金属软磁粉芯行业研究：新能源和人工智能时代的金属软磁

（报告出品方/作者：招商证券，刘文平、杜开欣）

磁性材料主要可以分为永磁和软磁两类。永磁材料又称硬磁材料，这类材料能长期保留其剩磁，具有较高的矫顽力， 能经受不太强的磁场干扰。软磁材料与之对应，矫顽力低，磁导率高，既容易受外加磁场磁化，又易退磁。其主要功 能是导磁、电磁能量的转换与传输，被广泛应用于电能转换设备中，是电子电力时代的重要材料。 软磁材料主要可分为金属软磁、铁氧体软磁、非晶及纳米晶三类。金属软磁应用广泛，全世界年产百万吨以上，可继 续细分为纯铁、硅钢、坡莫合金、金属软磁粉芯等类别，其中金属软磁粉芯性能最为优异，在光伏、储能、新能源汽 车等板块广泛应用。

软磁材料在工业应用中已有一百多年的历史，依据时间先后可以划分为四个发展阶段：

第一阶段为 19 世纪末叶至 20 世纪初，纯铁、硅钢等软磁合金陆续问世。 纯铁是工业上应用最早的软磁材料，1886 年美国 West inshouse 电气公司首先用杂质含量约为 0.4%的热轧低碳钢薄 板制成变压器叠片铁芯。随着电力工业和电讯技术的兴起，低碳钢制造电机和变压器得以广泛使用。20 世纪初，研 制出硅钢片代替低碳钢，提高了效率，降低了损耗。至今，硅钢片在电力工业中对于软磁材料的使用仍居首位。同时， 随着电话技术的发展，在弱电工程中提出了材料需具有高磁导率的要求，铁镍系等各类软磁合金便应运而生。到 20 世纪 20 年代，无线电技术的兴起，更促进了高磁导率合金的发展，坡莫合金（78Ni-Fe）、缪高磁导合金（Mumetal， 77Ni-5Cu-Fe）、坡明瓦（Perminvar，43Ni-23Co-Fe）、坡明杜尔合金（50Co-2V-Fe）及坡莫合金磁粉芯等相继出现。

第二阶段为 20 世纪 30 年代到 40 年代，金属软磁材料发展迅速，铁氧体软磁材料应运而生。 20 世纪 30 年代到 40 年代，金属软磁材料在品种、性能和应用等方面都有了迅速的发展。这期间研制出了多元坡莫 合金、铁硅铝粉状高磁导率合金和单取向硅钢，羰基铁粉被压制成铁粉芯。同时期也开始了对于铁氧体的研究：随着 高频无线电技术的发展，生产中迫切需要一种同时具有铁磁性和高电阻率的材料，1935 年，荷兰 Philips 实验室 Snoek 成功研制出了适合在高频下应用的铁氧体，实现了尖晶石型锌铁氧体的工业化，拉开了软磁铁氧体材料在工业中应用 的序幕。

第三阶段为 20 世纪 50 年代到 70 年代，铁氧体生产取得重大突破，纳米晶合金的发明成为软磁材料发展的新里程碑。 20 世纪 50 年代，人们开发出了石榴石型铁氧体、平面型铁氧体等多种型号的铁氧体，为铁氧体奠定了坚实的工业基 础。经过 20 年的发展至 20 世纪 70 年代，生产的铁氧体磁导率显著增大、损耗降低、频带变宽。1988 年，日本日 立金属公司在非晶合金基础上通过晶化处理开发出纳米晶软磁合金，此类合金的突出优点在于兼备了铁基非晶合金的 高磁感应强度和钴基非晶合金的高磁导率、低损耗。其组元少，不含有贵重的 Co、Zr、Nb、B 等元素，是一种成本 低廉的铁基材料。纳米晶合金的发明是软磁材料的一个突破性进展，把非晶态合金研究开发又推向一个新高潮。

第四阶段为 20 世纪 80 年代至今，高性能软磁复合材料产业化，市场份额逐年增加。 除了 20 世纪初研制的铁粉芯，大多数磁粉芯都是在 20 世纪 80 年代开始研发。20 世纪 80 年代初，羰基铁粉芯开始 量产，铁硅铝合金磁粉芯成功开发并逐渐实现产业化，铁硅磁粉芯、高磁通磁粉芯、铁镍钼磁粉芯陆续问世。1984 年，美国 Allied 公司把非晶态粉末压制成了非晶磁粉芯，其具备低损耗、高直流偏置的性能，但成本相对较高。近年 来，由于软磁复合材料兼具高饱和磁通密度和较高的应用频段两大优势，市场份额逐年快速增长。

金属软磁粉芯和非晶纳米晶是当前并存的两大高端软磁材料发展路线。金属软磁粉芯不仅改善了传统金属软磁磁导率 不高的缺陷，并且达到了远超铁氧体软磁的饱和磁感应强度，综合性能优良。而非晶纳米晶除去成本劣势，综合性能 更为优异，并具有制造节能、应用节能、回收节能的特点，是全生命周期绿色可循环材料。

