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2019年中國高性能釹鐵硼行業分類、需求量預測及發展壁壘分析[圖]

2020年03月03日 14:45:35字號:T|T

 

    磁性材料是電力電子、新能源、交通、國防軍工等現代工業的關鍵基礎功能材料,按照其磁化的難易程度,一般分為軟磁材料及硬磁材料。軟磁材料的功能主要是導磁、電磁能量的轉換與傳輸。硬磁材料又稱永磁材料,一種磁化即能保持恒定磁性的材料。現在所應用的永磁材料主要經歷了金屬永磁、鐵氧體和稀土永磁三個階段,其中稀土永磁材料是目前磁性最好、發展最快的永磁材料。稀土永磁材料是指稀土元素RE(鈰Sm、釹Nd、釤Sm)和過度族金屬元素TM(鐵Fe,鈷Co)形成的合金經一定的工藝制成的永磁材料,是對相關產品性能、效率提升較為明顯的重要基礎材料,在戰略性新興產業中應用量較大,目前也已成為稀土新材料中最大的消費領域。

国产三级农村妇女在线    一、釹鐵硼分類

    釹鐵硼合金是目前性能最好的稀土永磁材料。稀土永磁材料至今已有兩大類、三代產品。第一大類是稀土-鈷合金系(RE-Co永磁),包括第一代SmCo5和第二代Sm2Co17合金,均是以金屬鈷為基的永磁材料合金,但由于原材料昂貴,受到資源和價格的限制,主要應用與高端領域。第二大類是釹鐵硼合金(即Nd-Fe-B系永磁),1983年由日本和美國同時發現,稱為第三代永磁材料,由大量的釹、鐵、硼三種元素構成,其中釹元素的占比在25%-35%,鐵元素占比65%-75%,硼占比1%左右。當Nd原子和Fe原子分別被不同的RE原子和其他金屬原子所取代可發展成多種成分不同、磁性能不同的RE-Fe-B系永磁材料。目前第四代鐵氮(碳)永磁體,尚處于研發階段。在已有的三代稀土永磁材料中,釹鐵硼具有體積小、重量輕、磁性強等特點,由于原料易得、價格便宜的優點,發展極為迅速。

永磁材料性能對比

數據來源:公開資料整理

国产三级农村妇女在线    燒結釹鐵硼是產量最高、應用最廣泛的釹鐵硼磁材。按照制造工藝的不同,釹鐵硼磁材可分為燒結、粘結和熱壓三類,其在性能和應用上各具特色,下游應用領域重疊范圍比較少,相互之間起到功能互補而非替代或擠占的作用。其中燒結釹鐵硼是目前產量最高、應用最廣泛的稀土永磁材料,占比約超過90%,大部分中國釹鐵硼磁材制造商主要生產燒結釹鐵硼磁材。相對于燒結釹鐵硼,粘結釹鐵硼的磁性能及機械強度較弱,用量較小,所占市場份額不到10%;熱壓釹鐵硼目前僅少數公司掌握了生產工藝,專利壁壘和制作成本高,總產量比較小。2019年燒結釹鐵硼毛坯產量約17萬噸,粘結釹鐵硼產量0.79萬噸。

国产三级农村妇女在线三類釹鐵硼材料優點、制作工藝及應用對比

數據來源:公開資料整理

2019年中國稀土永磁材料產量

數據來源:中國稀土行業協會、智研咨詢整理

    二、高性能釹鐵硼需求量預測

    我國磁性材料發展較西方國家晚,起始期是1969-1987年之間,但由于當時釤鈷磁體較高的成本,國內市場需求比較少,所以到80年代初還沒有形成自己的磁體工業。之后中國磁性材料行業的發展經歷了三個過程。

