中国软磁材料的发展回顾与展望
2009-08-07 10:55:59
来源：《国际电子变压器》2009年8月刊
点击：1425
1 发展回顾
“十五”期间，中国的磁性材料产量从2001年的37.63万吨增加到2005年62.56万吨，其中的软磁材料产量从16.9万吨增加到22万吨，中国的磁性材料产量平均年增长率保持在20%以上。“十五”期间，中国的磁性材料在产量和产值方面都呈现阶梯式的快速增长，具体见图1。2005年我国永磁铁氧体产量为35万吨，占全球产量的50%；软磁铁氧体产量22万吨，占全球产量的56%；钕铁硼磁体产量为3万吨，占全球产量的77%，具体见图2。
2005年我国磁性材料出口已超过20万吨，出口额约7.3亿美元。目前我国磁性材料行业已经形成了一定数量的大规模骨干企业，产品质量和技术档次都有了较大幅度的提升，产品应用范围正逐步向高档领域扩展。权威媒体预测到“十一五”的2010年中国磁性材料产量将达到75万吨，将占世界总产量151 万吨的50%，
世界磁性材料的重心将在中国，具体见图3。相应软磁铁氧体在产量和产值方面也有着大幅度的提升，中国软磁铁氧体从1985年的0.7万吨发展到2005年的22万吨，产量和产值发生巨大的增长，据统计2005年中国软磁铁氧体已占到世界的56%，成为名符其实的软磁性材料生产大国，具体见图4。中国磁性材料核心企业已经形成，企业的产量和产值均占世界前列。中国具有一定数量的磁学专业的大专院校研究和稳定的研究院所。企业的产品质量均提高一个档次，应用范围进一步扩大到高档领域。中国的磁性材料制造设备自动化程度、效率和性能得到改善。外资企业纷纷转移到中国，提高中国磁性材料整体实力。 总之，进入21世纪后中国各类磁体的产量均已稳居世界首位。21世纪全球磁体的产业中心是中国，并将比原欧美日中心持续的时间更长。
2 中国磁性材料行业存在问题
纵观中国磁性材料发展这么多年，取得这样的成绩，主要还是在于生产规模的扩大和生产硬件的投资。大批量生产磁性产品的技术性能水平与国际先进水平还有一定的差距。中低档产品价格在无利润边缘竞争，无序而无规则。企业对高技术应用领域的磁性产品开发力度不够，不能首先占领新应用领域。在国内设备制造业没有按照新磁性产品生产需要而更新创新，高档材料的制造设备均靠引进。中国磁性材料与国外差距具体表现在以下几个方面：
(1)产品质量水平存在差距
中国软磁材料的研究水平近几年来取得非常显著的进步，与国际同行相比有较大的提高，这主要与各企业以先进的同行为发展与竞争目标分不开，表一是天通软磁材料水平与国际同行相比较结果。中国软磁性材料水平有了一定的提高，但是很多新材料研发成果并没有真正转化为大生产，导致批量产品质量水平仍然存在一定的差距。除了材料水平外，产品性能一致性差、外观差、缺少名牌、供货不及时等因素很大程度上制约了中国磁性材料质量的快速提升。目前中国大批量生产软磁铁氧体的技术质量水平并不高，功率铁氧体的性能相当于日本TDK公司产品的PC30和PC40牌号；高磁导率铁氧体的μ值约在7000~10000间；只有极个别单位能稳定小批量生产PC44牌号功率铁氧体和μ值10000以上的高磁导率铁氧体。
(2)价格差异
从图5得知，中国磁性材料的平均出口价格约3.6美元/公斤，而平均进口价格则在7美元/公斤左右，中国磁性材料的进出口差价太大。而对于软磁方面， 从国际市场售价来看，我国产品十分低廉，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。在钕铁錋方面，中国占世界产量的77%但只拥有57%的产值，产值与产量比值仅为0.74，远远小于日本的1.81和欧洲的3.0（具体见图6）。这除了销售渠道的原因外，还与我国产品档次低下、性能一致性差、外观差、缺少名牌、供货不及时等因素有直接关系。我国大多数软磁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[1]。
3 中国软磁铁氧体的发展思考