金属软磁粉芯是由绝缘介质包覆的磁粉压制而成的软磁材料，是当今软磁材料领域综合性能最佳的软磁材料。软磁粉 芯的磁性能，结合了金属软磁材料和软磁铁氧体的优势，由于其粉末采用的是铁磁性颗粒，饱和磁感应强度高，同时 因为有绝缘层的存在，其电阻率也较高。成型工艺方面，其相较非晶软磁成熟，可塑性强。软磁粉芯可以同时满足高 频（KHz~MHz）使用和体积小型化的需求，并且可以加工成环形、E 型、U 型等，以满足不同的应用场合。

金属软磁粉芯可分为铁粉芯、羰基铁粉芯、铁硅铝磁粉芯、铁硅磁粉芯、高磁通磁粉芯、铁镍钼磁粉芯。在合金金属 软磁粉芯材料中，金属铁镍类粉芯材料性能优异，但由于价格昂贵难以大规模地被采用。铁基非晶类粉芯材料，虽具 有良好的磁芯损耗与饱和特性，但在技术上仍然存在可靠性、磁芯成型的压制性等结构性问题短时间难以彻底解决， 大批量生产与使用仍然难以实现，在中高频工作条件下，铁硅类金属磁粉芯软磁材料是能够满足要求的理想材料之一。 铁粉芯：以纯铁粉为原料，经表面绝缘包覆后采用有机粘合剂混合压制而成。被广泛应用于储能电感器、调光抗流器、 EMI 噪音滤波器、DC 输出/输入滤波器等。 羰基铁粉芯：由超细纯铁粉制成，具有优异的偏磁特性合良好的高频适应性。其直流偏置特性远优于其他磁粉芯，是 制造高频开关电路输出扼流圈、谐振电感及高频调谐磁芯芯体较为理想的材料。

铁硅铝磁粉芯：由 85%Fe、9%Si、6%Al 的合金粉末生产出来的一种软磁复合材料，适用于功率因数校正电路（PFC 电感器）、脉冲回扫变压器合储能滤波电感器。 铁硅磁粉芯：开发相对较晚，由 94%Fe 和 6%Si 的合金粉末制成，适用于大电流下的抗流器、高储能的功率电感器、 PFC 电感器等，在太阳能、风能、混合动力汽车等新能源领域中被广泛使用。 高磁通磁粉芯：磁通密度最高的磁粉芯，具有优异的直流偏置特性、低损耗和高储能特性。高磁通磁粉芯非常适用于 大功率、大直流偏置场合的应用，如调光电感器，回扫变压器、在线噪音滤波器、脉冲变压器和功率回数校正电感器 等。 铁镍钼磁粉芯：由 17％Fe、81％Ni 和 2％Mo 的合金粉末制成的一种粉芯材料，也称钼坡莫合金磁粉芯，具有高磁 导率、高电阻率、低磁滞和低涡流损耗的特性。在磁粉芯领域中，铁镍钼磁粉芯的损耗是最低的，同时也具有最佳的 温度稳定性。适合用于回扫变压器、高 Q 滤波器、升压降压电感器、功率因校正电感器（PFC 电感器）、滤波器等。

非晶纳米晶软磁材料兼具饱和磁感应强度高、磁导率高、损耗低、良好温度特性和温度稳定性等优点，是传统硅钢、 铁氧体和坡莫合金的替代产品，被誉为二十一世纪新型绿色节能材料，广泛应用于信息通讯和电力电子行业，推动并实现了电子产品向节能、小型化、高频化方向发展。

非晶合金又称“液态金属、金属玻璃”，是一种新型软磁合金材料。主要包含铁、硅、硼等元素。其主要制品非晶合 金薄带的制造工艺是采用急速冷却技术将合金熔液以每秒106℃的速度急速冷却，形成厚度约 0.03mm 的非晶合金薄 带，物理状态表现为金属原子呈无序非晶体排列。得益于上述极端生产工艺形成的特殊原子结构，非晶合金具有低矫 顽力、高磁导率、高电阻率、耐高温腐蚀和高韧性等优异特性。 非晶合金因其高效电磁能量转换效率的材料特性在节能减排方面具有优势。目前，非晶合金材料主要应用于配电变压 器领域。相比硅钢材料，非晶合金材料具有突出的节能环保特性，是“制造节能、使用节能、回收节能”的全生命周 期可循环绿色材料。在应用侧，非晶变压器空载损耗较硅钢变压器降幅可达到 60%左右，实现使用节能；在回收侧， 废旧的非晶铁心可通过中频炉重熔后制成非晶合金薄带，非晶铁心中的硅、硼元素基本可以实现回收再利用，实现回 收节能。

