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“永磁王”行业市场供给及应用领域前景分析 发布时间:2018-10-19

“永磁王”行业市场供给及应用领域前景分析

一、行业发展现状分析

磁性材料是古老且用途广泛的基础功能材料,现代磁性材料已经广泛的存在于我们的生活之中,并被应用于各个领域。世界现代永磁材料从 20 世纪 30 年代末开始,AlNiCo 永磁材料的开发成功,使永磁材料的大规模应用成为可能。50年代由荷兰 J.L.斯诺伊克发明电阻率高、高频特性好的铁氧体软磁材料,接着又出现了价格低廉的永磁铁氧体,铁氧体磁材的出现既降低了永磁体成本,又将永磁材料的应用范围拓宽到高频领域。60 年代,美国 Dayton 大学的 Strnat 等,用粉末粘结法成功地制成 SmCo5 永磁体,标志着稀土永磁时代的到来。随后的 70年代,成功的开发了第二代稀土永磁 SmCo17。1983 年, 日本住友特殊金属公司和美国通用汽车公司各自研制成功钕铁硼(NdFeB)永磁,这是笫三代稀土永磁材料,也是新一代的“永磁王”。

“永磁王”行业市场供给及应用领域前景分析

相关报告:北京普华有策信息咨询有限公司《钕铁硼行业市场竞争分析及投资发展战略研究报告》

钕铁硼永磁材料的磁粉基本成分等技术核心主要掌握在日本、美国等发达国家手中,由于中国稀土资源丰富,人力资源成本低,故发达国家的稀土永磁产业纷纷转向中国,21 世纪以后,中国逐步成为了全球钕铁硼的制造中心,系全球产量最大的国家。

进入 21 世纪,尽管日美欧等发达国家稀土永磁产业发展减缓,但由于中国稀土永磁产业的超常发展,使得全球稀土永磁产业依然保持了迅猛增长的态势。

我国钕铁硼磁体产量增长迅猛,从 1984 年产量 2 吨,到 2001 年首次超过日本,产量达到 6500 吨,2005 年至 2010 年,全球产量年均增长率为22.56%,我国年均增长率为 28%。截止 2017 年底,全球乳铁硼产量已达17.3万吨,其中我国钕铁硼产量达15.2 万吨,占全球总产量的 87.86%。

钕铁硼是钕、氧化铁等的合金,又称磁钢,具有高磁能积、高矫顽力以及高能量密度的优点,是目前性价比最佳的磁体,享有“磁王”的美誉。钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中得到广泛的应用,它的特性使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。

钕铁硼的优点是性价比高,具有良好的机械特性;不足之处在于居里温度低,温度特性差,且易于粉化腐蚀,必须通过调整其化学成分和采取表面处理方法使之得以改进,才能达到实际应用的要求。

钕铁硼分为烧结钕铁硼和粘结钕铁硼两种,粘结钕铁硼各个方向都有磁性,耐腐蚀;而烧结钕铁硼因易腐蚀,表面需镀层,一般有镀锌、镍、环保锌、环保镍、镍铜镍、环保镍铜镍等。粘结钕铁硼一般分轴向充磁与径向充磁,根据所需要的工作面来定。

烧结钕铁硼是用粉末烧结的方法生产的各向异性磁体,一般经过烧结生产出毛坯,再经过机械加工(如线切割、切片、磨削等)成为各种形状的磁体。烧结钕铁硼属于难加工的脆硬材料,加工过程中损耗大,成本高,尺寸精度也比较差,耐腐蚀性也较差,表面需要电镀处理。但其优点是磁性能较高、抗退磁能力强,其磁性是粘结钕铁硼材料的 5 倍左右。根据磁能级、一致性、加工精度、表面处理精度等因素,可以将烧结钕铁硼大致分为低、中、高三档,低档产品为 N30、N35、N38、30H、33H、35H、33SH,中档产品为 N40、N42、38H、35SH、38SH、30UH、33UH,高档产品为 N45、N48、N50、N52、40H、42H、45H、48H、40SH等。

粘结钕铁硼是将钕铁硼粉末与树脂、塑胶或低熔点金属等粘结剂均匀混合,然后用压缩、挤压或注射成型等方法制成的复合型钕铁硼永磁体。产品一次成形,无需二次加工、可直接做成各种复杂的形状。粘结钕铁硼的各个方向都有磁性,可以加工成钕铁硼压缩模具和注塑模具。精密度高、磁性能极佳、耐腐蚀性好、温度稳定性好。