“十一五”期间对我国软磁铁氧体来说，总的趋势是一个发展时期，预计世界铁氧体市场仍将保持6%左右的平衡年均增长率，而我国则将以10~15%左右的年增长率发展。为顺应国家产业政策和国内外市场的发展趋势，我国软磁铁氧体工业的产品结构也将发生重大变化，高档产品和出口产品的比例将迅速提高。为此，中国磁协软磁铁氧体行业就合理规划和布局，集中资金和力量，在培育发展规模经济和出口基地上下功夫，以具备一定基础的知名大中型骨干企业为龙头，建立4~5家高档软磁铁氧体生产、出口基地企业，形成我国软磁铁氧体的“国家队”，但同时也对中国软磁铁氧体也提出了更高的要求，如何使中国软磁铁氧体行业处于不败之地，必须做到以下方面：
1) 提升新材料和新产品的研发能力。随着应用领域的拓展和材料开发的深化，在IT产业、电力电子，特别是网络通信等用户的苛求下，为保证设备系统稳定、可靠、高效运行，一种求新、求全的理念已经逐步主导着软磁材料的研发方向，不少多种特性兼备的综合材料先后推向市场，受到了热心客户的追捧与亲睐。整机和器件向精、特、小方向发展，对应的软磁铁氧体在材料和形状方面必须作革新。对于功率铁氧体，更高的饱和磁通密谋Bs，更好的直流偏置特性DC-Bias；更低的损耗（低磁通刻度下的损耗因子 tanδ/μ 、高磁通密度下的功耗Pc）、更低的总谐波失真系数（THD）；更宽的使用频率和温度范围。也就是通常对铁氧体提出的所谓两宽（宽温，宽频）、两高（高Bs、高DC-Bias）、两低（低损耗，低失真）兼具的特点。
2) 加强产业链间的交流与合作，实现产品质量水平的提升。铁氧体的生产与制造，除了铁氧体企业自身具有较强的新品开发和制造能力以外，它还是一个链接的过程，涉及到的行业也较多，包括原（辅）料、装备、物流、以及产品下游客户的运用状况等。所以说铁氧体行业的发展与提升离不开相关行业的发展与壮大。磁性材料协会每次组织磁性材料交流学术会，为铁氧体的发展和相关行业的沟通构建了一个很好的平台。
3) 提升自身品牌，加强品牌建设。铁氧体发展几十年来已形成了一批各具特色的国际和国内品牌，如TDK、STEWARD、EPCOS等。在国内，经过“十五”发展壮大，国内初步形成了一些具有一定潜力的发展品牌，如天通股份、横店东阳等。
4 中国磁性材料发展前景
目前，中国磁性材料产量明显居世界第一，但随着亚洲发展中国家崛起速度加快、国外企业的进入，加强了相应市场竞争，另外企业融资力度增强，国际合作加强，所有这此为中国磁性材料的发展创造了良好的发展环境。在新技术领域的应用条件下，磁性材料产品结构有了一个新的变化，高技术产品领域应用占22%，如数字通信、电磁兼容（EMC）、射频宽带、抗电磁干扰（EMI）、高清显示、汽车电子，传统中低档产品领域应用占78%，如电视机、电源适配器、电子镇流器、普通开关电源变压器、天线棒。未来中国磁性材料应用市场的分析与预测如下：
1) 平板显示器市场前景
平面显示器是典型的数字电子消费品。以LCD为主的平板显示将全面取代目前的CRT（显像管）显示技术。2004年平板显示主流产品TFT液晶显示器占了世界平板显示市场71%的份额， PDP、STN和EL等分别占8%、16%和5%（见图7）。在LCD夹板显示中，LCD TV的产量绝对性地超过PDP TV，这将成为未来的一大市场亮点（见图8）。磁性产品在Inverter逆变器中主要起到功率转换和电流整合的作用，是Inverter逆变和变换器的核心元件之一。随着电子设备向高频、高速、高组装密度发展，相应提出磁芯向高磁导率、高频化和小型化发展的要求，另外现在国际上绿色环保对电磁干扰和电磁兼容提出更高的要求，同样提高了磁性元件抗电磁干扰和电磁兼容的需要[3]。
2) IT和通讯行业市场前景
中国目前成为世界最大IT和通讯行业生产基地和销售市场之一，具有良好的发展前景。软磁材料在IT和通讯行业中的应用，在未来几年里仍然占据着相当的比重。电脑正在以日新月异的速度变得更小、更薄、更轻。可喜的是，未来3G手机将逐步取代GSM手机（见图9），对于3G业务，网络终端的开通和手机更新换代，相应磁性器件也要更新换代，所有这些为磁性材料提供广阔的应用空间。另外，据权威机构预测：“十一五”期间我国手机将以年均7.26%的速度增长（见图10），同时，科技产品的迅猛发展对软磁材料也提出了更高的要求，如管状振动磁芯被小而薄的钮扣式取代，天线采用薄膜磁体，手机和电脑接口采用蓝牙技术，传真机用激光磁辊，光通讯的无源器件等。现在的手机集多种功能于一身，不仅具备接收和发送移动图像及导航功能，更具有摄像功能。这些多种关键元件、在手机、逻辑元件、显示器元件和摄像机元件等领域的应用频率极高。中国加入WTO后，与世界接轨，电子/电力产品必须达到抗电磁干扰、环保的要求。在强劲的市场应用要求下，世界各大电子元件公司投入开发，我国起步较晚，EMI对策元件将迅速发展，器件片式化、微小型化、高频化、集成化发展，磁性薄膜和厚膜是EMI软磁元件面临的主题。