纳米晶主要指铁基纳米晶合金，是由铁、硅、硼和少量的铜、铌等元素经急速冷却工艺形成非晶态合金后，再经过高 度控制的退火环节，形成具有纳米级微晶体和非晶混合组织结构的材料。 纳米晶材料得益于其高饱和磁密、高磁导率、高居里温度的材料优点，相比较于铁氧体软磁材料，在追求小型化、轻 量化、复杂温度的场景下，有着显著优势。其主要用于生产电感元件、电子变压器、互感器、传感器等产品，可以应 用于新能源汽车、消费电子、新能源发电、家电以及粒子加速器等领域。特别是近年来纳米晶合金材料在新兴产业领 域无线充电模块和新能源汽车电机等应用的逐步推广，使其逐步打开了广阔的市场增长空间。

软磁材料在光伏发电和储能领域主要应用于逆变器的生产。光伏逆变器和储能逆变器在很大程度上同源，两大产业相 互促进，协同发展。 光储逆变器，作为光伏发电系统的核心设备，其工作原理是将光伏太阳能板所产生的可变直流电压转换成为市电频率 交流电压，反馈回商用输电系统，或是供离网的电网使用。当用电低谷期电量富余时，电网的电能通过逆变器充放电 控制器，对蓄电池进行充电储能。未来，逆变器还可继续优化将不规则的交流电转化为正弦波交流电流，输出的电流 更稳定、安全，适用范围广、便于远距离传输，市场前景广阔。

光储逆变器主要分为集中型、组串型、集散型、微型等。软磁材料主要应用于集中型和组串型逆变器。集中型逆变器 的软磁用材主要是硅钢片，通过串联并行组串产生的电流，将直流电逆变为交流电。由于占地面积大，通常建造在戈 壁沙漠等地区，应用于大型商业屋顶、工业厂房等。由于需要输出较大电流，即需要电抗器拥有较高的抗饱和能力， 因此选取铁损率低、质量大的硅钢片。目前已研发出用取向硅钢片替代无取向硅钢做驱动电机定子，提高效能；组串 型逆变器的软磁用材主要是金属软磁粉芯，为每个光伏组串配备一个逆变器，以并联的方式并网，主要应用于小型商 场屋顶、停车场、居民住宅等。由于组串型逆变器开关频率较高，因此选用低功率损耗、低矫顽力的金属软磁粉芯。

光伏电站项目迈入“平价上网”时代，资本投资出现爆发式增长。根据中国光伏行业协会及国际能源署数据，2021 年全球 和中国新增光伏机装机容量分别为 175GW 和 55GW，同时光伏产业政策利好不断，据国家发改委、国家能源局印发《“十 四五”现代能源体系规划》，要求加快推进大型风电光伏基地项目建设，预计 2022 年全球新增光伏装机容量为 250GW， 2025 年有望达到 518GW，2022-2025 年 CAGR 为 30%左右。

分布式占比提升带动高性能软磁材料的需求快速增长。分布式光伏电站是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能 源综合利用方式，集规模灵活可调、污染少、利用率高等优点。2022 年 3 月，住建部《“十四五”建筑节能与绿色 建筑发展规划》提出：到 2025 年，全国新增建筑太阳能光伏装机容量 50GW 以上。2022 年 5 月，欧盟发布太阳 能战略，提出充分开发屋顶太阳能。在全球降碳和能源自主趋势下，分布式光伏或将迎来历史性机遇。2017 年至 2022 年，我国分布式光伏装机容量由 19.4GW 扩大到 51.1GW。分布式光伏电站的发展带动了组串式逆变器需求的提升， 中国组串式逆变器的渗透率由 2017 年的 38%提升至 2022 年的 59%，利好金属软磁粉芯市场。目前，华为已推出 325KW 组串式逆变器，将对 500KW 集中式逆变器形成替代。未来，高效能低成本的组串式逆变器还将进一步扩大 其市场份额，金属软磁粉芯材料需求将持续旺盛。

逆变器替换需求同样为金属软磁粉芯带来可观的增量市场。光伏组件的寿命一般为 20-25 年左右，在组件的寿命周期 中，至少需要更换一次逆变器。假设 10 年更换一次逆变器，预计 2025 年全球光伏逆变器替换需求为 51GW。

预计 2025 年金属软磁粉芯在光伏逆变器领域需求量 7.85 万吨，复合增速 31%。根据行业生产数据，目前光伏领域 软磁用量为 200 吨/GW，我们考虑到材料升级可能使光伏领域单耗降低，保守预计 2025 年光伏领域单位软磁用量为 180 吨/GW。按照 2025 年全球 55%的分布式光伏电站占比进行测算， 2025 年光伏逆变器金属软磁粉芯用量 7.85 万吨，三年复合增速 31%。

储能技术发展为目前新能源发电领域最重要的环节之一。“源—网—荷—储”是新型电力系统中不可或缺的四类要素。 储能技术有着巨大的价值。新能源并入电网后，储能在功率上能够实现实时平衡、提升系统容量系数与能源消纳能力， 削峰填谷，从而为能源安全提供保障，是新型电力系统、现代化能源体系的重要组成部分。在目前用电成本高、电网 协调能力弱、供电可靠性不足的情况下，储能技术的发展尤为重要。