中國磁性材料產業的發展

国产三级农村妇女在线數據來源:公開資料整理

    根據行業慣例,內稟矯頑力(kOe)和最大磁能積(MGOe)之和大于60的燒結釹鐵硼永磁材料,屬于高性能釹鐵硼永磁材料。衡量永磁材料性能的主要有矯頑力、最大磁能積、剩磁以及最高工作溫度等參數,前三個指標主要衡量材料磁性能,數值越高性能越好,工作溫度衡量磁體抗溫性的特征。燒結釹鐵硼磁材按照矯頑力高低劃分,分為底矯頑力(N)、中等矯頑力(M)、高矯頑力(H)、特高矯頑力(SH)、超高矯頑力(UH)、極高矯頑力(EH)、至高矯頑力(TH)七大類。

    釹鐵硼磁材的原材料主要有釹、鐠釹、鏑鐵等稀土金屬以及純鐵、硼鐵合金等,其中鐠釹等稀土金屬占原材料成本60%左右,從釹鐵硼加工企業的成本結構來看,原材料占比在60-80%。稀土價格的波動會影響上游冶煉分離企業以及釹鐵硼生產企業的盈利能力,但釹鐵硼企業受價格波動的影響更小。

釹鐵硼原材料成本構成

国产三级农村妇女在线數據來源:公開資料整理

    海外釹鐵硼產能向國內轉移。在20世紀90年代,全國產能主要集中在日本、美國、歐洲等國家和地區,日本與美國掌控高性能釹鐵硼磁材生產技術。同時日本也是當時全球釹鐵硼磁材的最大生產國,約占全球總產量的一半。2001-2008是行業發展的黃金期,全球釹鐵硼產業快速發展,企業技術不斷突破,鑒于中國稀土原料豐富和低制造成本優勢,國際產能逐步向國內轉移。

国产三级农村妇女在线    中國現有稀土永磁生產企業150家左右,主要分布在滬浙、京津、山西以及兩大稀土原料產地包頭和贛州等地,行業內產能在40萬噸左右,但需求量僅一半不到,產能過剩嚴重。2018年國內燒結釹鐵硼產量為15.5萬噸,其中年產量在3000噸以上的12家企業占據了40%的市場,產量在2000噸以上的11家企業占據了10%的市場,其余的50%由其他產量在2000噸以下的130多家企業分攤。

国产三级农村妇女在线行業內部分生產高性能釹鐵硼企業毛利率(%)

国产三级农村妇女在线數據來源:公開資料整理

国产三级农村妇女在线    高性能釹鐵硼的應用場景從傳統的消費電子逐漸向新興領域發展,從2002年的VCM、2008-2009年的風力發電、節能家電到2011-2012年興起的汽車EPS,這些領域使用釹鐵硼磁材的核心在于其節能、高效、體積小、重量輕的優點。未來新能源汽車的發展將成為高性能釹鐵硼磁材需求的主要增長點。

    目前傳統汽車是高性能釹鐵硼永磁材料應用最多的場景。高性能釹鐵硼永磁材料下游應用領域主要分為兩大類:一類為新能源和節能環保領域,包括風力發電、新能源汽車及汽車零部件、節能家電、機器人等;一類為傳統應用領域,包括VCM、消費電子等。2018年傳統汽車領域占全球高性能釹鐵硼的需求接近40%,新能源車占比接近12%,其他消費領域包括工業應用(10.9%)、風電(10%)、消費電子(9.1%)、變頻空調(9%)、節能電器(8.4%)。

国产三级农村妇女在线2018年我國高性能釹鐵硼永磁材料應用分布

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国产三级农村妇女在线    節能減排的產業政策為行業提供廣闊發展空間。隨著工業化、城鎮化進程加快和消費結構的持續升級,我國能源需求剛性增長,但資源環境問題仍是制約社會發展的瓶頸之一,國家提出加快高效電機等用能設備的開發和推廣,淘汰低效電機、風機、壓縮機能設備。釹鐵硼永磁電機具有“高效、節能”的特點,在節能方面效率能提升10%-15%,減輕電機重量20%以上。隨著我國經濟結構調整和節能減排的推進,新能源汽車、汽車EPS、節能家電、風電等領域對釹鐵硼磁材需求將繼續提升。

