中國磁性材料市場前景分析:稀土永磁、鐵氧體永磁、軟磁、硅鋼和非晶(1.5萬字)
發布時間:2023-10-16 點擊量:14864導 讀
近年來,磁性材料行業總體需求穩步上漲,光儲、風電、新能源汽車、機器人、工業自動化、無線充電等下游應用領域的飛速發展,給磁性材料行業帶來發展契機。
整體來看,目前國產磁性材料多集中在中低端領域,但磁材的國際競爭力日漸提升,研發水平與發達國家差距持續縮小。伴隨著我國經濟轉型升級,復蘇預期向好,以及在“自主可控+國產替代”的政策助力下,磁性材料市場需求不斷釋放,行業有望步入高速發展期。
1、磁性材料市場現狀
磁性材料是指過渡元素鐵、鈷、鎳及其合金等能夠直接或間接產生磁性的物質,是功能材料的一種,其多具有轉換、傳遞、處理、存儲信息、儲能等功能。磁性材料應用領域廣泛,涵蓋汽車、消費電子、風電、能源、醫療、機械、軍事等多個領域。
相較于發達國家,我國磁性材料行業起步較晚,21世紀以前,國外品牌一直占據我國磁性材料市場主要份額,進入21世紀后,隨著技術不斷進步,我國磁性材料國際競爭力有所提升,研發水平與發達國家差距持續縮小。但整體來看,國產磁性材料多集中在中低端領域。近年來,隨著我國經濟轉型升級,磁性材料市場需求不斷釋放,我國也成為了全球最大和最具活力的市場。
磁性材料按照磁化后去磁的難易程度可以分為永磁(硬磁)和軟磁材料。
軟磁材料是具有低矯頑力和高磁導率的磁性材料,易于磁化,也易于退磁。軟磁材料矯頑力介于永磁材料以及鐵氧體之間,且磁性可以消失。軟磁材料具有飽和磁通密度高,磁導率高,磁滯回線呈狹長形、面積小,磁滯損耗小,剩磁及矯頑力小等特性,用于交流場合時要求渦流損耗及磁滯損耗小。與鐵氧體軟磁材料相比,金屬軟磁材料具有電阻率高、低磁導率、均勻微觀氣隙漏磁小、溫度穩定性高、適合功率電感設計等特點。
軟磁材料主要分為鐵氧體、金屬軟磁材料以及其他軟磁材料。鐵氧體軟磁行業由于發展時間長、技術相對穩定,市場競爭比較激烈。金屬軟磁行業目前處于高速發展期,且與鐵氧體軟磁相比,隨著下游光伏逆變器、變頻空調、新能源汽車及充電樁等領域持續發展,行業增長更加迅速。
下游各市場發展帶動磁材用量高漲。磁性材料應用廣泛,包括電動機,發電機及交通與醫療機械及消費電子等。2021年,電動機與消費電子應用占比較大,分別為31%與20%,近年來,新材料、航天航空、海洋裝備、高端裝備、新能源汽車等行業發展,為磁性材料行業發展提供了廣闊空間。磁材主要分為永磁鐵氧體、稀土永磁、軟磁鐵氧體等,2021年永磁鐵氧體占比為60%,是磁材最大的銷售部分。公司主要產品為永磁鐵氧體和軟磁鐵氧體。
中國磁性材料市場穩定增長,預計2027年磁材消費規模達190億美元。據前瞻產業研究院數據,2016-2021年,磁材銷售規模不斷增加,2021年銷售規模達到136億美元,同比增速達4.6%。近年來,磁性材料行業總體需求穩步上漲,風電、新能源汽車、機器人、工業自動化、無線充電等下游應用領域的飛速發展,給磁性材料行業帶來發展契機。據前瞻產業院預測,2022-2027年中國磁材銷售規模CAGR+5.1%,預計到2027年我國磁材銷售規模將達到190億美元。
2、稀土永磁
2.1 供給端:產品結構為王,客戶結構和成本優勢構筑護城河
2013-2014年間,國內有8家永磁材料公司獲得日立金屬專利授權。2014年7月,日立金屬擁有的釹鐵硼成分專利均到期。2015-2021年國內高性能釹鐵硼產量CAGR達到16.8%,遠高于稀土永磁體總產量CAGR值7.9%,據共研網預測,2022年我國稀土永磁產量將達到22.5萬噸。
高技術壁壘構成行業護城河,生產高性能釹鐵硼永磁材料的企業集中度較高。根據2021年我國高性能釹鐵硼總產量5.3萬噸計算,中科三環、金力永磁、正海磁材、寧波韻升、英洛華和大地熊六家合計市占率達到95.9%。由于高性能釹鐵硼生產技術門檻較高,國內最早從事釹鐵硼磁性材料研發和生產的企業中科三環,擁有先發優勢,2021年中科三環在磁材行業中營收69.6億元,釹鐵硼永磁產量為17000噸,屬于中國釹鐵硼永磁行業中的龍頭企業。
業內突破高性能釹鐵硼技術限制后,疊加下游需求放量,多家企業進行擴產。根據 Frost&Sullivan,目前全球高性能釹鐵硼產能大部分集中在國內,約占全球70%左右。2021年全國高性能釹鐵硼產量達到5.3萬噸,中科三環、金力永磁等6家合計生產高性能釹鐵硼(磁鋼成品)約5.1萬噸,合計市占率95.9%。其中中科三環近幾年大幅擴產且接近滿產狀態,2021年國內市場市占率達到了25.5%,國內排名第一。
2.2 需求端:下游市場景氣度超預期,高端永磁需求迅速增長
稀土永磁體按工藝劃分為燒結、粘結釹鐵硼,其中燒結釹鐵硼按性能劃分為高性能釹鐵硼、普通性能釹鐵硼材料,兩者除了在消費電子應用上有部分重合,在其它應用領域完全分割。