储能市场政策足够好、赛道足够宽。2022 年以来，政策层面对储能行业给予了极大关注，一系列利好政策持续出台： 1 月，《“十四五”新型储能发展实施方案》设定了新型储能的发展目标；6 月，仅地方性储能政策就发布了 48 条，涉 及储能补贴、储能装机规划、储能设施建设等方面。在政策利好之下，储能行业发展增势迅猛，“新能源+储能”项目 快速在全国范围内铺开。 2023 年或将成为“大储之年”，软磁材料储能市场需求爆发在即。根据行业生产数据，储能所需的金属软磁粉芯单耗 为 200 吨/GW。预计 2023 年全球储能新增装机量 50GW，同比增长 120%，2025 年或将达到 146GW，据此测算， 全球储能领域软磁需求量达 2.92 万吨，2022-2025 年 CAGR 约为 85%。

软磁材料主要应用于新能源汽车板块的充电桩、车载 AC/DC 充电器、车载 DC/DC 变换器三个应用领域。AC/DC 充 电器能将输入的交流电以直流电的方式输出，是为动力电池充电的装置；DC/DC 变换器能将高压小电流转化为低压 大电流，用于为车上其他电子器件供电。此外，软磁材料还应用于汽车其他部件如无钥匙系统、音响喇叭、倒车影像 等。充电桩领域软磁材料最广泛的应用是软磁粉芯制成的高频 PFC 电感，起储能、滤波作用，铁硅磁粉材料磁感应 强度大，所占体积小，耐用性强，叠加分段气隙磁芯技术，可以有效规避传统变换器工作时磁通密度振幅过大、高损 耗高温等缺陷，减少气隙损耗，提高转换效率、使用寿命、安全性和可靠性。 软磁材料或将为新能源车实现无线动态充电模式。随着无线充电机在新能源车中应用更为广泛、所需功率加大，未来 这将成为合金软磁的又一增量市场。与传统充电相比，无线充电具有安全性、灵活性，尤其是在动态充电模式，能够 对行驶过程中的电动汽车进行实时充电，更能满足消费者对电动汽车续航的要求。

高电压趋势是金属软磁粉芯需求的新看点。金属软磁粉芯主要用于 EV 车型的 OBC 电感，单车用量 0.7kg，以及 PHEV 车型的升压电感和 OBC 电感，单车用量 3.3kg。根据目前纯电动车和混合动力汽车的销售占比，平均每辆新能源车 的金属软磁粉芯用量约 1.22kg，对应 2022 年全球新能源汽车对金属软磁粉芯的需求为 1.32 万吨。为了应对 EV 车 型续航短、充电慢等问题，行业内提出了将电压升高，由 400V 升至 800V 的解决方案，实现这一解决方案需要在 DC/DC 变换器上再安装一个升压电感，这将使 EV 车型的单车用量由原先的 0.7kg 提升至 2.7kg 左右，提升率约为 300%。 按照 2025 年平均每辆新能源车单耗 2.82kg 进行测算，则全球新能源车软磁需求量将达到 6.60 万吨，2022-2025 年CAGR 为 71.0%。

新能源车保有量增加带来充电桩需求提升，欧美市场充电桩放量可期。根据中国充电联盟统计，2017 年我国公共+ 私人充电桩总数约 45 万个，2022 年达 521 万个，2017-2022 年 CAGR 为 63.2%，2022 年加快充电桩建设节奏，充 电桩总数同比增长 99%，车桩增加比为 2.65：1。2023 年 2 月，工信部发布《关于组织开展公共领域车辆全面电动 化先行区试点工作的通知》，政策要求新增公桩与公共新能源车推广数量比例力争达到 1:1，以及我国公共停车区域未 配建充电桩比例仍有 32.20%，两者都存在一定的下降空间。全球来看，2021 年欧洲新能源车桩保有量之比高达 12.3： 1，美国车桩保有量之比高达 15.9：1。2022 年 8 月，美国制定《削减通胀法案》（IRA）扩大税收抵免上限：计划从 2023 年开始将单个充电站的税收抵免限额从 3 万美元扩大至 10 万美元。补贴政策力度加大，预计充电桩将迎来加速 建设期。

直流快充电桩扩充金属软磁粉芯需求，2025 年全球充电桩软磁市场或达 17 亿元。直流快充是将三相交流电经过 AC/DC 模块的转化变成可以直接为电动车锂电池充电的高压直流电，核心部件就是 AC/DC 转化器、APFC 和整流器 等模块。根据行业生产数据，目前每 kw 金属软磁粉芯用量为 0.1kg。随着电动车续航里程的不断提高，市场对补能 速度提出更高的需求，叠加主机厂对快充技术的配套升级，高电压快充桩渗透率逐步提升。目前行业内 100kw 的充 电桩已经开始量产，未来有望升级至 300-400kw。保守假设由于技术升级，未来每 kw 金属软磁粉芯单耗会由 0.1kg 下降至 0.06kg，则每台充电桩的金属软磁粉芯用量依然由原先的 2kg 大幅提升至 18kg。假设至 2025 年 300-400kw 充电桩的渗透率在直流充电桩中占比 40%，则平均每台充电桩的单耗为 10.8kg，据此测算预计 2025 年全球金属软磁 粉芯需求量约为 3.49 万吨，2022-2025 年 CAGR 为 191%。