    智研咨詢發布的《2020-2026年中國高性能釹鐵硼行業市場競爭現狀及投資價值評估報告》數據顯示:新能源汽車的快速發展是高性能釹鐵硼消費的核心增量,到2022年占比將提升至30%。此外,工業機器人、傳統汽車、風電、節能家電以及消費電子等領域的發展也將持續推進高性能釹鐵硼磁材的消費。預計2020-2022年全球高端釹鐵硼永磁材料的需求分別為7.74、8.82、10.18萬噸,增速分別為16%、14%、15%。

国产三级农村妇女在线2019-2022年全球高性能釹鐵硼需求量(噸)

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    三、高性能釹鐵硼行業發展壁壘

国产三级农村妇女在线    1.技術壁壘

国产三级农村妇女在线    高性能釹鐵硼屬于技術密集型行業,對高性能釹鐵硼永磁材料產品的磁性能指標及一致性等方面要求較高,需要嚴格控制工藝設計和生產過程。同時,隨著下游客戶對產量質量要求日益提高,生產商需要提升工藝水平,加強質量控制和生產管理程序,而技術的改進和提高需要較長時間的技術積累和大規模的生產實踐,才能獲得穩定的質量和較高的成材率。

国产三级农村妇女在线    2.非標準化產品的制造壁壘

    高性能釹鐵硼多屬非標準化產品,涉及新材料、新工藝和新產品的研發,生產工藝流程長、操作和管理難度大,從產品設計、試制到批量生產都需要專業化的生產和管理團隊。同時,不同下游應用領域對產品性能的要求差異較大,需要針對不同客戶的具體需求進行差異化開發與制造,因此只有具備較強研發能力的生產商通過長時間的行業經驗積累才能組織產品的研發與生產,并進入相應的下游應用領域。

国产三级农村妇女在线    3.資金壁壘

    高性能釹鐵硼生產商需要大規模的資金投入,以購買生產設備和建立生產線,才能形成高性能釹鐵硼產品的生產能力,千噸規模以上的釹鐵硼毛坯生產線動輒上億資金的投入,是中小企業難以承受的,而一個可行的產品又需要經歷較長時間的市場驗證期,這需要企業有足夠的流動資金來支持運轉。同時,要成為行業中的龍頭企業,獲得穩定的銷售利潤,還需要投入大量資金進行新技術、新產品的研發以降低制造成本,提升生產效率。

国产三级农村妇女在线    4.客戶粘性壁壘

国产三级农村妇女在线    作為重要的功能性材料,高性能釹鐵硼磁材的質量對最終產品的性能影響重大,磁材生產商需要長時間經營與下游客戶的合作關系,只有其產品具有較長時間的工作記錄,才能證明本企業具有穩定、可靠的后續服務能力,從而取得客戶信任。而目前釹鐵硼行業的龍頭企業有著豐富的海外營銷經驗并已積累了可觀的客戶資源,客戶為了保持產品性能穩定,在選定磁材供應商并經長期合作認可后,通常不會輕易更換合作對象。

    5.品質認證壁壘

国产三级农村妇女在线    高性能釹鐵硼的下游客戶大多是大型高端企業,對產業性能、一致性和穩定性的要求較高,因此對供應商會進行嚴格且長時間的品質認證,這是客戶通過在長期對技術服務水平、產品質量、售后服務及時性等多方面考察來確立的,磁材企業進入新的大型客戶的產業鏈存在較高的難度和較長的時間。

    6.人才壁壘

    國內高性能釹鐵硼永磁材料行業嚴重缺乏技術研發人員,尤其是具有國際性行業經驗的高水平技術研發人員和管理人才。此外,目前我國高性能釹鐵硼永磁材料行業的專業人才基本來源于企業自主培養,對于新進入者而言,很難再短期內招聘和培養除具有核心競爭力的研發和生產團隊,以滿足技術研發和產品生產的需求。

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