下游持續景氣,稀土永磁體需求快速增加。稀土永磁可將化石燃料向可再生能源轉變,據Frost & Sullivan,與傳統電動機相比,稀土永磁材料可節省高達15%-20%的能源。根據中商產業研究院,2021年全球稀土永磁下游需求中,風電、新能源汽車分別占比20%、15%,對比2018年兩者分別占比14%、10%,均有不同程度上升。
新能源車是下游核心增量市場,將成為拉動高性能釹鐵硼消費量增加的主要動力。據產業信息,每臺驅動電機需要使用2.5-3.5Kg高性能釹鐵硼,考慮到部分電動汽車采用雙電機,我們假設每輛新能源車平均消耗3 kg高性能釹鐵硼,測算得到2022-2025年全球新能源車高性能釹鐵硼磁材用量CAGR將達到31.9%,國內新能源車高性能釹鐵硼用量CAGR為46.1%。
風電仍將是高性能釹鐵硼磁材消費的主要市場。隨著世界各國碳中和目標的提出,清潔能源越來越被重視。直驅永磁和半直驅永磁電機因其安裝簡單、運營成本低、功率高等優點逐漸成為市場主流,驅動高性能釹鐵硼需求的增長。根據產業信息網數據,平均1MW風電裝機需要0.67噸高性能釹鐵硼,我們假設上述市場直驅(半直驅)式風電機滲透率均逐步提高至55%。我們測算,2025年全球直驅式(半直驅式)高性能釹鐵硼需求量為39767噸,2022-2025年全球風電高性能釹鐵硼CAGR為10.2%。2025年國內直驅式(半直驅式)高性能釹鐵硼需求量為19088噸,2022-2025年國內風電高性能釹鐵硼CAGR為8.6%。
根據產業在線網數據,單臺高端變頻空調高性能釹鐵硼用量約為0.1kg,2025年高端變頻空調滲透率將達到70%,國內空調產量占比全球約80%份額。我們假設2022-2025年高端變頻空調滲透率穩步提升,高性能釹鐵硼用量保持0.1kg/臺,國內空調產量全球占比保持80%。據此測算,我們預計2023年全球高性能釹鐵硼需求量將超過萬噸,2022-2025年高端變頻空調高性能釹鐵硼需求量CAGR為16%。
我們測算得到,國內2022-2025年高性能釹鐵硼下游總需求CAGR為24.8%。國內其余下游市場對高性能釹鐵硼需求量也均保持正速增長。據智研咨詢數據,傳統汽車EPS系統高性能釹鐵硼用量0.15kg/套,2021年EPS滲透率為82%(按2021年國內EPS系統銷量1784萬套計算),對照海外90%以上的EPS滲透率仍有提升空間,測算2023-2025年國內傳統汽車釹鐵硼用量CAGR為8.9%。據產業信息網,一臺工業機器人約消耗25kg高性能釹鐵硼,測算2023-2025年工業機器人高性能釹鐵硼用量CAGR為19.8%。據釹鐵硼產業網數據,一臺永磁同步拽引機約消耗6kg高性能釹鐵硼,測算2023-2025年節能電梯高性能釹鐵硼用量CAGR為19.4%。
2.3 永磁行業擴張迅速,龍頭企業優勢顯著
行業內計劃新增產能規模再上臺階,龍頭企業頭部優勢預期增強。據不完全統計,目前5家稀土永磁公司共計14項新投項目正在推進,合計計劃產能接近10萬噸。假設所有項目按計劃達產,2022年國內將有兩家企業釹鐵硼產能超過2萬噸/年。預估金力永磁釹鐵硼產能將在2022年趕超中科三環,并在2025年達到40000噸/年。
另外,從下游看,有多項新建項目明確專注“新能源汽車”應用領域磁材。新能源“賽道”以其高速增長率,吸引了多家企業著重擴張配套磁鋼產能。
3、鐵氧體永磁
永磁鐵氧體又稱為硬磁鐵氧體,是一種新型非金屬磁性材料。永磁鐵氧體上游主要為鋼鐵廠、鐵紅料與預燒料,下游主要產品有罩極電機、同步電機、冷卻閥門執行器與交流鼓風機等,主要應用于汽車、家電等行業。
永磁鐵氧體性價比高,應用最為廣泛。稀土磁體和鐵氧體磁體都是永磁體的類型,它們都是由一種材料構成的,這種材料一旦帶有磁荷,除非受到損傷,否則會保持多年的磁性。然而,并非所有的永磁體都是一樣的。永磁鐵氧體只需外部提供一次充磁能量,就能產生穩定的磁場,從而向外部持續提供磁能。此外,永磁鐵氧體材料僅在離子取代過程中摻入少量的Co、Ni以及昂貴的稀土元素,故成本相較于前者大大降低,具有單位磁能積的價格低,具有耐腐蝕、適合于惡劣工作環境等優點。正因如此,永磁鐵氧體是目前應用最廣的永磁材料,在生產和應用已經占據主體地位。
中國永磁鐵氧體產量保持穩定,下游主要用于電聲行業。據華經產業研究院數據,2015年-2021年,永磁鐵氧體產量相對穩定,均保持在50萬噸以上,整體呈現先漲后跌,其中2018年產量達到了該期間的峰值,產量為54.5萬噸,隨后稍有回落,2021年產量達到51.6萬噸,同比增速達2.4%。永磁鐵氧體主要應用于電聲行業、家電以及汽車等領域,需求占比分別為37.1%、18.2%與15.1%。
3.1 家電產量穩中有升,預計2022-2025年需求CAGR+5.1%