软磁材料主要用于变频空调变频器上的 PFC 电感中，起到电源输入功率因数的调节、抑制电网高次谐波的储能升压 电感的作用。根据产业在线数据，2022 年中国空调总产量为 22247.3 万台，按照社会消费品增速进行测算，预计 2025 年中国空调总产量为 24452.1 万台。为满足节能降耗要求，国内变频空调的渗透率有望由目前的 57%左右提升至 80% 左右，据此测算 2025 年中国变频空调产量为 19561.7 万台。假设中国空调产量占全球产量 80%，2025 年全球变频 空调产量将升至 24452.1 万台。每台家用变频空调软磁材料的需求量约为 0.25kg，则 2025 年全球变频空调的软磁需 求量为 6.11 万吨，2022-2025 年 CAGR 为 15.7%。

软磁材料以磁性元器件的形式（主要以铁氧体 PC44 及铁硅粉芯软磁材料为主）应用于 UPS 的逆变器、输入端、蓄 电池、DC-DC 变换器等多个区域，包含主变压器，谐振电感，PFC 电感，共模电感，差模电感等。 UPS（Uninterruptible Power Supply），即不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要元件、稳压稳频输出 的电源保护设备。主要应用于单台计算机、计算机网络系统或其他电力电子设备，为其提供不间断的电力供应。当市 电输入正常时，UPS 将市电稳压后供应给负载使用此时的 UPS 实质是充当一台交流市电稳压器的功能，同时它还 向机内电池充电。当市电中断时，UPS 立即将机内电池的电能，通过逆变器转换为 220V 交流电，以使负载维持正 常工作，并保护负载软硬件不受损坏。软磁材料制成的 UPS 电感应用于高频 UPS 电源中，实现储能、滤波、稳压、 抗干扰等功能。

UPS 的基本结构是一套将交流电变为直流电的整流器和充电器，以及把直流电再变为交流电的逆变器，电池在交流 电正常供电时贮存能量且维持在一个正常的充电电压上，一旦市电供电中断时，蓄电池立即对逆变器供电以保证 UPS 电源交流输出电压。 2021 年 12 月，国务院印发《“十四五”数字经济发展规划》，在“优化升级数字基础设施”方面，明确要求推进云 网协同和算网融合发展。2022 年 2 月，“东数西算”工程正式全面启动，国家发改委、国家能源局等联合印发通知， 同意在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝、内蒙古、贵州、甘肃、宁夏等 8 地启动建设国家算力枢纽节点，并规 划了 10 个国家数据中心集群。全国一体化大数据中心体系完成总体布局设计。近日，中国（成都）人工智能产业 CEO 大会给出消息，全国首个算力产业专项政策即将出台，政策从持续提升算力设施能级、推动算力赋能应用、促进供需 高效配置三个方面进行了系统思考与整体设计。 大容量、模块化、定制化、高频化、大功率不间断电源(UPS)产品市场需求正在快速增长，市场需求也在向高端产品 转移，模块化不间断电源(UPS)可有效提高产品容量和可靠性，将成为未来市场的主要发展方向。2022 年全球 UPS 领域软磁用量约为 2.5 万吨，市场规模约为 10 亿元。假设行业增速保持在 20%左右，则 2025 年全球 UPS 用软磁用 量将达 4.32 万吨。

自新能源产业兴起，全球软磁粉芯总需求量持续高速增长，预计到 2025 年全球总需求量将达到 31.20 万吨，对应市 场空间 117 亿，2022-2025 年 CAGR 为 42%。其中增幅较快的三个下游需求依次是充电桩、储能、以及新能源汽车， CAGR 分别为 191%、85%、71%。

算力是人工智能发展的三大核心要素之一。AI 构建模型有两大阶段，第⼀阶段是用超⼤算⼒和数据构建预训练模型； 第二阶段是在预训练模型上进⾏针对性训练。这两个过程都涉及大功率高频计算，算力需求极高。此外，5G、大数 据、区块链等技术兴起，以及远程医疗、智慧教育、无人驾驶、金融科技等应用加速落地，都标志着“算力时代”渐 行渐近。

由金属软磁粉制成的芯片电感可用于芯片前端供电，有望在“算力时代”担任重要一角。提高算力的前提条件是拥有 更高效的运行硬件设备，而金属软磁材料电感具有更高效率、小体积、能够响应大电流变化的优势，可广泛应用于服 务器、通讯电源、GPU、FPGA、电源模组、笔记本电脑、矿机等领域。目前芯片电感主要采用铁氧体材质，但铁氧 体饱和特性较差，随着未来电源模块的小型化和应用功率的增加，铁氧体电感体积和饱和特性已经很难满足高算力领 域的发展要求。随着技术的不断升级与迭代，金属软磁材料将会被广泛地应用到大功率算力设备中，成为算力时代的 “基础设施”。

