随着我国新基建等有关政策的推行和落地，软磁材料在光伏发电、新能源汽车及充电桩、数据中心、消费电子等领域的需求会越来越大。

多组元软磁合金问世

据科技日报，近日，中南大学材料科学与工程学院教授李志明，在与德国马普所Dierk Raabe教授等研究人员的一项合作研究中，获得了一种集高机械强度、高拉伸延展性、低矫顽力、中等饱和磁化强度和高电阻率等诸多性能于一体的多组元软磁合金。该项最新研究成果日前发表于国际权威杂志《自然》。

高性能软磁合金是电气应用领域的关键材料。对于在应力加载条件下服役的软磁合金部件，除了要具备优良软磁性能（如低矫顽力、高饱和磁化强度）外，机械性能（如强度、塑性）也非常重要。

不过大多数提高合金机械强度的方法，都会降低软磁性能。对此，中南大学李志明团队设计了一种Fe-Co-Ni-Ta-Al多组元合金，解决这对“冤家”之间的矛盾。

这种能使得金属材料兼具优良的机械性能和软磁性能的技术，目前还处于实验室阶段。但李志明与合作者研究的这种合金，已经展现出的优良综合性能，远超目前商用的软磁材料。该团队认为，他们的研究成果，有望帮助科研人员对现有软磁合金进行性能优化，间接推动整个软磁合金行业发展。

市场需求广泛

软磁材料具备持续增长空间

软磁材料具有低矫顽力、高磁导率和高饱和磁化强度等特点，因而被广泛应用于电力工业和电子设备中。特别是，随着我国新基建等有关政策的推行和落地，软磁材料在光伏发电、新能源汽车及充电桩、数据中心、消费电子等领域的需求会越来越大。

软磁材料主要可分为金属软磁与铁氧体软磁。国盛证券认为，软磁铁氧体市场需求广泛，从零部件角度可用于制造电子变压器、功率电感、互感器等，终端广泛应用于汽车、家电、3C、新能源、服务器等领域。国家大力推进战略性新兴产业的发展，全面实施“中国制造 2025”战略规划，以新能源电力、新能源汽车、5G 通讯、物联网、大数据和云计算为代表的各种新技术和新应用正在迅速发展，这为软磁铁氧体行业提供了新的重大发展机遇。

根据BCC Research研究报告，全球软磁材料市场将从2019年的514亿美元增长到2024年的794亿美元，2019-2024年的复合年增长率为9.1%，市场空间广阔。

我国软磁铁氧体生产规模庞大 

但高端产品无竞争优势

软磁铁氧体是以氧化铁（Fe2O3）为主要成分的亚铁磁性氧化物，采用粉末冶金方法生产。软磁铁氧体是磁性陶瓷（铁氧体）的重要产品类型之一，其工业化生产起步于上世纪四十年代，经过多年发展与积累，软磁铁氧体的工艺成熟度、产业规模、电磁性能、自动化水平均实现了大幅提升。

软磁铁氧体是一种磁性材料，与硬磁材料相比，软磁铁氧体兼具易磁化、易退磁特点，此外软磁铁氧体还具有功耗低、机械加工性好等优势。软磁铁氧体可实现电能传输、电能变换、信号筛选等功能，常用于制备电感、电子变压器的电子磁性元件，广泛应用在家用电器、新能源汽车、照明、电力、工业设备、航空航天、军工等领域。

根据新思界产业研究中心发布的《2022-2026年软磁铁氧体行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，我国软磁铁氧体行业起步晚，但发展迅速，受益于国民经济增长、下游需求释放，现阶段，我国已成为全球最大的软磁铁氧体生产国，2021年，我国软磁铁氧体行业产量约为23.5万吨，约占全球产量的四分之三。预计2022-2026年，我国软磁铁氧体行业产量仍将保持增长态势，年均复合增长率达到10.0%以上。