中國空調產量穩中有升,預計2022-2025年空調產量CAGR+3%。2020-2022年受疫情影響空調產量有所下降,隨著疫情被有效控制,企業復工復產,預計未來空調產量也迎來回升。2022年我國空調產量達19258萬臺,同比下降0.1%,2017-2022年空調產量CAGR達2.9%,理論上,空調產量增速與城鎮化率、房地產投資增速呈正相關,2022年發改委印發《十四五新型城鎮化實施方案的通知》,提出到2025年,全國常住人口城鎮化率穩步提高。我們假設我國空調產量以4%的增速穩步增長,2025年空調產量達21663萬臺。
中國冰箱產量增速穩定,預計2022-2025年空調產量CAGR +6.5%。經過多年的推廣,再加上家電下鄉等政策的推行,我國冰箱普及率較高。對于冰箱產品,消費者已經從必須購買的產品向替代品過渡,使得冰箱銷售量下降迅速。銷售量的下降也使得產量不斷下降,自2018年以來中國家用電冰箱產量開始下降,到2019年中國家用電冰箱產量下降為7320.4萬臺。受益于低基數,2020年我國家用電冰箱產量為8426.1萬臺,同比上升15.1%,2017-2022年CAGR達-2.4%。根據前瞻產業研究院預測,2025年我國電冰箱產量將達1億臺,2022-2025年CAGR達6.5%。
預計2022-2025年中國洗衣機產量CAGR+6%。中國洗衣機業經過多年發展,已成為一個較成熟的產業,隨著國家各項刺激內需政策的實施,市場規模逐步擴大。2022年中國家用洗衣機產量為7639.6萬臺,同比增長3.7%,2017-2022年CAGR+3%。根據前瞻產業研究院預測,2025年我國洗衣機產量將達9300萬臺,2022-2025年CAGR+6%。
家電行業鐵氧體永磁需求量2022-2025年CAGR+5.1%,2025年需求近40萬噸。根據中國電子元件行業協會磁性材料與器件分會,每臺空調、冰箱、洗衣機使用永磁鐵氧體材料分別為0.6、2、0.5kg,我們測算得出,空調、冰箱、洗衣機鐵氧體需求2025年分別達13、20、4.7萬噸,家電行業總需求近40萬噸,2022-2025年CAGR+5.1%。
3.2 汽車產量穩中有升,預計2022-2025年需求CAGR+11.5%
磁瓦是直流電機的核心部件,無論是傳統汽車還是新能源汽車,座椅調節、搖窗、天窗、雨刮、空調調節電機等都會用到鐵氧體磁瓦,一輛汽車少則有幾十個電機,多則有上百個電機。隨著汽車的電子化、輕量化、舒適性和安全性的提高,以及環保、節能等的要求日顯,在汽車中的電氣部件和電子器件在增加技術含量的同時,也力求實現小型輕量化和高功能高效率化,所需的電機就會越多,單車磁瓦用量也將越來越多。
預計2025年我國汽車產量將達3500萬輛,2022-2025年汽車產量CAGR+11.5%。隨著我國生產總值、城鄉居民可支配收入的不斷增長,我國居民消費能力不斷提高,推動了我國汽車的消費需求,2022年汽車產量達到2333.7萬輛,同比增長2.9%。根據IDC預測,2025年我國汽車產量將達3500萬輛,2022-2025年汽車產量CAGR+11.5%。
汽車鐵氧體永磁需求量2022-2025年CAGR+11.5%,2025年需求達24.5萬噸。根據中國電子元件行業協會磁性材料與器件分會,每輛汽車使用永磁鐵氧體材料為6~8kg,我們取中間值7kg,測算得出汽車鐵氧體需求2025年達24.5萬噸,2022-2025年CAGR+11.5%。
4、軟磁
軟磁處產業鏈中游,產品種類豐富。軟磁材料位于產業鏈中游,將上游原材料進行簡單加工,再經精加工及總成為下游各行業提供各類性能不同的產品。軟磁材料的工業應用最早在19世紀末,伴隨技術革新要求,軟磁材料產品迭代更新,材料性能不斷提升,目前軟磁材料主要包括金屬軟磁、鐵氧體軟磁、非晶軟磁、納米晶軟磁四種類型。軟磁材料易于磁化和易于退磁,具有磁滯損耗小、高磁導率、低矯頑力、飽和磁感應強度高等特點,是電動化智能化時代的關鍵材料,主要應用領域包含電網、光伏、儲能、新能源汽車與充電樁、5G 通信、無線充電、UPS、變頻空調、軌道交通、綠色照明等領域。
未來高頻低功耗和寬溫低功耗為重要發展方向,高端消費和工業電子、新能源、云計算、物聯網、4G 和 5G 通訊、電源供應器等新基建領域市場和新型消費電子為重要應用領域。尤其新能源領域的快速發展,將為軟磁的應用打開需求空間。
各軟磁材料性能對比:1)硅鋼通過加入少量硅改善磁性時效,廣泛用于電動機、發電機等電子器件及測量儀表中,缺點是在高頻下渦流損耗較大;2)磁粉芯則是將磁性材料制成粉末,在粉末顆粒間加入絕緣物質并用壓縮制成磁芯,廣泛用于能量轉換裝置如光伏逆變器、充電樁等,缺點是磁導率較低;3)軟磁鐵氧體是一系列含有氧化鐵的復合氧化物材料,鐵氧體的特點是飽和磁感應強度很低,但導磁率、電阻率很高,其最廣泛的用途是高頻變壓器鐵芯和各種電感鐵芯;4)非晶納米晶很高的飽和磁通密度,使用頻率范圍廣,具有良好的交直流疊加穩定性,飽和磁通密度高,但磁導率低,廣泛應用于能量轉換裝置。