3) 汽车工业
汽车工业异军突起，汽车成为中国经济的第五柱工业，2006汽车产量排名世界第三（1-7月）生产400万辆，预测2010年将达到1000万辆。2005年中国汽车电子产品销售额达到624.3亿元，比2004年增长36.3%。近日，赛迪顾问股份有限公司在“2006中国汽车电子产业发展高层论坛”上发表的中国汽车电子市场发展状况的研究报告显示，未来中国将成为全球主要汽车电子产品生产国之一，而预计到2010年，中国汽车电子产品市场规模将达到近2000亿元（见图11）。据权威机构预测，现在轿车内的车身电子占整车价值的27.3%，到2010年将上升至35%（见图12）。在一些豪华轿车上，电子产品甚至将占到整车成本的50%以上。因此汽车电子被公认为当今最有发展潜力的电子产业之一。汽车工业的快速发展，磁性材料最大的受益行业之一，汽车电机平均30只，扬声器5只以上，电动汽车对钕铁硼磁体带来无限好前景等。但在汽车用软磁材料中，汽车上大量使用的电感器、变压器、扼流圈、滤波器等使得软磁铁氧体成为需求量上升最快的磁性材料[4]。
参考文献
[1] 磁性材料商情网，20年来中国磁材料行业发展[J]，磁性材料商情，2007.1
[2] TDG corporation hompage. http://www.tdgcore.com/fwzx/xzzq.asp. Last retrieved on September 18，2006
[3] 赵杰红，张培良，施家宏（等），用于LCD驱动变压器的磁性材料[J]，新材料产业，2006，156（11）：27-29。
[4] 磁性材料商情网，中国磁性材料新应用市场发展分析[J]，磁性材料商情，2007.5
“十五”期间，中国的磁性材料产量从2001年的37.63万吨增加到2005年62.56万吨，其中的软磁材料产量从16.9万吨增加到22万吨，中国的磁性材料产量平均年增长率保持在20%以上。“十五”期间，中国的磁性材料在产量和产值方面都呈现阶梯式的快速增长，具体见图1。2005年我国永磁铁氧体产量为35万吨，占全球产量的50%；软磁铁氧体产量22万吨，占全球产量的56%；钕铁硼磁体产量为3万吨，占全球产量的77%，具体见图2。
2005年我国磁性材料出口已超过20万吨，出口额约7.3亿美元。目前我国磁性材料行业已经形成了一定数量的大规模骨干企业，产品质量和技术档次都有了较大幅度的提升，产品应用范围正逐步向高档领域扩展。权威媒体预测到“十一五”的2010年中国磁性材料产量将达到75万吨，将占世界总产量151 万吨的50%，
世界磁性材料的重心将在中国，具体见图3。相应软磁铁氧体在产量和产值方面也有着大幅度的提升，中国软磁铁氧体从1985年的0.7万吨发展到2005年的22万吨，产量和产值发生巨大的增长，据统计2005年中国软磁铁氧体已占到世界的56%，成为名符其实的软磁性材料生产大国，具体见图4。中国磁性材料核心企业已经形成，企业的产量和产值均占世界前列。中国具有一定数量的磁学专业的大专院校研究和稳定的研究院所。企业的产品质量均提高一个档次，应用范围进一步扩大到高档领域。中国的磁性材料制造设备自动化程度、效率和性能得到改善。外资企业纷纷转移到中国，提高中国磁性材料整体实力。 总之，进入21世纪后中国各类磁体的产量均已稳居世界首位。21世纪全球磁体的产业中心是中国，并将比原欧美日中心持续的时间更长。
2 中国磁性材料行业存在问题
纵观中国磁性材料发展这么多年，取得这样的成绩，主要还是在于生产规模的扩大和生产硬件的投资。大批量生产磁性产品的技术性能水平与国际先进水平还有一定的差距。中低档产品价格在无利润边缘竞争，无序而无规则。企业对高技术应用领域的磁性产品开发力度不够，不能首先占领新应用领域。在国内设备制造业没有按照新磁性产品生产需要而更新创新，高档材料的制造设备均靠引进。中国磁性材料与国外差距具体表现在以下几个方面：
