè)同行為求生存打價格戰(zhàn)已經(jīng)成為常態(tài)。由于中國軟磁材料生產(chǎn)技術(shù)不斷進(jìn)步，進(jìn)入高端產(chǎn)品市場的企業(yè)越來越多，市場競爭和價格戰(zhàn)已經(jīng)開始向中高端產(chǎn)品傳遞。

2.當(dāng)前軟磁材料與器件產(chǎn)業(yè)存在的問題

（1）自主創(chuàng)新能力有所提高，但整體水平偏低

以企業(yè)為核心的自主創(chuàng)新體系已初步建立，并在逐漸完善，行業(yè)的自主創(chuàng)新水平進(jìn)一步提高。但是，相對于國外電子元件發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，我國磁性材料及器件行業(yè)的整體技術(shù)水平依然不高，尤其缺乏國際領(lǐng)先的技術(shù)，國際磁性材料及器件大企業(yè)在許多技術(shù)領(lǐng)域布下專利壁壘，對中國磁性材料及器件企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)生不利影響。

（2）自動化水平快速提高，但整體自動化智能化需要提升

在勞動力成本持續(xù)提高的影響下，整個電子元件制造業(yè)“機器換人”的需求被拉動。不少國內(nèi)磁性材料及器件生產(chǎn)企業(yè)通過引進(jìn)、合作開發(fā)、自主研發(fā)等方式在生產(chǎn)線中增加自動化設(shè)備的使用比例、加快自動化設(shè)備的更新?lián)Q代，使勞動生產(chǎn)率大幅提升。一些行業(yè)內(nèi)的優(yōu)秀企業(yè)已經(jīng)在使用工業(yè)機器人來開展生產(chǎn)，如江粉磁材和橫店東磁已經(jīng)投入數(shù)千萬上億元實施“機器換人”。

但是，從行業(yè)整體來看，磁性材料及器件制造產(chǎn)業(yè)仍屬于勞動密集型產(chǎn)業(yè)，尤其是電子變壓器、電接插元件等以小批量、多批次、定制化為主要生產(chǎn)特點的電子元件分支行業(yè)，自動化設(shè)備的普及難度較大，自動化程度仍然偏低。

（3）社會責(zé)任意識有所提升，行業(yè)誠信問題突出

近年來，中國磁性材料及器件生產(chǎn)企業(yè)的社會責(zé)任意識大大提高，自覺履行環(huán)保義務(wù)、合法用工已成行業(yè)共識，通過SA8000、OHSAS18000等社會責(zé)任標(biāo)準(zhǔn)體系的企業(yè)越來越多。

但是，中國磁性材料及器件行業(yè)主要以中小企業(yè)為主，大多處于產(chǎn)業(yè)鏈的價值低端，企業(yè)誠信問題較為突出，不規(guī)范的市場行為增多。主要表現(xiàn)在：拖欠貨款、產(chǎn)品偷工減料、侵犯知識產(chǎn)權(quán)、缺乏環(huán)保措施等現(xiàn)象有所抬頭，拖欠員工工資、超時加班加點、逃避為勞動者繳納社會保險費等現(xiàn)象也時有發(fā)生。

（4）從業(yè)人員整體素質(zhì)穩(wěn)步提升，但高端人才和熟練技工稀缺

隨著中國磁性材料及器件生產(chǎn)企業(yè)整體實力的增強，國內(nèi)磁性材料及器件行業(yè)從業(yè)人員的平均知識水平已有較大程度的提高。

盡管國內(nèi)多所高校已有磁學(xué)相關(guān)專業(yè)，但畢業(yè)人才最后進(jìn)入磁性材料及元器件研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)的很少，造成行業(yè)高端人才極為稀缺，熟練技工也緊張。

（5）部分企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場和環(huán)保不達(dá)標(biāo)受政策影響大

近年來，由于國家政策強力加強環(huán)境保護，軟磁材料既是電子技術(shù)必需的高新功能材料，又是高耗能勞動和技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，又有一定粉塵和噪音。在新的環(huán)保政策下，新項目必需要通過排放和環(huán)保雙論證，一二線城市現(xiàn)有企業(yè)不達(dá)標(biāo)必須要整改才能開工。

3.發(fā)展建議

⑴完善創(chuàng)新體系，強化研發(fā)能力

進(jìn)一步完善以企業(yè)為主體，“產(chǎn)、學(xué)、研、用”相結(jié)合的自主創(chuàng)新體系，在有條件的地區(qū)開展公共技術(shù)服務(wù)平臺的建設(shè)試點，提高磁性材料及器件關(guān)鍵性技術(shù)的研發(fā)水平，加強磁性材料及器件行業(yè)的技術(shù)儲備。

⑵提高產(chǎn)品質(zhì)量，建設(shè)自主品牌

在穩(wěn)步增強企業(yè)供貨能力的同時，通過標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)等手段進(jìn)一步提高磁性材料及器產(chǎn)品的整體質(zhì)量和一致性水平，提升中國磁性材料及器件產(chǎn)品在國際競爭中的性價比。同時，通過對優(yōu)秀企業(yè)的培育，在行業(yè)內(nèi)形成自主品牌建設(shè)示范標(biāo)桿，樹立中國磁性材料及器件制造業(yè)的世界級品牌，增強中國磁性材料及器件制造的國際聲譽。

⑶優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，增強競爭實力

急需推進(jìn)“大公司”戰(zhàn)略，鼓勵并推動企業(yè)間的兼并重組，提升中國磁性材料及器件的集中度，增強企業(yè)的抗風(fēng)險能力。進(jìn)一步提高本土民族企業(yè)的實力，推動優(yōu)秀企業(yè)“走出去”。加強為重點領(lǐng)域配套的高端磁性材料及器件產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化速度，在關(guān)鍵領(lǐng)域逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化替代。

⑷提倡社會責(zé)任，體現(xiàn)環(huán)保理念

在行業(yè)內(nèi)推動社會責(zé)任管理體系的建設(shè)，促進(jìn)合法用工，維護社會和諧穩(wěn)定。同時，對某些磁性材料及器件生產(chǎn)過程中的高耗能、高耗水、廢水廢氣排放等環(huán)保問題開展深入研究，通過制訂標(biāo)準(zhǔn)在行業(yè)內(nèi)進(jìn)一步普及節(jié)能減排技術(shù)。

⑸培養(yǎng)高端人才，提升職工素質(zhì)

通過推動企業(yè)與高校的合作，在相關(guān)高校內(nèi)開設(shè)磁性材料及器件技術(shù)類專業(yè)或課程，增加磁性材料及器件類技術(shù)碩士點和博士點的數(shù)量，推動各地方政府對海外磁性材料及器件類高端技術(shù)和管理人才引進(jìn)政策措施的制訂和實施。同時，鼓勵企業(yè)與中職校的合作，提升新一代磁性材料及器件制造業(yè)一線工人的平均素質(zhì)。

⑹產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)合發(fā)展

企業(yè)根據(jù)自身實情和需要，有選擇融合、整合、并購上下游企業(yè)共同發(fā)展才能提高競爭力、降低市場風(fēng)險。

⑺同行企業(yè)整合互補融合發(fā)展

融合或聯(lián)合區(qū)域內(nèi)同行企業(yè)，收購兼并重組，相互互補融合共同發(fā)展是今后行業(yè)競爭中洗牌的必然選擇。