中國軟磁鐵氧體產量保持穩定,下游主要用于通訊、家電行業。據中國電子元件行業協會統計,目前鐵氧體軟磁材料生產主要集中在日本和中國, 2016-2021年以來我國鐵氧體軟磁產量總體穩定,2021年生產約達22萬噸,占全球總量的60%,國內軟磁鐵氧體產量優勢明顯。軟磁鐵氧體主要應用于通訊行業、家電以及新能源等領域,需求占比分別為22%、19%與17%。
中國金屬軟磁粉芯市場規模持續增加,下游主要用于UPS電源、變頻空調。據中國電子元件行業協會統計,2021年中國金屬軟磁粉芯需求量為10.3萬噸,市場規模為36.1億元。預計到2025年需求量將達到20.1萬噸,市場規模約為75.2億元。金屬軟磁粉芯主要應用于UPS電源、變頻空調以及光伏等領域,近年隨著新能源汽車產量增速提升,金屬軟磁粉芯廣泛應用于新能源汽車以及充電樁領域。
4.1 鐵氧體軟磁:傳統需求穩定,新興領域需求高速增長
由于疫情影響軟磁鐵氧體傳統下游家電和消費電子領域需求低迷,無線充電和新能源汽車等新興細分領域目前已成為軟磁鐵氧體的新興增長動力。
無線充電有望拉動軟磁鐵氧體需求。鐵氧體軟磁材料在無線充電中起導磁降阻、隔磁屏蔽的作用。與傳統有線充電相比,無線充電在安全性、靈活性和通用性等方面具有優勢,在智能手機、可穿戴設備、汽車電子、家用電器等領域具備廣闊的應用前景,市場空間巨大。隨著技術瓶頸不斷突破,無線充電產業規模逐年增加。2021年中國無線充電市場規模達85.5億元,同比增長10.6%。
一方面,根據市場研究公司report linker data預計2022年全球無線充電市場將增長27%,從2021年的95.8億美元增加到122.6億美元。無線充電市場未來預計將以 30%的復合年增長率增長,到2026年將達到347.7億美元;另一方面,全球手機無線充電滲透率從2019年的20%提升至2021年的35%,根據中金企信國際咨詢預測,2025年全球手機無線充電滲透率將超過45%。預計未來無線充電市場高速增長有望拉動軟磁鐵氧體需求。
我國新能源汽車產量維持較快增速,2025年將達到1300萬輛。隨著我國汽車保有量的快速增長,能源安全和環境污染問題日益突出,大力發展新能源汽車成為當前汽車產業發展的必然選擇,2022年我國新能源汽車產量達687.3萬輛,同比增加96%。根據前瞻產業研究院預測,2025年新能源汽車產量將達1300萬輛。新能源汽車產業的快速發展推動電動汽車用電源變換器需求的持續增長。
2025年新能源汽車軟磁需求量達1.8萬噸,2022-2025年CAGR+23.8%。根據橫店東磁投資者調研紀要,新能源汽車單車軟磁用量約0.8-2kg,取中間值1.4kg,我們測算得新能源汽車2025年軟磁需求量達1.8萬噸,2022-2025年CAGR+23.8%。
4.2金屬軟磁粉芯:攀光儲賽道,需求持續景氣
從供應端看,高性能軟磁金屬粉芯技術壁壘高,生產呈現寡頭格局。高性價比金屬磁粉芯(鐵硅鋁和超級鐵硅鋁合金粉芯等),國內廠商已經完全取代國際同行;但在高性能金屬磁粉芯領域(如鐵鎳合金系列),全球市場主要由美磁、昌星、鉑科新材、東睦科達等少數幾家生產廠商占有。隨著碳化硅和氮化鎵技術的發展,電力電子向高頻化發展有了進一步提升空間,這對金屬磁粉芯的高頻特性提出更高的要求,也為金屬磁粉芯在某些應用場景下取代鐵氧體提供了更多的可能性,下一代高頻低損耗金屬磁粉芯是SMC行業新的增長點。
從需求端看,全球軟磁材料市場增長迅速。以中國軟磁材料市場為例,據中國磁性材料器件行業協會數據,2018年中國軟磁市場總需求量達到41.5萬噸,同比增長7.3%。據BCC Research測算,由于電子、電信和汽車等下游產業的持續增長,2016年至2022年全球軟磁材料市場將以8.1%的年均復合增長率增長,預計2022年全球軟磁市場將達到285.3億美元。
光伏逆變器是一種電源轉換裝置,主要功能是將太陽能電池板受太陽光照射時產生的直流電逆變成交流電,送入電網,即光伏發電并網。作為光伏發電系統中的核心裝置,光伏逆變器的市場規模隨著光伏市場的強勁增長而不斷擴大,而光伏逆變器中,將光伏電池板發出的不穩定的直流電升壓成穩定的直流電壓的電路中,Boost 升壓電感是其關鍵核心磁元件,其后將穩定的直流電壓通過逆變電路轉換成 50Hz 正弦波交流電,輸入電網時,必須使用重要的大功率交流逆變電感,這兩種電感元件的磁材料基本上采用高性能的鐵硅類粉芯材料。光伏逆變器主要分為集中式、組串式、集散式方案,集中式采用的軟磁材料主要為硅鋼片,組串式則采用金屬軟磁粉芯。