(1)产品质量水平存在差距
中国软磁材料的研究水平近几年来取得非常显著的进步，与国际同行相比有较大的提高，这主要与各企业以先进的同行为发展与竞争目标分不开，表一是天通软磁材料水平与国际同行相比较结果。中国软磁性材料水平有了一定的提高，但是很多新材料研发成果并没有真正转化为大生产，导致批量产品质量水平仍然存在一定的差距。除了材料水平外，产品性能一致性差、外观差、缺少名牌、供货不及时等因素很大程度上制约了中国磁性材料质量的快速提升。目前中国大批量生产软磁铁氧体的技术质量水平并不高，功率铁氧体的性能相当于日本TDK公司产品的PC30和PC40牌号；高磁导率铁氧体的μ值约在7000~10000间；只有极个别单位能稳定小批量生产PC44牌号功率铁氧体和μ值10000以上的高磁导率铁氧体。
(2)价格差异
从图5得知，中国磁性材料的平均出口价格约3.6美元/公斤，而平均进口价格则在7美元/公斤左右，中国磁性材料的进出口差价太大。而对于软磁方面， 从国际市场售价来看，我国产品十分低廉，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。在钕铁錋方面，中国占世界产量的77%但只拥有57%的产值，产值与产量比值仅为0.74，远远小于日本的1.81和欧洲的3.0（具体见图6）。这除了销售渠道的原因外，还与我国产品档次低下、性能一致性差、外观差、缺少名牌、供货不及时等因素有直接关系。我国大多数软磁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[1]。
3 中国软磁铁氧体的发展思考
“十一五”期间对我国软磁铁氧体来说，总的趋势是一个发展时期，预计世界铁氧体市场仍将保持6%左右的平衡年均增长率，而我国则将以10~15%左右的年增长率发展。为顺应国家产业政策和国内外市场的发展趋势，我国软磁铁氧体工业的产品结构也将发生重大变化，高档产品和出口产品的比例将迅速提高。为此，中国磁协软磁铁氧体行业就合理规划和布局，集中资金和力量，在培育发展规模经济和出口基地上下功夫，以具备一定基础的知名大中型骨干企业为龙头，建立4~5家高档软磁铁氧体生产、出口基地企业，形成我国软磁铁氧体的“国家队”，但同时也对中国软磁铁氧体也提出了更高的要求，如何使中国软磁铁氧体行业处于不败之地，必须做到以下方面：
1) 提升新材料和新产品的研发能力。随着应用领域的拓展和材料开发的深化，在IT产业、电力电子，特别是网络通信等用户的苛求下，为保证设备系统稳定、可靠、高效运行，一种求新、求全的理念已经逐步主导着软磁材料的研发方向，不少多种特性兼备的综合材料先后推向市场，受到了热心客户的追捧与亲睐。整机和器件向精、特、小方向发展，对应的软磁铁氧体在材料和形状方面必须作革新。对于功率铁氧体，更高的饱和磁通密谋Bs，更好的直流偏置特性DC-Bias；更低的损耗（低磁通刻度下的损耗因子 tanδ/μ 、高磁通密度下的功耗Pc）、更低的总谐波失真系数（THD）；更宽的使用频率和温度范围。也就是通常对铁氧体提出的所谓两宽（宽温，宽频）、两高（高Bs、高DC-Bias）、两低（低损耗，低失真）兼具的特点。
2) 加强产业链间的交流与合作，实现产品质量水平的提升。铁氧体的生产与制造，除了铁氧体企业自身具有较强的新品开发和制造能力以外，它还是一个链接的过程，涉及到的行业也较多，包括原（辅）料、装备、物流、以及产品下游客户的运用状况等。所以说铁氧体行业的发展与提升离不开相关行业的发展与壮大。磁性材料协会每次组织磁性材料交流学术会，为铁氧体的发展和相关行业的沟通构建了一个很好的平台。
3) 提升自身品牌，加强品牌建设。铁氧体发展几十年来已形成了一批各具特色的国际和国内品牌，如TDK、STEWARD、EPCOS等。在国内，经过“十五”发展壮大，国内初步形成了一些具有一定潜力的发展品牌，如天通股份、横店东阳等。
4 中国磁性材料发展前景