虽然粘结钕铁硼产业与烧结钕铁硼产业同时起步,但相比而言发展较为缓慢,从产量上看不足烧结钕铁硼磁体产量的十分之一,主要由于粘结磁体的磁性能和机械强度较低。大多数磁体以多极充磁圆环的形式应用于各类精密稀土永磁电机,成为烧结稀土永磁材料的一个重要补充。一直以来硬盘和光盘主轴电机是各向同性粘结稀土磁体最主要的应用领域,但随着固态硬盘价格的大幅下降,以及平板电脑和智能手机的迅猛增长,硬盘和光盘市场受到了极大的冲击,特别是光盘市场衰减了近一半,导致粘结钕铁硼需求量一直处于较低水平,也对未来粘结磁体的性能、精度、温度耐受性等重要指标提出了更高的要求。

二、行业主要政策分析

“永磁王”行业市场供给及应用领域前景分析

资料来源:普华有策信息咨询

三、行业产业链分析

1、上游行业概况

钕铁硼永磁行业的上游系稀土行业,其主要用料为金属钕、镨钕、特硼、精硼等,钕铁硼生产企业原材料库存周期一般约为 3 个月,钕、硼合金、纯铁以及一些符合稀土添加剂,如镝、铽等添加剂等材料占钕铁硼磁铁制作成本的百分之六十以上,所以稀土价格的波动对钕铁硼行业产生直接影响。2011 年,稀土价格翻倍暴涨,部分逐步采用粘结钕铁硼的企业,由于无法消化价格暴涨带来的成本压力,重新寻找价格更为便宜的替代品。烧结钕铁硼磁铁的价格也随着稀土材料价格的暴涨从一百元每公斤上涨到六百多元每公斤,上涨率高达百分之五百以上,在当时严峻的情况下,钕铁硼磁铁的利润空间被极大地压缩了,大批的中小企业经不住成本暴涨而大幅减产,有的甚至停业倒闭,开工率严重不足,稀土价格的暴涨,超过了很多用户的成本承受及价格转移能力,为此很多厂商不得不改变设计,重新使用铁氧体等其他磁性材料替代钕铁硼磁体,钕铁硼磁体的部分新的应用开发也因为成本问题而停滞。

近年来,随着稀土价格回归理性,萎缩的应用市场又开始有所缓慢恢复,如风电、变频电机、新能源汽车等,许多钕铁硼永磁的用户也转向重新开发新的应用。钕铁硼磁材虽然具有卓越的性能,性价比也较高,但只有保持长期稳定的原材料价格,才能实现稀土资源开发、钕铁硼磁材生产和终端应用市场的共赢。

2、下游行业概况

钕铁硼下游应用领域广泛,终端消费主要在 VCM、MRI、电声器件等消费电子市场,近年来,随着国家对节能环保行业政策红利的不断刺激下,钕铁硼应用领域逐渐向电子信息、风力发电、节能环保家电、新能源汽车、现代医疗设备等新兴领域发展。

由于钕铁硼永磁的不可替代特征,故微型化需求领域的产品基本不受钕铁硼价格波动的影响,可以保持稳定的增长,节能环保需求领域属于国家政策支持并大力发展的行业,所以该领域是未来钕铁硼行业的主要增长点。

全球钕铁硼与中国钕铁硼下游消费结构相比,在VCM 和 MRI 领域差异较大,VCM 属于钕铁硼高端应用领域,技术门槛较高,长期由发达国家垄断。日本用量最大的是 VCM,约占产量的 50%,掌握此项技术的主要有 Neomax(日立-住友)、TDK、信越化工等企业,占全球一半以上的市场份额。

2011 年中国稀土产业整合,稀土原材料价格巨幅波动,对消费电子、节能空调领域需求形成较大的成本压力,下游钕铁硼磁材替代品纷纷出现,新应用领域开发停滞不前。近年来,随着一系列稀土产业政策发布,国内稀土行业已经建立起一套完整的涉及规范准入、环保核查、税收管控、商贸流通等领域的行业规则,由政策预期推动的稀土价格暴涨格局将大有改观,稀土价格有望保持平稳运行,下游需求有望逐步复苏。

“永磁王”行业市场供给及应用领域前景分析

四、行业应用领域分析

从具体的应用领域看,目前消费电子占到钕铁硼需求的 大半以上市场份额,其次是风电、交通领域,新能源汽车等新兴领域逐渐成为成为钕铁硼需求的主力军,其行业产量的快速增长将带动高端钕铁硼需求的增加。