全球光伏新增裝機快速增長,2021年全球光伏新增裝機達183GW。在全球范圍內,光伏等可再生能源發電正在加速替代傳統的化石能源和核電,根據BNEF統計,從2016年開始,光伏成為全球新增裝機容量最大的電源,從2017年開始,光伏新增裝機規模超過包括化石能源(燃煤和油氣)、水電和核電的總裝機規模,2021年全球光伏新增裝機容量為183GW,同比增加27.0%,據Rethink Energy預估,2022年全球光伏新增裝機容量約為222GW。隨著疫情在全球范圍內得到控制,特別是主要經濟體將圍繞可持續發展制定和實施疫后經濟恢復和刺激計劃,預計全球光伏需求將進入快速增長通道。
組串式光儲逆變器滲透率提升,有望拉動金屬磁粉芯需求。2021年,中國光伏逆變器市場仍然主要以集中式逆變器和組串式逆變器為主,集散式逆變器市場占比較小。其中,組串式逆變器占比由2020年的66.5%上升至69.6%。
全球光儲裝機量快速增長,帶動合金軟磁材料需求放量。據IEA預測,2025年全球光伏新增裝機量有望達到625GW,儲能新增裝機量有望達到176GW。
光儲逆變器軟磁需求量2022-2025年CAGR+43%,2022-2025年光儲用軟磁整體呈現緊平衡格局。根據產業信息網數據,每GW合金軟磁材料用量約為200噸,我們預計2023-2025年全球光儲合金軟磁材料需求量分別為7.6/9.7/13.8萬噸,行業供給比較集中,鉑科新材和東睦股份供給占比超過60%,其他企業:中鋼天源、龍磁科技、橫店東磁均有擴產,但整體增量有限。光伏用軟磁需求增量加大,產能擴張速度決定企業市占率,東睦股份將以較快的產能擴張速度,占據更多市場份額,2023年市占率提升至39.5%,此后市占率與鉑科新材基本保持在同一水平。
中國私人和公共充電樁保有量2025年將達526.6萬臺。充電樁是向新能源汽車(包括純電和插混)補充電能的裝置,根據不同的電壓等級為各種類型的新能源汽車充電。我國新能源汽車保有量呈持續攀升態勢。據中國充電聯盟公布的數據顯示,2022年,全國新能源汽車保有量1310萬輛,我國公共及專用充電樁保有量為180萬臺,私人充電樁保有量為340萬臺。據中國充電聯盟預測,2025年公共及專用充電樁/私人充電樁增量分別為430.9/95.7萬臺,合計充電樁增量為526.6萬臺。
充電樁軟磁粉芯需求2025年將達0.7萬噸。根據橫店東磁投資者調研紀要,充電樁汽車單車軟磁用量約0.5-2kg,取中間值1.25kg,我們測算得我國充電樁2025年軟磁需求量達0.66萬噸,2022-2025年CAGR+61.6%。
5、硅鋼和非晶
5.1 硅鋼:電網投資景氣度持續,高牌號取向硅鋼價格強勢
2021年我國無取向電工鋼動態產能為1253萬噸,同比增長14.3%。在取向電工鋼生產方面,生產技術水平、產品研發能力等方面進步明顯,產能提升明顯,2021年取向電工鋼動態產能為195萬噸,同比增長8.3%。2021年無取向電工鋼產量為1138.2萬噸,取向電工鋼產量為180.1萬噸。2016年以來,在供給側結構性改革政策的推動下,我國鋼鐵去產能取得顯著成效,行業內企業布局優化,加大了對取向電工鋼產品的供應,行業產能利用率穩步提升,2021年我國無取向電工鋼和取向電工鋼產能利用率分別達到90.8%和92.4%。
在“十三五”期間,我國電工鋼行業技術進步明顯,實現了從低端到高端產品的全覆蓋,高端產品占比提升較快。取向硅鋼中,高磁感取向硅鋼2021年產量為118.9萬噸,同比增長28.6%;一般取向硅鋼2021年產量為61.2萬噸,同比下降6.1%。2021年高磁感取向硅鋼占取向硅鋼總產量的66.0%,根據中國金屬學會電工鋼分會預測,“十四五”期間高磁感取向硅鋼占比將提升到70%以上。
5.1.1供給端:競爭格局集中,產能2024年集中釋放
取向硅鋼行業競爭處于市場相對集中、產能產量形成以國有企業為主、民營企業快速發展的競爭格局。由于行業進入門檻較高,高磁感取向硅鋼產品以國企生產為主,一般取向硅鋼產品以民營企業生產為主的競爭格局將在未來較長一段時間內維持現狀。
取向硅鋼產能集中在2024年釋放。根據寶鋼投資者交流平臺董秘回答,寶鋼計劃2024年將取向硅鋼產能提升到116萬噸,較2021年提升26萬噸。首鋼股份2021年產量20萬噸,今年取向硅鋼二期項目已開始建設,預計2023年投產,到時將新增超薄規格高磁感取向硅鋼9萬噸。太鋼不銹高端冷軋取向硅鋼項目于2019年11月開工建設,計劃分二期建成,2024年12月底全線投產,建成后可形成年產16萬噸高等級冷軋取向硅鋼生產能力。民營企業方面,望變電氣募投項目8萬噸高性能取向硅鋼項目已開始建設,其中國內設備部分預計12個月內完成,屆時產能將新增2-3萬噸,進口設備部分預計2024年6月到位,當年產能可新增5-6萬噸,2025年全部達產。包頭威豐2021年取向硅鋼產能為10萬噸,2022年公司投資8億元建設10萬噸高磁感取向硅鋼項目,預計2024年投產,屆時公司將擁有20萬噸取向硅鋼產能。
根據我們測算,2022-2025年取向硅鋼總產能為213、236、264、272萬噸。2021年我國取向硅鋼產能利用率為92%,假設2022-2025年產能利用率分別為98%、98%、99%、99%,對應取向硅鋼總產量分別為209、231、261、269萬噸。
