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中国软磁铁氧体材料与器件产业现状与发展趋势

发布者: 发布时间:2018-08-30 浏览次数:1049

一、产业现状

1.软磁材料分类及性能与应用

  软磁材料主要是指对于磁感应强度以及磁极化强度具有低矫顽性的磁性材料,主要分为4类:合金薄带或薄片:FeNi(Mo)、硅铁(FeSi)、FeAl等;非晶态合金薄带:铁(Fe)基、钴(Co)基、FeNi基或FeNiCo基等配以适当的硅(Si)、硼(B)、磷(P)和其他掺杂元素,又称磁性玻璃;磁介质(磁粉芯):FeNi(Mo)FeSiAl、羰基铁和铁氧体等粉料,经电绝缘介质包覆和粘合后按要求压制成形;铁氧体软磁材料:主要含锰锌系(含功率和高导,占约70%)、镍锌系和镁锌系等。几种主要的软磁材料性能比较见表1

  软磁铁氧体主要应用于电子系统中电磁信号的感应、耦合、转换、变换、传输、隔离、吸收,最大的用途是制作各种电子变压器、电感器、滤波器(EMI)等。

几种软磁材料性能比较

材料名称及磁特性

硅钢片

铁氧体

坡莫合金

非晶合金

纳米晶合金

Mn-Zn

50Ni

80Ni

钴基非晶

铁基非晶

铁基纳米晶

饱和磁感应强度/T

2.03

0.5

1.55

0.74

0.55

1.56

1.25

矫顽力/(A/m)

40

8

12

2.4

<1

<4

<2

起始磁导率/104

0.15

0.3

0.6

4

10

0.5

8

最大磁导率/104

2

0.6

6

20

80

5

40

电阻率/µΩ·cm

50

5×107

30

60

120

130

90

居里温度/

750

220

500

450

400

410

570

2.软磁粉料现状

1)三氧化二铁原料供应情况

  软磁铁氧体用原料主要是三氧化二铁(Fe2O3)、四氧化三锰、氧化镍和氧化锌等。其中,Fe2O3是最重要、最主要的原料,表2所示为国内Fe2O3主要生产企业及大致产量情况。

国内Fe2O3主要生产企业及大致产量

企业名称

产量/t

企业名称

产量/t

上海宝钢集团有限公司

70 000

首钢集团

8 000

上海梅山钢铁股份有限公司

8 000

绍兴钢铁集团有限公司

16 000

鞍山钢铁集团有限公司

32 000

攀钢集团有限公司

60 00

本溪钢铁(集团)有限责任公司

20 000

包头钢铁(集团)有限责任公司

12 000

马鞍山钢铁股份有限公司

17 500

新疆八一钢铁股份有限公司

12 000

邯郸钢铁集团有限责任公司

16 000

华菱钢铁集团有限责任公司

10 500

武汉钢铁(集团)公司

40 000

2)软磁粉料供应情况

  国外供应商主要企业在日本、韩国,还有中国台湾少量的供应,供应量约为15t左右,大量粉料在中国大陆生产。

  中国软磁粉料上万吨规模的企业约有9家,上海宝钢磁业有限公司最大,产能约6t。其次较大的企业有常熟市三佳磁业有限公司、天通控股股份有限公司(以下简称天通控股)、横店集团东磁股份有限公司(以下简称横店东磁)、临沂春光磁业有限公司、南京金宁电子集团有限公司、JSF、绵阳开元磁性材料公司(以下简称绵阳开元磁材)、陕西金山电器有限公司、广东肇庆微硕电子有限公司、东阳光实业发展有限公司、南京新康达磁业股份有限公司(以下简称南京新康达)、海宁联丰磁业股份有限公司(以下简称联丰磁业)、绵阳赛茂科技有限公司、金川电子有限公司、浙江国石磁业有限公司、惠州市通达磁材科技有限公司等等大大小小约30家企业生产软磁粉料(含锰锌、镍锌,功率和高导),产能大致超过35t/a,今年实际产量估计约为28t