全球市场上，金属软磁粉芯前四大供应厂商分别是铂科新材、东睦股份、Magnetics（美国美磁）、Changsung Corp. （韩国昌星），CR4 约为 58%，行业集中度较高。根据出货量口径测算，铂科新材金属软磁粉芯的市占率约为 24%， 东睦股份约为 17%，美磁和昌星共占约 17%。国际市场上，美国、韩国、日本以及部分欧洲国家在软磁材料生产方 面起步较早，新产品开发能力较强，产品主要集中在新能源汽车、数据电源等板块。铂科新材和东睦股份以光伏为发 力点，快速上量，抢占了美磁、昌兴在国内的市场，并规划向海外不断拓展。

按照出货量统计，在全球光伏&储能用软磁粉芯领域，铂科新材与东睦股份占据全球市场 70%左右的份额，其中铂科 新材市占率为 44%，东睦股份占 23%；在新能源汽车用软磁粉芯领域，铂科新材与东睦股份平分秋色，全球市占率 分别为 21%和 22%左右，未来仍有不小的国产替代空间。

2025 年，预计我国金属软磁粉（芯）总产能将超 25 万吨，但仍有较大供应缺口。由于软磁粉芯行业净利润水平较高， 吸引众多产业链上下游涉足该领域，预计未来行业竞争格局呈现铂科新材、东睦股份引领、其他新进入者如云路股份、 横店东磁并存的局面。

金属软磁粉芯制备工艺难度大，主要包括制粉、绝缘包覆、压制、热处理四个环节。

制粉是磁粉芯生产的首要环节，配方与粒径的差异对产品最终的磁导率、偏置和损耗等特性起到决定性作用，主流工 艺可分为气雾化法、水雾化法、破碎法三种，制得的粉末平均粒径可达 25-30μm。

使用气雾化法制得的粉末综合性能最佳，但是工艺本身难度较大。其原理是将熔化的钢水运用氮高压破碎冷却形成粉 末，其中氮气承担了冷却与破碎两种作用。气雾化粉末的球形度相对更好，以至于后续压制环节绝缘层表面更为完整， 压制密度也更高，以此拥有高电阻率、直流偏置性优异等特点。主要技术难度在于四大核心技术：1、低氧高纯度合 金粉末制备技术 2、超细气雾化合金粉末制备技术 3、高球形度粉末制备技术 4、准确的成分控制和稳定的粒度分布。

以铁、硅、铝、铬为基础，通过合金熔化，高压氮气雾化，制备出氧含量低、球形度好的合金粉末，并且需要对成分 进行不断的优化设计，针对高频、大电流等不同应用领域开发不同的合金粉末，确保成型后的产品具有优异的直流偏 置和损耗特性。

运用相关技术使得片状合金软磁粉末具备纯净度高、表面光滑，粒度分布窄，宽厚比大等特点，以此增加磁导率应用 于相关高精尖领域。

采用高纯氮气气雾化，合金钢粉末含氧量低、纯净度高、球形度好，广泛应用于金属注射成型、热喷涂、激光熔覆、 工模具钢等材料。需要达到球形度及流动性好，松装密度和振实密度大，氧含量低，纯净度高，成分均匀，无偏析， 超细（D50<20μm）等特点。< />>

水雾化制粉相较气雾化成本低廉，更易于实现粉末的制备，但制得的粉末质量较低。其原理是用水作为介质对高温液 态合金进行冷却，由于水可以循环利用，故降低了成本，但缺点在于水会分解出氧气分子，会对金属表面产生氧化， 就会增加石粉含量这一指标，就无法使用于高频元件，会导致热量过高。此外在磁损耗方面，水雾化比起气雾化也是 有所差距。目前，行业中的领先企业正不断对工艺进行调整，设备进行优化，水雾化粉末的球形度已比较接近气雾化 粉末，指标得以提升。

球磨破碎法是一种较为传统的制备软磁粉末的方法，制得的粉末性能一般，但性价比较高。 球磨粉碎的步骤是首先将筒内研磨体提升到一定高度，赋予其位能及抛射动能。然后，具有一定初始速度的研磨体按 照抛物线轨迹降落，冲击和研磨从磨机进料端喂入的物料如此周而复始，使处于研磨介质之间的物料受冲击作用而被 粉碎，从而得到磁粉。

绝缘包覆不仅是磁粉芯制备工艺的重要一步，而且是直接决定磁粉芯磁学性能的关键。 包覆液的类型与添加量对磁芯的磁性能有着关键影响。磁粉芯的包覆要求颗粒表面能形成均匀和完整的包覆膜，且耐 高温、绝缘性好，并能在较大成型压力下而不被破坏。金属磁粉芯的包覆剂种类通常分为有机包覆、无机包覆、有机 无机复合包覆，目前较为前沿的技术为有机—无机复合包覆，且使用化学物理复合包覆。具体工艺是将一些改性无机 材料与有机物进行混合包覆，这种磁粉颗粒表面复合包覆膜具有有机和无机材料的综合性能。再在纯物理无机-有机 混合包覆方法的基础上，采用在磁粉表面先化学反应生成绝缘膜，再二次包覆有机材料，形成无机-有机复合多层包 覆膜。双层包覆改善了绝缘效果，提高了磁粉颗粒之间的电阻率，降低涡流损耗、提高频率稳定性，极大改善磁粉芯 的磁学和力学性能。