5.1.2需求端:下游需求強勁,供需呈現緊平衡局面
取向硅鋼的唯一下游為變壓器,而變壓器所在的輸配電及控制設備行業是與電力工業密切相關的行業。近年來我國電力工業的發展為輸配電及控制設備制造企業提供了廣闊的發展空間。輸配電及控制設備廣泛應用在電力電網、新能源發電、軌道交通、數據中心、新型基礎設施等領域,具有良好的市場前景。根據中國光伏行業協會最新預測,2025年我國光伏裝機將突破800GW。根據CWEA風能專委會預測,2025年我國風電裝機總容量有望接近500GW。
“雙碳”目標為強約束,自上而下推動電力信息化建設。2022年我國電源投資金額為7208億元,同比增長22.8%;電網投資金額為5012億元,同比增長2%。2022年國家電網投資平穩增長,2022年國家電網投資金額達5012億元,較2021年增加了130億元,同比增長2.7%。根據國家電網董事長最新表示,2023年國家電網計劃投資金額將突破5200億元。
根據《雙碳戰略下取向硅鋼的價值與市場機遇》中各種發電方式對應的容量系數和從發電組到用電終端的全網折算系數的判斷以及基于中電聯和CWEA的數據,我們做出如下預測:1)風電及光伏是帶動取向硅鋼需求量的主要增量,火電增速逐步回落。我們預測火電2022-2025年裝機容量增速分別為3.0%、3.0%、2.7%、2.5%。2)變壓器一般設計壽命為30年,我國存量變壓器一直處于不斷迭代的過程中。根據近年變壓器產量以及迭代率測算,“十四五”期間存量變壓器迭代所帶動的取向硅鋼需求量為8.4萬噸/年。3)根據近幾年取向硅鋼出口量增速過高,我們保守假設2023-2025年取向硅鋼凈出口量增速為10%。
我們預計2022-2024年我國取向硅鋼需求量分別為193、239、278萬噸。
根據我們上述預測,2022-2024年我國取向硅鋼供需缺口/過剩分別為15、-7、-16萬噸。2023-2024年總體處于緊平衡狀態。
5.2非晶:新能效標準驅動非晶占比提升,用戶工程市場空間廣闊
非晶合金又稱“液態金屬、金屬玻璃”,是一種新型軟磁合金材料,主要包含鐵、硅、硼等元素。其主要制品非晶合金薄帶的制造工藝是采用急速冷卻技術將合金熔液以每秒106℃的速度急速冷卻,形成厚度約0.03mm的非晶合金薄帶,物理狀態表現為金屬原子呈無序非晶體排列。得益于上述極端生產工藝形成的特殊原子結構,使得非晶合金具有低矯頑力、高磁導率、高電阻率、耐高溫腐蝕和高韌性等優異特性。目前,非晶合金材料主要應用于配電變壓器領域。
早期非晶變壓器由于量產規模較低,技術工藝成熟度較低等原因,價格高于相同容量的硅鋼變壓器。近年來,隨著非晶帶材制造工藝的不斷成熟,國內企業逐步打破日立金屬在我國非晶帶材市場的壟斷地位,隨著國產化率的逐步提高,市場供應逐步增加。2021年中國非晶帶材產量約為10.3萬噸,同比增長6%。
在配電領域,國內配電變壓器市場格局中呈現以硅鋼變壓器為主、非晶合金變壓器為輔的結構。2021年國家電網變壓器采購量為12.6萬臺,其中非晶變壓器2.3萬臺,非晶變壓器占比18.8%。
隨著國家電網配電網投資整體放緩,近年來電網配電變壓器的整體招標數量呈現下降的趨勢。工信部、市場監管總局和國家能源局2020年12月聯合印發的《配電變壓器能效提升計劃(2021-2023)》要求加快高效節能變壓器推廣應用,明確要求禁止未達標變壓器接入電網,自2021年6月起,新采購變壓器應為高效節能變壓器。到2023年,高效節能變壓器在網運行比例提高10%,當年新增高效節能變壓器占比達到75%以上;開展非晶合金等高效節能變壓器用材料創新和技術升級,加強立體卷鐵芯結構等高效節能變壓器結構設計與加工工藝技術創新”。隨著國家對“碳達峰”、“碳中和”整體規劃和目標的確定,以非晶合金等材料制造的高效節能變壓器迎來戰略性的發展機遇和更寬廣的市場空間。
非晶合金薄帶的低矯頑力、高磁導率、高電阻率等特性使得材料更易于磁化和退磁,可顯著降低電磁轉換損耗,非晶變壓器空載損耗較硅鋼變壓器降幅約為60%-80%,在軌道交通、數據中心等高可靠性用電、低負載率的運行場景下,節能優勢更為顯著。根據QY research 數據,預計2021年至2027年軌道交通變壓器市場規模仍將保持持續增長趨勢,2027年市場規模有望超過200億元;預計2021年至2027年數據中心變壓器市場規模將保持高速增長的態勢,2027年市場規模有望超過1100億,高速增長的數據中心領域有望為非晶合金變壓器帶來增量的市場空間。
5.3金屬粉體材料:下游行業景氣,看好MLCC粉體長期發展
