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高导磁心前景美好 但存在技术瓶颈

2008-06-04 16:04:02 来源:《国际电子变压器》2008年06月刊

     近年来,电子产品向轻、薄、短、小方向的发展,对软磁铁氧体材料的性能提出了更高的要求,其中高磁导率锰锌材料是随着市场发展变化最快、市场前景最好的材料之一。目前,高导磁心的市场年需求量约为5~8万吨,未来需求将会越来越大。近年来,高导磁心的市场容量每年以20%的比例增长。
     高磁导率锰锌铁氧体材料目前产量已占全部软磁铁氧体总产量的25%以上,主要用于电子电路宽带变压器,脉冲变压器,抗电磁波滤波器等领域。这些领域的磁心基本上在弱场下工作,此时材料的高磁导率就会显示出独特的优越性。虽然国内当前专业生产高导磁心的工厂还不多,但关注高导磁心的企业却非常多,大部分的磁心企业都在进行高导磁心的开发和生产。为了摸清国内高导磁心的市场状况与发展前景,笔者对乳源东阳光、常熟皮爱尔奇、青岛三和、南京新康达、枣庄宏昌等近20家企业做了问卷调查。调查显示,未来三年内,高导磁心的产量将逐年增加(如图1所示),且市场需求量也将呈现上扬趋势。同时,调查显示,各厂家高导磁心产品的应用非常广泛,近80%的企业的产品在电路宽带变压器、脉冲变压器、抗电磁波滤波器等领域均有应用。同时,笔者也调查访问了弘电、帛汉、普思等近20家高导磁心产品应用商,了解了各商家高导磁心的应用情况。

价格、品质——选择高导磁心之标准
    调查显示,整机生产商在选择高导磁心产品时,虽需多方考量,如客户约定、企业产能、产品的特殊要求等,但最重要的两个参数仍然是产品的品质和价格,81%的企业非常看重这两个标准,其次是售后服务,1/3以上的企业同时非常看重磁心企业的产品后续服务。(如表1所示)出于对以上参数的要求,各公司在选择高导磁心生产商时,也就各有侧重点。有81%的企业在选择供货商时,选择了内资企业。虽然内资企业产品的稳定性还不能尽如人意,但在产品价格上相对于台资、日资、美资企业具有绝对优势,同时,国内厂家5000-10000UI的产品质量基本上可以满足性能要求,稳定性较好,成本较低,比较有竞争优势,于是成为了最主要的高导磁心供货商。其次是台资企业,有近44%的企业选择其作为供货商,选择日资、美资供货商的企业所占比例则相对较少,约占10%(如表2所示)。

前景美好 但存在技术瓶颈
    在谈到国内高导磁心行业的发展现状时,高导磁心供货商与应用商的看法不尽相同。绝大部分供货商认为发展现状良好,竞争力强。但应用商的态度分两拨,一拨认为在技术和新材料的应用上,磁心产品还有欠缺;另一拨态度与供货商相差无几。由此可见,国内高导磁心的发展情况存在“双面性”特征。内资企业产品的竞争力主要体现在价格上,但在质量、稳定性等方面,还有待进步和提升。
    惠州市三盛电子有限公司工程部周成认为,高导磁心行业现正稳步向前发展,前景比较乐观。普思设计部的马红中也表示,当前高导磁心行业“发展得很好”。“发展状况良好,竞争力强。”青岛三和电子有限公司销售部的程显亭言简意赅。常熟皮爱尔奇磁性科技有限公司总经理马跃泉也表示:“发展很快,尤其是CCC认证,对电感等的抗干扰要求很高,促进了高导磁心的发展,行业竞争也较强,尤其是品质的竞争越来越激烈。”如单纯从时间纵向比较,不论是技术还是产品品质方面,国内高导磁心行业近年来取得的进步有目共睹。但横向与国际同行相比,我们还存在一定的差距,关键技术当前还主要掌控在外资和台资企业手中。所幸的是,这种差距并没有被国内企业忽视,很多企业看到了这一点,并在为之努力。
    南京新康达磁业有限公司总经理赵光坦言:“与TDK等国外先进厂商相比,国内高磁导率磁心产品在性能和品质上尚有不小的差距,主要表现在:1、目前量产品材料磁导率大都在5000~12000,缺少特高磁导率(μ≥15,000)品种,无法进入一些高端应用市场;2、磁导率的高频特性不好,导致器件的阻抗特性不良,无法满足部分高性能EMC应用要求;3、目前的高磁导率磁率磁心镜面研磨工艺普遍存在良品率和效率低、加工成本高等缺点;4、高磁导率环形磁心表面涂覆后,普遍存在磁导率跌落较严重的问题,表明材料抗应力性能不佳。”
    调查数据(如图2所示)很好的印证了赵总谈到的磁导率问题,当前国内生产和应用的高导磁心产品磁导率主要集中在8000-12000。且商家表示,国内厂家5000-10000UI的产品质量基本上还可以满足性能要求,稳定性较好,成本较低,比较有竞争优势,但10000UI以上产品生产技术仍有瓶颈,难以大规模生产。
    “高质量﹑稳定性高的厂家不多﹐国内厂家10000UI以下产品较稳定可批量生产﹐较符合经济效益﹐10000UI以上产品稳定性有待提升。”帛汉股份有限公司作业中心采购部经理李海宾告诉记者。台达电子工程部经理徐月朗表示,关键是技术方面暂时还没有突破。
    产品的一致性和稳定性问题,是各商家为之头疼的问题。应用商纷纷表示,高导磁心对环境太敏感,产品不稳定。同时期待供货商在技术服务上应努力做到更好。