压制成型是将包覆好后的合金粉末根据需要压制成各种形状。一般而言，成型压力越大，磁芯压得越密实，其密度越 大，有效磁导率也越大。为了达到高磁导率，需要更大的成型压力。但成型压力过大，会破坏合金粉末表面的包覆层， 降低颗粒间的绝缘性，增大磁芯的损耗，故存在着相当的工艺难度。

热处理是磁粉芯制备工艺的关键步骤之一。为了减小磁滞损耗，在粉末压制后，一般需要进行高温左右热处理，但若 热处理温度过高会破坏颗粒间绝缘包覆层，减小颗粒间的电阻率，从而导致涡流损耗的增大。热处理可以有效改变磁 芯的微观结构,使磁芯的性能得到优化。因此，对于热处理工艺，需要控制合适的热处理温度。

软磁粉芯需要长时间的工艺底蕴与积累。大部分软磁粉芯品类，尤其是新产品研发，仅依靠理论、公式和计算机模拟， 难以达到客户要求的品质。叠加下游客户主要为光伏、新能源行业，此类产品的质保要求通常为 10-20 年，故对于上 游产品的一致性、稳定性要求也较高。生产实践中，企业需要跑通每个环节，注重每个细节，通过多次数、长时间的 尝试，才能实现技术、产品的优化。且客户对于个性化产品、解决方案的需求较大，企业需要随时切换配方，随时变 化用料用量，这同样要求具备相当的工艺积累与经验。

金属软磁粉芯各下游集中度普遍较高，且多是国内外知名企业。这些企业对材料供应商的选择有着严格的控制程序， 从前期接洽到质量、环境、社会责任与可持续发展等管理体系评审、样品检测、小批量试用再到批量供货、最后形成 稳定的战略合作和供应链关系，需要一个很长的业务磨合和产品技术认证过程。此外，并且下游客户为保持其产品性 能的稳定性及长期供应链关系，在选定金属软磁粉芯供应商并经长期合作认可后，通常不会轻易更换，甚至会产生一 定程度的粘性。

首创推出合金软磁芯片电感，在高算力领域对铁氧体形成替代，可解决发展人工智能所面临的的算力痛点。公司研发 的 FA1005 系列芯片电感已通过国内外最知名芯片公司认证，并开始形成收入。

现有金属软磁粉产能 3.3 万吨，至 2025 年已规划 7 万吨以上产能。公司主要有惠东、河源两大生产基地。目前河源 工厂 2 万吨产能已建成投产，预计 2023 年主要产能增长来自河源基地的产能爬坡， 2025 年公司将对惠东进行技术 改造。公司将根据市场需求适时扩产，预计未来总体产能将超过 7 万吨。

公司研发实力雄厚，盈利水平引领行业。公司从“铁硅 1 代”金属磁粉芯逐步升级完善，建立了一套覆盖 5kHz~2MHz 频率段应用的金属磁粉芯体系，可满足众多应用领域的性能需求。21、22 年公司先后推出全新铁硅系列产品 NPC 和 NPV，作为面向碳化硅时代的新磁性材料，这两款产品不仅提升了直流叠加特性，同时优化了磁芯损耗，可为电源模 块节省铜线、提升效率做出积极贡献。公司通过不断推出新产品进行价格调整，长期来看，我们认为公司总体毛利率 有望维持在 35%左右。

公司紧紧围绕“以粉末压制成形 P&S、软磁复合材料 SMC 和金属注射成形 MIM 三大新材料技术平台为基石，致力 于为新能源和高端制造提供最优新材料解决方案及增值服务”的发展战略，充分发挥三大技术平台在技术、客户和管 理等方面的协同优势，紧抓新能源行业发展机遇，2022 年公司净利润预增 462%-539%。 SMC 板块收入放量，净利润快速增长。公司于 2022 年 3 月和 7 月进行股权收购，先后将东睦科达和德清鑫晨并入 体内，实现了 SMC 原材料自主可控。股权收购完成后，公司 SMC 板块净利率逐季提升，盈利能力明显改善。同时， 公司在 2022 年相继推出第三代低损耗铁硅铝磁粉芯 KPH- HP，第三代高性能铁镍磁粉芯 KH- HP，以及新一代低损 耗铁硅磁粉芯 KSF- HP 磁芯，新牌号积累丰厚。