金屬粉末是指尺寸小于1mm的金屬顆粒群。包括單一金屬粉末、合金粉末以及具有金屬性質的某些難熔化合物粉末,是粉末冶金等行業的主要原材料。鋼協粉末冶金分會統計數據顯示,按鐵、銅基粉體銷售量計算,中國金屬粉體銷量從2016年的47.2萬噸增加到2020年的73.6萬噸,年均復合增長率為11.7%。未來隨著金屬粉體在新興領域的運用,如5G通訊、新能源等,中國金屬粉體市場規模有望持續增長。
與普通金屬粉末相比,電子專用高端金屬粉體主要用于制作MLCC(Multi-layer Ceramic Capacitors,片式多層陶瓷電容器)。不同于傳統粉末冶金材料行業,隨著電子元件產品愈發小型、薄型化的要求,電子專用高端金屬粉體材料行業的粉徑遠小于傳統粉末冶金材料行業,制造工藝、技術方面存在明顯差異。
從供應端來看,行業技術壁壘明顯,國內規模企業很少。電子專用高端金屬粉體行業屬于新興產業,是跟隨下游電子元器件行業技術創新與產品迭代而逐步發展起來的。目前全球具備規模化生產MLCC用鎳粉的企業非常少,國內除博遷新材外,其他MLCC用鎳粉生產企業均為日本企業。金屬粉體材料制備方法無論是基于何種方法都須依靠復雜的工藝流程和高昂的設備投入完成,生產過程具有技術工藝要求較高、多學科交叉綜合的特點。在未來,電子專用高端金屬粉體應用種類及方向主要將運用于磁性材料合金、鎳基高溫合金、低熔點合金等領域。
從需求端看,全球高端粉體前景廣闊。從MLCC行業規模來看,根據中國電子元件行業協會發布的數據,2021年全球MLCC市場規模為1148億元,到2025年預計將達1490億元,2022-2025年CAGR為6.7%。半導體國產替代邏輯下有望持續拉動MLCC粉體需求。
6、國內相關企業
6.1 金力永磁:稀土永磁龍頭,高牌號產品比例不斷提高
高性能稀土永磁龍頭,先發優勢顯著。公司產品被廣泛應用于新能源汽車及汽車零部件、節能變頻空調、風力發電、3C、工業節能電機、節能電梯、軌道交通等領域,并與各領域國內外龍頭企業建立了長期穩定的合作關系。2021年公司使用晶界滲透技術生產6064 噸高性能稀土永磁材料產品,排名世界第一。
布局永磁材料生產基地,產能進一步提升。2022年上半年,公司為擴大現有產品產能,構建稀土永磁回收綜合利用、高性能稀土永磁材料、磁組件制造完整的綠色產業鏈,先后布局高性能稀土永磁材料項目。目前公司的毛坯產能為23000噸/年,包頭一期8000噸/年的高性能稀土永磁材料項目已于6月達產,公司2025年遠期產能將達到40000噸/年。
6.2 橫店東磁:以磁材為基,深耕光伏鋰電打造新增長極
穩固磁材龍頭地位,加碼光伏新能源。1)磁材橫縱向發展,為客戶提供一站式解決方案。公司磁性材料產業的縱向延伸,借助材料開發優勢為下游客戶提供從材料到器件的一站式解決方案;2)深耕歐洲光伏市場,不斷研發提升產品競爭力。公司組件80%銷往歐洲,有望獲得歐洲市場二次成長紅利,同時公司搭建了 TOPCon和 P-IBC中試線,從 P 型硅片向 N 型硅片進行轉型,增強公司產品競爭力及品牌實力;3)深耕鋰電細分領域,隨著產能釋放,逐步躋身小動力行業細分市場前列,市占率將有所提升。
磁材產能優勢明顯,持續跟進光伏新能源產能。2022年公司開展“投資年產1.5萬噸軟磁鐵氧體項目”以及“立子公司并投資年產2.2萬噸永磁鐵氧體項目”,預計鐵氧體預燒料/永磁/軟磁/塑磁產能達22/16.5/5.5/2.5萬噸;2022年11月公司開展“年產20GW新型高效電池項目”,預計22/23/24年公司電池片產能將達9/14/15GW;公司公開募集資金擬投入“年產6GWh高性能鋰電池項目”,預計22/23/24年鋰電池產能達7/8.5/8.5GWh。
6.3 中鋼天源:背靠寶武擴充永磁鐵氧體,錳系龍頭未來可期
檢驗檢測服務是公司目前優質的資產。20多年來,服務逐漸涵蓋基建、化工、環保,房建等領域,并且包括金屬、非金屬、橡膠等幾大類。
磁性材料產業目前收入占比在50%左右,利潤占到40%左右,主要分為四氧化三錳系列和永磁系列,永磁產品包括永磁鐵氧體、燒結釹鐵硼和6500噸的器件。
公司是國內最大的四氧化三錳制造商,國內排名靠前的金屬制品檢驗檢測機構、永磁器件制造商、芴酮產品出口商。四氧化三錳目前產能55000噸;電池級四氧化三錳設備正在采購,在23年初將進行1萬噸投產,23年產量將達到6.5萬噸;22年電子級四氧化三錳市場同比回落,投產進度放緩,暫時穩定在5萬噸;軟磁器件方面,目前有將近2萬噸產量;永磁方面受寶武重組影響,有非常大的不確定性,目前寶武的銷量約8-10萬噸;軟磁鐵硅粉初步規劃在23年新建4000噸;磁粉芯具備幾百噸的產能。
6.4 龍磁科技:深耕永磁鐵氧體,布局微逆獲第二成長曲線
公司長期致力于高性能永磁鐵氧體濕壓磁瓦的研發。目前高性能永磁鐵氧體濕壓磁瓦的規模已達到4萬噸,下游主要應用包括汽車電機、變頻家電電機。在全球范圍內,規模較大的企業包括日本TDK、日立金屬,日立金屬規模約為5.5萬噸,TDK規模約為6萬噸,國內競爭對手是橫店東磁。根據公司披露,橫店東磁濕壓磁瓦目前規模約為4.5萬噸。龍磁科技目前規劃是將在2022年達到4萬噸、2023年達到5萬噸、2024年達到6萬噸規模。