目前，中国磁性材料产量明显居世界第一，但随着亚洲发展中国家崛起速度加快、国外企业的进入，加强了相应市场竞争，另外企业融资力度增强，国际合作加强，所有这此为中国磁性材料的发展创造了良好的发展环境。在新技术领域的应用条件下，磁性材料产品结构有了一个新的变化，高技术产品领域应用占22%，如数字通信、电磁兼容（EMC）、射频宽带、抗电磁干扰（EMI）、高清显示、汽车电子，传统中低档产品领域应用占78%，如电视机、电源适配器、电子镇流器、普通开关电源变压器、天线棒。未来中国磁性材料应用市场的分析与预测如下：
1) 平板显示器市场前景
平面显示器是典型的数字电子消费品。以LCD为主的平板显示将全面取代目前的CRT（显像管）显示技术。2004年平板显示主流产品TFT液晶显示器占了世界平板显示市场71%的份额， PDP、STN和EL等分别占8%、16%和5%（见图7）。在LCD夹板显示中，LCD TV的产量绝对性地超过PDP TV，这将成为未来的一大市场亮点（见图8）。磁性产品在Inverter逆变器中主要起到功率转换和电流整合的作用，是Inverter逆变和变换器的核心元件之一。随着电子设备向高频、高速、高组装密度发展，相应提出磁芯向高磁导率、高频化和小型化发展的要求，另外现在国际上绿色环保对电磁干扰和电磁兼容提出更高的要求，同样提高了磁性元件抗电磁干扰和电磁兼容的需要[3]。
2) IT和通讯行业市场前景
中国目前成为世界最大IT和通讯行业生产基地和销售市场之一，具有良好的发展前景。软磁材料在IT和通讯行业中的应用，在未来几年里仍然占据着相当的比重。电脑正在以日新月异的速度变得更小、更薄、更轻。可喜的是，未来3G手机将逐步取代GSM手机（见图9），对于3G业务，网络终端的开通和手机更新换代，相应磁性器件也要更新换代，所有这些为磁性材料提供广阔的应用空间。另外，据权威机构预测：“十一五”期间我国手机将以年均7.26%的速度增长（见图10），同时，科技产品的迅猛发展对软磁材料也提出了更高的要求，如管状振动磁芯被小而薄的钮扣式取代，天线采用薄膜磁体，手机和电脑接口采用蓝牙技术，传真机用激光磁辊，光通讯的无源器件等。现在的手机集多种功能于一身，不仅具备接收和发送移动图像及导航功能，更具有摄像功能。这些多种关键元件、在手机、逻辑元件、显示器元件和摄像机元件等领域的应用频率极高。中国加入WTO后，与世界接轨，电子/电力产品必须达到抗电磁干扰、环保的要求。在强劲的市场应用要求下，世界各大电子元件公司投入开发，我国起步较晚，EMI对策元件将迅速发展，器件片式化、微小型化、高频化、集成化发展，磁性薄膜和厚膜是EMI软磁元件面临的主题。
3) 汽车工业
汽车工业异军突起，汽车成为中国经济的第五柱工业，2006汽车产量排名世界第三（1-7月）生产400万辆，预测2010年将达到1000万辆。2005年中国汽车电子产品销售额达到624.3亿元，比2004年增长36.3%。近日，赛迪顾问股份有限公司在“2006中国汽车电子产业发展高层论坛”上发表的中国汽车电子市场发展状况的研究报告显示，未来中国将成为全球主要汽车电子产品生产国之一，而预计到2010年，中国汽车电子产品市场规模将达到近2000亿元（见图11）。据权威机构预测，现在轿车内的车身电子占整车价值的27.3%，到2010年将上升至35%（见图12）。在一些豪华轿车上，电子产品甚至将占到整车成本的50%以上。因此汽车电子被公认为当今最有发展潜力的电子产业之一。汽车工业的快速发展，磁性材料最大的受益行业之一，汽车电机平均30只，扬声器5只以上，电动汽车对钕铁硼磁体带来无限好前景等。但在汽车用软磁材料中，汽车上大量使用的电感器、变压器、扼流圈、滤波器等使得软磁铁氧体成为需求量上升最快的磁性材料[4]。
参考文献
[1] 磁性材料商情网，20年来中国磁材料行业发展[J]，磁性材料商情，2007.1
[2] TDG corporation hompage. http://www.tdgcore.com/fwzx/xzzq.asp. Last retrieved on September 18，2006
[3] 赵杰红，张培良，施家宏（等），用于LCD驱动变压器的磁性材料[J]，新材料产业，2006，156（11）：27-29。
[4] 磁性材料商情网，中国磁性材料新应用市场发展分析[J]，磁性材料商情，2007.5
暂无评论