现有金属软磁粉芯产能 3.6 万吨，未来有望超过 10 万吨。2022 年，公司积极推进山西第二生产基地建设，即山西新 产能布局“年产 6 万吨软磁材料产业基地项目”。此次 6 万吨的扩产不仅能为公司巩固在软磁材料行业中的头部地 位，还能有助于降本增效，进一步提升产品的附加值和毛利率。 P&S 与 MIM 边际向好。P&S 板块的盈利与产能利用率密切相关，2022 年因宏观经济影响业绩承压，今年则有望顺 应经济复苏实现盈利修复；MIM 板块已于 2022 年实现扭亏，除了折叠铰链等需求，消费电子、新能源、医疗器械等领域都有广阔的新兴市场机会有待挖掘。

横店集团东磁股份有限公司创立于 1980 年，股份公司改制设立于 1999 年 3 月。2006 年 8 月，公司在深圳交易所成 功上市。 是一家拥有“磁材+器件”、“光伏+锂电”两大产业板块，“磁材+新能源”双轮 驱动发展的国家高新技术企业。 公司专门为从事软磁系列产品研究、开发和生产的下属部门成立软磁事业部。有一家国家级博士后工作站及唯一的浙 江省磁性产品质量检测中心。自主开发的锰锌 DMR47 、DMR95 DMR24 和镍锌 ND5H 、DN120L 以及金属磁粉 DF 系列等材料具备国际领先水平。下辖 13 家生产分厂，拥有世界上先进的软磁系列产品生产和检测设备，主要生产 各种锰锌铁氧体、镍锌铁氧体、金属磁粉芯、偏转磁芯四大系列近万种不同规格的产品，广泛应用于通信、IT、家电、 汽车电子、绿色照明电子、工业控制等领域。年产软磁材料 3.5 万吨，是目前国内生产规模最大、品种最全的软磁产 品生产出口基地。

公司现有软磁业务以软磁铁氧体为主，同时也在逐步增加金属磁粉芯的业务体量。目前公司拥有 4 万吨软磁铁氧体产 能，磁粉芯 5000 吨产能，软磁铁氧体新增 1.5 万吨产能已于 2022 年年底投产，磁粉芯未来总产能规划为 1 万吨。

安徽龙磁科技股份有限公司创立于 1998 年，2020 年 5 月，公司在深圳交易所成功上市。公 司主要从事永磁铁氧体及软磁系列产品的研发、生产和销售，目前在全球拥有 7 个生产基地和 5 个销售中心。经过多 年努力，“龙磁”品牌在国内外市场已得到广泛认同，公司已成为全球众多知名电机生产企业的主流供应商。 公司自 2020 年以来，积极布局并建设软磁项目。尽管公司主要从事永磁铁氧体的相关业务，近年来公司发掘了软磁 市场的潜力，开始着手搭建软磁料粉制备、磁芯生产（金属磁粉芯，铁氧体粉芯）、器件开发等多个团队和生产线， 依托永磁行业的多年积累，全力打造软磁产业链。近日，公司软磁业务已通过光伏逆变器龙头认证，有望在 2023 年 实现放量。 公司规划发展“磁粉—粉芯—器件”的一体化产业链，现有金属软磁粉芯产能 4000 吨，铁氧体软磁产能 6000 吨。

青岛云路先进材料技术股份有限公司成立于 2015 年 12 月，是一家专注于先进磁性金属材料领域，坐拥非晶合金、 纳米晶合金、磁合金粉末三大板块的国家高新技术企业。2021 年 11 月，云路股份成功登陆上海证券交易所科创板。 公司具备国内材料企业鲜有的“科学、工程、设计”三维度、全产业链、深度技术拓展能力，产品覆盖 50Hz 至 100MHz 的全球电力装备、移动载荷电机、光伏、家电用功率电感、无线充电、消费电子用贴片电感、极端应用、电力电子用 EMI 滤波器的超宽频段应用领域。 2022 年，随着公司雾化粉末产能释放，粉末系列产品收入在 2022H1 累计实现约 6400 万元。目前公司拥有破碎粉末 年产能 700 吨，雾化粉末年产能 3900 吨，合计 4600 吨，根据“高品质合金粉末制品产业化”募投项目，粉末产能 预计在 2024 年扩大至 9650 吨。

杭州屹通新材料股份有限公司，成立于 2000 年 7 月，是一家以高品质铁基粉体为核心业务的高新技术企业。公司于 2021 年 1 月 21 日在深圳证券交易所成功挂牌上市。 公司是国内拥有自主知识产权生产水雾化铁基系列粉末的龙头企业之一，拥有国内同行一流的测试研发平台——省级 水雾化金属粉末高新技术企业研究开发中心，配备国内外先进检测设备。公司还拥有一支行业经验丰富，产品研发能 力强的科研团队，汇集了钢铁冶金、金属材料、粉末冶金、机械设计与制造等相关专业的高级人才。 2022 年 6 月，经董事会决议，拟建设年产 2 万吨新能源用金属软磁粉体，建设周期 36 个月，预计 2025 年建成投产。 公司在金属粉体领域积累了丰富的生产经验和雾化粉体制作技术，有利于公司进军软磁粉体市场。公司在湖塘区块原 156 亩土地上建设项目中包含了年产 5000 吨磁性材料的生产，目前该部分项目的厂房设备已经部分建成，处于试生 产及工艺优化过程中。

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