软磁铁氧体生产企业包括TDK、FDK、横店东磁、天通股份、联丰磁业、开元磁材、领益智造、新康达磁业等。软磁铁氧体行业存在一定的技术、资金、客户壁垒，行业准进入门槛较高，现阶段，全球高端软磁铁氧体产能主要集中在日本地区。我国软磁铁氧体生产规模庞大，但与TDK、FDK等为代表的日企相比，我国企业生产技术落后、高端生产力不足，以中低端产品生产为主。

根据组成不同，软磁铁氧体可分为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体、镁锌铁氧体、锂锌铁氧体等类型，其中锰锌铁氧体低电阻率优点突出，应用领域更为广泛。从发展趋势来看，软磁铁氧体在电子领域应用广泛，随着电子元器件向小、轻、薄、高性能方向发展，市场对软磁铁氧体的要求也将不断提升，未来小型化、轻薄化、集成化、高精度、高性能将成为软磁铁氧体发展趋势。

新思界行业分析人士表示，我国是软磁铁氧体生产大国，但产业整体“大而不强”行业产能集中在中低端领域，不利于行业良性竞争和产品结构升级。在国际市场上，我国软磁铁氧体竞争优势多体现在成本、制造方面，在品牌、技术、性能方面尚不具备竞争优势，未来我国软磁铁氧体行业亟需高端化发展。

新能源打开软磁需求空间

电动化智能化时代，软磁材料终端领域应用广阔，主要包括电网、光伏、储能、新能源汽车与充电桩、5G 通信、无线充电、UPS、变频空调、轨道交通、绿色照明等领域。随着新能源革命推进及软磁材料技术进阶，软磁材料市场空间快速扩大，需求增速不断提升。

新型电力系统建设徐徐开展，提升非晶软磁材料需求

软磁在电网领域的应用主要是制成配电变压器实现电能的转化与传输。电力变压器是输配电及控制设备的重要组成部分，主要功能是按照合理的电压等级升压输电并分级降压配电。由于现代电力系统辐射范围广阔，为了减少输电过程中的损耗，需要将电压提升至 110KV 以上的超高压，部分远途线路甚至需要 500KV 以上的特高压；而在配电环节，则需要将电压逐级降低并分配到终端用户。

配电变压器领域主要采用硅钢材料和非晶材料。非晶合金材料凭借高磁导率、低矫顽力、高电阻率等材料特性，电磁能量转换效率显著优于硅钢材料，空载损耗较硅钢变压器降幅可达到 60%左右，主要应用于农村电网、城乡结合处及内蒙古、云南、贵州等相对边远的地区。硅钢变压器则凭借运营稳定、抗突发短路能力强的优势目前主要用于城市电网或工业区等长期处于高负荷的地区。

目前市场内上硅钢变压器为主，非晶变压器为辅。

2018-2020年，国家电网非晶合金变压器招标量占比分别为27.44%、23.22%和15.49%；2019、2020年，南方电网非晶合金变压器招标量占比分别为74.40%、58.82%。综合来看，2020年国内非晶合金变压器的市场份额占比约为25%。

2021年电网投资同比增长 5.4%，十四五电网投资规模向好，带动软磁材料需求增长。

2022年 2 月 15 日，国家电网 2022 年数字化工作电视电话会议在京召开，强调加快推动数字化转型，奋力开创数字化赋能新型电力系统构建和电网公司高质量发展的新局面。

新型电力系统建设一方面是围绕“双碳”建设的大规模电网升级改造投资和重大项目，另一方面是依托升级转型需求而加大数字化、智能化等方面的投入。

2021年国家电网基本建设投资规模为 4951 亿元，同比增长 5.4%，十四五期间新型电力系统有望加速建设。

“双碳”目标下，非晶合金市占率有望提升。

随着国家对“碳达峰”、“碳中和”整体规划和目标的确定，以非晶合金等材料制造的高效节能变压器有望替代部分硅钢市场。

工信部、市场监管总局和国家能源局 2020 年 12 月联合印发的《配电变压器能效提升计划 （2021-2023）》要求加快高效节能变压器推广应用，明确要求禁止未达标变压器接入电 网，“自 2021 年 6 月起，新采购变压器应为高效节能变压器。