应用市场对高导磁心提出更高要求
    早期高导材料的发展只是片面追求高磁导率和一定的居里温度。然而,应用市场大量的需求要求材料不仅要具有高的初始磁导率,同时必须具有良好的温度特性、频率特性、低的损耗、高的阻抗和良好的叠加性能等。
    这就要求在提高磁导率的同时,兼顾其他性能参数,使性能达到一个很好的平衡:首先,是宽温的需求。现代通信设备的户外设施,不仅要求耐高温,还要承受严寒。很多客户要求材料在-40~+80℃,甚至到125℃的宽温范围都能正常稳定的工作。
    再就是低谐波失真(THD)要求。近年来,通信技术快速发展,xDSL(包含非对称数字用户线ADSL和对称数字用户线SDSL)技术得到广泛应用。为了在信号传输过程中减小波形失真,减少传输错误,延长传输距离,要求变压器具有低的总谐波失真。
    同时,还有直流叠加要求。随着局域网(LAN)大规模发展,100Mbps的传输速度成为主流,为了达到器件的小型化和薄型化,国家对电子产品制定了电磁兼容标准,要求电子设备本身抗电磁干扰要达到一定的标准,同时对周边的电磁干扰必须限制在一定程度。这就需要大量的抗电磁干扰磁心。此外,越来越多足直流偏置情况下电感的要求,需要大量具有良好叠加性能的铁氧体磁心。
    再者,还有高阻抗要求。电子技术的迅猛发展,使得电磁污染问题日益突出。
    为了限制电磁干扰的危害,许多的客户还要求材料具有高的稳定性,包括应力稳定性,时间的稳定性,温度稳定性,磁场稳定性等。帛汉作业中心采购部经理李海宾认为,当前市场产品在温宽、阻抗、稳定性等性能方面对高导磁心产品提出要求,是目前电子行业发展的必然现象,而且在小型化/高频化等趋势下,对这些性能的要求只会越来越高。

各商家对产品有特殊要求
    随着市场产品向超薄、超小型方向发展,使得高导磁心生产商在缩小产品尺寸同时,对磁芯提出了更高UI值要求。而温宽、阻抗、稳定性又是高导材料相对于较低UI值材料无法绕过的障碍,只有克服这些障碍,超小型化的产品才能最终实现产品小型化发展要求,促使厂商必须更深入专注的研究开发才能达成目标。可以说,温宽、阻抗、稳定性是当前高导产品共同追逐的热点。但各商家除去对这些基本性能有要求外,还有各自特殊的要求。 
    如帛汉还要求具有高Bs特性[μi≧5000,Bs≧550mT(25℃),380mT(100℃)]及良好的迭加性能(Dc-bias>8mA);深圳精业磁性电子有限公司对强度、一致性有要求;铭普实业和东莞弘电电子有限公司均表示,抗应力能力是他们考量产品的一个重要标准;台达和深圳市福瑞瑞康电子有限公司表示,他们希望高导产品在体积上能进一步减小;东兴电子希望高导产品能具有良好的频率扩展特性……
    从众多供货商和应用商的调查反馈我们可以看出,由于应用商各自选择的供货商不一样,产品在性能等方面存在较大差异性,有的价格有优势,有的稳定性比较突出,有的具有高磁导率等等,各供货商都有其吸引顾客的“杀手锏”。但同时,各应用商对高导产品都存在一些“微词”,如性能、体积、稳定性等,对当前的特别是国内的高导产品的应用仍不是很满意。由此可见,高导磁心产品供货商还有很多的工作需要做,怎样尽快提升技术,使得产品不论是在性能还是在价格、体积等方面都能满足应用商的需求,是高导磁心产品供货商们要攻克的一个课题。

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