  此外,日本、韩国在国内都有软磁粉料销售,供应中国的市场约每年6万~8t

3.国内软磁铁氧体企业规模及分布

  截至2016年,我国从事软磁铁氧体生产的企业共约230多家,初具规模的企业约110多家。2016年软磁铁氧产量约37t,实际产能约50t

  国内产值上亿前10名的企业是:天通控股、横店东磁、联丰磁业、乳源东阳光实业有限公司、风华高科、南京新康达、绵阳开元磁材、成都恒力磁性材料有限责任公司、南京金宁三环富士电气有限公司、无锡斯贝尔磁性材料有限公司等。表3为我国主要磁铁氧体企业的区域分布。

磁铁氧体企业分布

省市地区

企业数

产量比例/%

浙江、江苏长三角地区

80

53

广东、广西、湖南、福建、海南华南地区

50

17

北京、天津、河北、吉林、辽宁等华北地区

35

6

山东、山西

25

7

陕西、河南、湖北、安徽

23

9

四川、重庆、贵州等西部地区

30

8

二、应用市场

  目前,软磁新材料的开发方向主要为以下3方面:复合软磁材料;纳米及纳米复合软磁材料;稀土软磁材料。有关研究表明,易面稀土软磁材料在微波频段应用前景广阔,现在已经证明在吸波材料领域具备应用发展前景。软磁器件技术发展趋势主要为小型轻量化、微型化、片式化、集成化(向混合集成方向发展)、高性能、高可靠、长寿命、高环境适应性。我国软磁器件技术已形成块体——粉体——薄膜化延伸集成一体化(电感、变压器),技术逐渐成熟,图1所示为集成化的软磁元件和器件。 

                                                                  

集成化软磁元件、器件

  目前整机电子产品核心和关键技术正迅速向元器件转移。轻、薄、短、小,高性能、高可靠、高环境适应性的应用需求推动电子无源元件和有源器件向小型化、微型化、片式化和集成化方向发展,磁性功能器件集成化技术已成为了当代发展电子新技术的一个突出亮点,也成为世界各国技术竞争和技术封锁的重要焦点;由于低温共烧陶瓷(LTCC)等技术的突破和PCB基板内埋置元件技术的迅速发展,使无源集成技术进入了实用化和产业化阶段,新一代无源元件和相关集成技术,在未来几年必将得到更加迅速的发展。全球电子元件技术正呈现出超小型、柔性化、嵌入式的发展趋势,而产业融合(半导体技术工艺)推进了电子元件向模块化、集成化(LTCC、光电集成)发展,同时新型材料的使用(石墨烯、碳纤维等)带动了新工艺的发展,3D打印、机器人、智能制造等先进制造技术也正在改变电子元件传统生产方式。

1.传统应用领域增长的市场

1)通讯领域

  4C(计算机/通信/广电/内容服务)融合和4G5G方向的发展,推动市场对高频率、小型化、高性能、低损耗和抗EMI磁性材料需求。

2)数字终端及智能控制系统领域

  智慧城市、智能制造需要大量的智能控制系统和数字终端,智能化要求磁性元件进一步向高性能、高频化、片式化、低损耗和抗电磁干扰方向发展,将推动数字终端及智能控制系统用磁性材料市场快速发展。

3)移动通讯

  智能手机、移动智能终端在健康、移动支付等方面的应用必将进一步普及。各种微型片式电感元件、微型射频元器件、微型传感器等稳定增长。 

4)汽车电子领域

  汽车电子系统、混合动力汽车、无人驾驶车电子系统、EMC装置、汽车娱乐设备、控制系统、照明系统、EV充电装置、HEV动力系统功率转换变压器和扼流圈、DC-DC变换器、传感器用软磁材料将快速增长。

5)消费类电子

  高清晰3D、健康环保LCDLED大屏幕彩色电视、数字化视音频设备、数码相机、娱乐电子、医疗电子、绿色照明(如LED、高频无级灯)对高性能磁性材料需求旺盛。搭载通信功能、传感技术的智能化家电的渗透率必然增长,射频元件、传感器等电子元件在家电行业将迎来扩张机遇。

6)计算机设备市场

  微型计算机是几乎囊括所有电子元件类产品的传统应用领域,在商业应用上仍保持着优势,随着大数据、云计算等技术的发展,服务器市场在十三五期间将持续增长。

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