公司金屬軟磁粉芯預期規模5000噸,已建成4000噸;鐵氧體軟磁粉芯,22年四季度基本建設完成,預期規模是6000噸,已建成3000噸。
6.5 東睦股份:戰略布局軟磁基地,粉末冶金龍頭未來可期
粉末冶金龍頭,軟磁板塊持續發力。公司是全球粉末冶金巨頭,國內市占率第一。軟磁板塊增長迅速,主要得益于光伏、新能源汽車行業景氣度持續提升。公司擬在山西建設年產6萬噸軟磁材料產業基地,進一步提升軟磁材料盈利能力,加強公司軟磁板塊的核心競爭力。
軟磁板塊產能利用率高位運行,新建產能加快建設。公司目前軟磁板塊產能利用率較高,科達已具備年產4萬噸的生產能力,且公司已收購科達全部股權,并且收購上游原料公司德清鑫晨,盈利能力有望提升。山西東睦年產6千噸產能現已投產,公司正著手在山西建設年產6萬噸軟磁材料項目,后續將加快推進項目建設。
6.6 天通股份:高端軟磁材料領軍者,自研發設備技術構筑護城河
磁性材料業務:公司是高端軟磁材料領軍者,公司鐵氧體軟磁材料及磁芯的生產能力僅次于日本TDK,是行業第二大的研發和制造基地。公司建設了國內第一個磁性材料自動化生產線,提高生產效率,從整體上提升了產品的品質和價格競爭力。
6.7 望變電氣:取向硅鋼民營龍頭,一體化產業鏈盡享優勢
民營取向硅鋼龍頭,深耕一體化產業鏈。公司取向硅鋼產量排名全國第三,民營生產企業中產量排名第一。2021年,公司輸配電及控制設備營收達8.45億元,占公司總營收45.23%。公司可生產電力變壓器、箱式變電站和成套電氣設備,已形成從取向硅鋼到變壓器生產的全產業鏈覆蓋格局。
募投項目高端,產能持續釋放。隨著公司募投8萬噸取向硅鋼逐步投產,預計2023年公司取向硅鋼產能達13.5萬噸,實際產量預計12.5萬噸,2024年下半年,進口設備到位,8萬噸產能有望完全達產,預計2024年公司CGO產品產能10萬噸,HIB產品產能6.5萬噸,高牌號產品占比顯著提升。
6.8 云路股份:非晶合金領先者,深耕高性能軟磁材料
公司生產的非晶合金薄帶主要應用于變壓器領域。在非晶合金領域,公司于2012年突破產業化制備關鍵技術,研發出寬度達142mm的鐵基非晶合金薄帶;在納米晶合金領域,公司生產的納米晶超薄帶寬度可達142mm,厚度達到14~18µm,成為國內首家實現批量生產帶材厚度至14微米的企業,能夠滿足大功率的中高頻磁性器件的性能和尺寸要求。目前,公司所掌握的多項產品技術成果經鑒定或評價達到國際或者國內先進水平。
2022年半年報業績說明會上公司透露,將于22年6月下旬和8月下旬新投產兩條非晶合金薄帶產線,單條線設計產能為15000噸/年。加上原有的6萬噸年產能,故目前非晶合金薄帶具有9萬噸年產能。
6.9 博遷新材:MLCC需求擴容,鎳粉技術領先
公司投入大量資源進行工藝技術的研發和改進,在關鍵生產工藝環節積累了豐富的經驗,目前已進入三星等國際知名客戶供應鏈。隨著電子元器件生產工藝和水平的發展,MLCC等電子元器件集成化、小型化、高容化的趨勢越來越明顯,這對金屬粉體材料的生產研發提出了更高的品質要求,公司憑技術優勢構建起行業護城河。
產能持續擴張,龍頭優勢顯著。公司現有物理氣相法金屬粉體生產線92條,其中鎳原粉生產線86條,現有產能1720噸。公司IPO募資金額用于寧波廠區搬遷、宿遷廠區的擴建、研發中心建設和二代氣相分級項目用以擴產產能和提升工藝流程。規模效應下公司盈利能力有望持續增強。
6.10 悅安新材:細粉技術領先,成本優勢構筑最強護城河
公司擁有兩大主要產品,一是公司目前優勢較大的羰基鐵粉,羰基鐵粉工藝簡單,是一氧化碳與海綿鐵的可逆反應生成的中間產品。羰基鐵粉有兩個主要的應用領域,其中之一是精密件,第二大領域是軟磁。產品的形式是電子元器件,原來較多應用于消費電子,現在逐步應用于汽車。這兩大領域占全部應用領域的70%,其他的領域還包括涂料、微波吸收等。
第二大產品是公司2010年前后開始做的霧化合金粉,主要是用物理法,將原料加熱至熔融狀態,用高壓的水霧氣把它破碎成粉末。霧化合金粉因具備一定的抗腐蝕性,一般通過粉末成型的方式做精密件,主要應用在消費電子領域;其次是應用到軟磁領域做電感。
產能方面,公司目前鐵粉產能大概在5000噸左右。6000噸項目正在收尾階段,申請試生產結束后會申請驗收,預計在2023年第二季度基本完成。原計劃是分三年,每年投放2000噸的鐵粉產量。霧化合金粉于2022年下半年已經逐步投入一部分產能,其中一部分跟消費電子關聯度較大。公司總體規劃產能是4000噸,2000噸做粗粉,其余2000噸將根據今年下游市場的情況來規劃產能投產進程。
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