到 2023 年，高效节能变压器在网运行比例提高 10%，当年新增高效节能变压器占比达到 75%以上；开展非晶合金等高效节能变压器用材料创新和技术升级，加强立体卷铁芯结构等高效节能变压器结构设计与加工工艺技术创新”。

非晶合金凭借其材料本身的属性具备生产、应用、回收全流程节能、空载损耗低的特点，能够满足国家电网“三型两网”战略发展目标中对高效、节能、高流量密度型配电变压器的需求，以非晶合金等材料制造的高效节能变压器有望替代部分硅钢市场。

我们假设未来国家电网投资建设增速为5%，变压器需求量增速保持一致为 5%，平均每台变压器的软磁材料需求量为700kg，预计中国市场2025年变压器领域的软磁需求量达16.24万吨，按照单价1.2万元/吨计算，市场规模达19.49亿元。

光伏发展进入快车道，金属软磁粉芯需求提速

软磁材料主要用于光伏发电系统的中的光伏逆变器。

光伏逆变器是光伏发电系统的核心设备，通过对太阳能电池阵列输出的不稳定直流电进行自动跟踪，以最大效率将其转换为稳定的直流电，再进一步逆变成交流电向电网输送，即光伏发电并网。

逆变器对于整个光伏发电系统的效率、稳定性、可靠性具有关键影响，是系统中不可缺少的核心部件。

金属软磁粉芯主要用于组串式逆变器，硅钢主要用于集中式逆变器。

根据系统功率及应用场合不同，光伏逆变器可以分为集中式逆变器、组串型逆变器与微型逆变器。

由于集中型逆变器的输出电流较大，对电抗器的抗饱和能力要求较高，因此主要采用传统的硅钢片电感；而组串型逆变器开关频率较高，需要软磁材料具备低损耗特性，金属磁粉芯凭借更低的功率损耗快速进入组串型逆变器市场。

软磁材料需求将受益于光伏新增装机量的持续增长以及老化光伏逆变器的替换需求。

目前光伏发电已经实现平价上网并进入发展快车道。

2021 年开始国内利好政策密集出台，整县推进加持 BIPV，分布式光伏建设需求大增有望带动组串式逆变器需求；沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风电光伏基地项目，集中式光伏贡献稳定增长，集中型逆变器受益。

据中国光伏行业协会数据，2021 年中国新增装机量为 54.88GW，预计 2022 年光伏装机量为 75~85GW；BENF 初步统计 2021 年全球光伏新增装机容量为 183Gwh，预计 2022 年全球光伏新增装机量为 210GW。

我们预计 2025 年中国光伏新增装机量为 176GW，全球新增装机量需求为 345GW。光伏逆变器逐年上升的高存量背景下，其替换需求将成为软磁需求增长的另一推动力。

由于光伏组件平均寿命为 20-25 年，光伏逆变器的 IGBT 零部件寿命为 10-15 年，因此，光伏逆变器的替换需求主要来自 10 年前后的光伏装机量。

我们按照光伏逆变器的寿命为 10 年进行测算，2025 年中国需替换的光伏装机量为 15GW，全球光伏装机量的替换需求为 53GW。

按照 1GW 光伏装机量需要软磁材料 200 吨，每吨软磁材料价格为 3.5 万元计算，2025 年中国和全球光伏领域的软磁需求量分别为 3.82 和 7.96 万吨，市场规模为分别为 13.36 和 27.86 亿元。

金属磁粉芯需求或将受益于组串式逆变器市占率提升。

分布式光伏电站基于安装灵活、安全性高、经济性高等优势，装机容量从 2016 年的 6.1GW 提升至 2020 年的 78.1GW，CAGR 为 66.5%。

分布式装机容量上升带动组串式逆变器市占率提升，出货量占比从 2016 年的 32%提升至 2019 年的 60%。

未来组串式逆变器基于成本下降、功率增强等优势，或将逐渐挤压集中式逆变器市场空间，带动金属磁粉芯需求提升。

文章来源： 数据宝，新思界网，远瞻智库