1、风电领域

在风电领域,高性能钕铁硼永磁材料用于永磁直驱风机,其既是磁源,又是磁路的组成部分,工作原理表现为在当风轮带动转子旋转,装有钕铁硼永磁体的定子线圈切割磁力线,从而产生感应电流,因此高性能钕铁硼永磁体是永磁直驱风机的核心部件。

风力发电机包括双馈变速恒频型、失速型、直驱永磁型以及混合动力型四种,目前主频流的双馈变速恒型发电机需要引入齿轮箱升速(1MW 成本 100 万元左右),随着发电机功率的提升,成本上升很快,且易出现故障,需要经常维护。而直驱永磁型发电机省去了齿轮箱,具有可靠性高、效率高、维护工作少等诸多优点,是风力发电领域未来最有发展前景的机型。

2、新能源汽车领域

在新能源汽车领域,整车技术核心体现在电池、电机和电控三个方面。当前提升续航里程主要通过改进动力电池容量方式,但受目前动力电池技术发展限制,电池扩容带来的续航提升有限。在短期电池扩容提升不明显的情况下,采用体积更小、功率损耗更低的永磁电机作为新能源汽车的驱动电机从而达到提升续航里程的重要性正逐步受到厂商的重视。

经统计,目前国外主流车企推出的混合动力、纯电动车车型所采用的驱动电机,除特斯拉 Model S 出于技术延续性的考虑采用传统异步电机以外,其他新能源车型全部采用钕铁硼永磁同步电机。

目前,全球钕铁硼磁体市场容量已超过 100 亿美元,应用市场也从电子行业拓宽到汽车、家电、医疗等行业,具有异常广阔的发展空间和前景。我国钕铁硼磁材凭借高质量产品和成本优势在国际市场的份额不断扩大,如今已经以占领全球近 80%以上市场份额的实力,成为世界烧结钕铁硼磁体的产业中心。钕铁硼作为节能环保的朝阳产业,预计未来 20 年还不会有比钕铁硼性能更优异的磁体来取代它。

3、手机领域

钕铁硼永磁材料在手机上的应用主要体现在手机震动马达及手机微型电声元件两部分。2011 年后随着移动互联网时代的来临,智能手机迎来爆发式增长,根据工信部介绍,2017年国内手机产量为 19 亿台,以每台平均成品用钕铁硼磁材约 0.0025kg 计算,仅 2017年国内手机行业对成品钕铁硼磁体需求量在 4750 吨左右,且由于体积要求较高,属于微型化需求领域,基本无其他替代磁性材料产品,所以这部分需求基本不会受到钕铁硼价格波动的影响,可以保持稳定的增长性。

五、行业新进入者的主要障碍

1、技术壁垒

钕铁硼永磁属于技术密集型行业,它对工艺设计及工艺过程控制的要求非常高,很多关键技术都需要通过非常细致的工艺过程来实现,原料配方、烧结、磁路优化、表面处理等关键技术的掌握需要长期、大规模的生产实践进行积累。下游应用领域的不断发展,产品的更新换代均对钕铁硼生产的工艺技术提出较高的要求,对行业的进入构成较强的技术障碍。

2、渠道壁垒

钕铁硼材料的应用企业一般都具有一定规模,其对钕铁硼磁材的质量、品质及供货稳定性方面都有严格的要求,想与其建立较为稳定的合作关系,必须经历长期的谈判和认证,尤其是对于跨国公司客户,只有通过相应的资质认定方有进入其采购目录的资格,但一旦确定合作关系后,客户为保证产品质量等因素一般不会轻易更换供应商,这就对新进入行业者构成较强的渠道壁垒。

3、资金壁垒

钕铁硼永磁材料属于资本密集型、技术密集型行业,行业有着典型的规模效应。企业发展具有规模经济,大型化企业具有较好的市场竞争力,资金壁垒主要体现在两个方面:一是钕铁硼毛坯材料的生产设备投入规模大、价值高;二是后期表面处理自动化程度高,电镀环节环保设施必须齐全并经过验收,这就需要企业有足够的流动资金来进行固定资产的投资,这对新进入本行业的企业构成了一定的资金壁垒。

4、人才壁垒

钕铁硼永磁材料的毛坯生产环节包括配料、熔炼、制粉、成型及烧结等,每个环节的工艺设计及过程控制都需要专业水平较高且经验丰富的技术人员,从行业经验来看,培养高素质的技术人员以及合格的操作人员需要经过理论的学习和长期的实践,而目前国内,这方面的人才却较为稀缺,因此,人才因素构成了进入行业的重要壁垒。