2022年軟磁材料之非晶合金行業(yè)發(fā)展現狀及競爭格局分析

1、2022年軟磁材料之非晶合金行業(yè)發(fā)展現狀及競爭格局分析1. 非晶合金軟磁材料新星磁性材料根據功能通?？蓜澐譃橛来挪牧?、軟磁材料和功能性磁材。其中，永 磁材料可分為鐵氧體永磁材料、稀土永磁材料、其他永磁材料，軟磁材料可分為鐵 氧體軟磁材料、金屬軟磁材料、其他軟磁材料等。磁材性能主要的衡量指標為穩(wěn)定性、抗磁退性、抗溫性，其中衡量穩(wěn)定性的主 要參數是剩余磁化強度和最大磁能積，其值越高表示磁場強度越高，磁體越能保持 磁性；衡量抗退磁性的主要參數為內稟矯頑力，其值越大代表磁體的抗退磁能力越 強；抗溫性的衡量參數主要為工作溫度和居里溫度，其值越高表示在高溫下磁材的 性能更穩(wěn)定。 永磁材料難磁化、難退磁、剩

2、磁高、矯頑力大，主要作為磁場源儲藏和供給磁 能，應用于各種電機、儀表、設備等，軟磁材料在磁場作用下易磁化，且取消磁場 后又容易退磁，具有較高的磁導率、較高飽和磁感應強度、較小的矯頑力，磁滯損 耗小，應用于變壓器、繼電器、電感鐵芯、繼電器和揚聲器磁導體、磁屏蔽罩、電 機定子轉子等。軟磁材料因具有磁電轉換的功能，廣泛應用于變壓器、電感電容、逆變器等領 域，下游包含電力電網、新能源車、新能源發(fā)電、消費電子、5G 通訊、家電等諸 多行業(yè)。在電力工業(yè)中，從電能產生（發(fā)電機）、傳輸（變壓器）到利用（電動機） 的過程中，軟磁材料起能量轉換作用；在電子工業(yè)中，從 5G 通訊（無線充電）、 自動控制（繼電器、磁

3、放大器、變換器）到廣播電視和電影（聲音圖像的錄、放、 抹磁頭），再到電子計算技術（各種鐵磁性微波器件），軟磁材料起著信息變換、傳 遞與存儲等重要作用。軟磁材料經歷了金屬軟磁、鐵氧體軟磁、非晶、納米晶合金的不斷創(chuàng)新與迭代。 按照軟磁材料成分劃分，可分為金屬軟磁、鐵氧體軟磁、非晶、納米晶合金。金屬 軟磁材料最早使用，包括硅鋼、坡莫合金等，鐵氧體軟磁為以氧化鐵為主要成分的 磁性氧化物，包括錳鋅系，鎳鋅系鐵氧體等。非晶軟磁主要包含鐵基、鐵鎳基、鈷 基非晶材料、納米非晶材料等。按照軟磁材料產品形態(tài)劃分，可分為合金類、粉芯 類、鐵氧體類。 衡量軟磁材料性能的指標主要有飽和磁感、導磁率、矯頑力、鐵損等，其中

4、飽 和磁感率越高磁芯工作磁感的最高限度越大，磁性能越強；導磁率越高，表明磁化 的靈敏性越好，矯頑力低反應磁化的阻力更小，能量的損失主要取決于材料的電阻 率，電阻率越高，鐵損越低。金屬軟磁材料以硅鋼為代表，由于電阻率較低，在高頻下會產生較大的渦流損 耗，高頻損耗較大，隨著使用頻率的提高，應用逐步受到限制，目前主要用于電動 機和發(fā)電機等低頻應用場景。 鐵氧體軟磁為第二代軟磁材料，電阻率高，在高頻段下損耗較金屬軟磁大幅降 低，但鐵氧體軟磁飽和磁感應強度大幅低于金屬軟磁材料，且初始磁導率較低，在 磁能密度較高的低頻強電領域應用受到限制。納米晶是在非晶態(tài)合金制備工藝之后，再經過高度控制的退火環(huán)節(jié)，形成的

5、具 有納米級微晶體和非晶混合組織結構的材料。納米晶軟磁相較前述三者具備更加 優(yōu)異的綜合性能：相較于非晶合金，可具有更高的飽和磁感應強度和初始磁導率， 同時也更加適應小型化、集成化的發(fā)展趨勢，相較于鐵基非晶，損耗通常還可繼續(xù) 降低，為高頻電力電子應用的理想材料。非晶合金種類主要包含鐵基、鐵鎳基、鈷基非晶合金以及鐵基納米晶合金。其 中鐵基非晶合金廣泛應用于節(jié)能配電變壓器；鐵鎳基非晶合金應用范圍與鎳坡莫 合金對應，但其在能量損耗和機械強度方面更加優(yōu)越，應用于漏電開關、磁屏蔽等， 鈷基非晶合金在非晶合金中具有最高的磁導率，且具有優(yōu)異的耐磨性和耐蝕性，應 用于要求嚴格的軍工電源中的變壓器、電感等，可替代

6、坡莫合金、鐵氧體等；納米 晶合金為目前綜合性能最優(yōu)的軟磁材料，廣泛應用于大功率電源開關、逆變電源、 高頻變壓器、共模電感等領域，可替代鐵氧體。目前非晶合金中應用最廣泛的主要為鐵基非晶和鐵基納米非晶合金，其中鐵基非晶合金主要應用于工頻（中低頻）環(huán)境的配電變壓器、電機材料，下游包括電 力配送、軌道交通變壓器等相對傳統(tǒng)的電力行業(yè)領域；納米晶合金較非晶合金整體 具有更高的磁導率和更低的損耗，傳輸效率更高，體積更小，主要應用于中、高頻 環(huán)境的電子磁性元器件，下游包括消費電子、新能源汽車、變頻家電、粒子加速器 等領域。2. 我國非晶帶材已取得頭部地位，納米晶加速追趕國內非晶、納米晶參與者眾多，頭部企業(yè)已建

7、立領先優(yōu)勢。國內目前基本實現 非晶合金產業(yè)全覆蓋，主要參與者包括安泰科技、云路股份、中研非晶、兆晶科技、 江蘇國能、河南中岳等，海外競爭對手主要為日本的日立金屬和德國 VAC。我國 非晶帶材產業(yè)化應用自 2010 年以來已經有 10 多年時間，業(yè)內生產企業(yè)眾多，但 規(guī)?；慨a的企業(yè)數量較少，企業(yè)之間產能利用率差距較大，呈現兩極分化格局， 堅持技術創(chuàng)新、產品升級的企業(yè)不僅繼續(xù)占據市場主要份額，且在不斷創(chuàng)新中保持 著行業(yè)龍頭地位。納米晶材料企業(yè)生產規(guī)模普遍較小，生產較為分散。我國非晶帶材起步晚，發(fā)展迅速，已成為全球最大的產業(yè)基地。非晶帶材產業(yè) 技術主要由非晶材料設計、低成本原材料、生產過程的自動化

8、信息化控制、非晶帶 材連續(xù)化大生產工藝裝備組成。非晶帶材最早發(fā)展于美國，1982 年美國安裝了首 臺非晶配電變壓器，1989 年美國聯合信號公司開始批量生產非晶合金帶材，產能 達 2.5 萬噸，2003 年日立金屬從霍尼韋爾收購其非晶業(yè)務并持續(xù)開發(fā)鐵基非晶合金，2007-2010 年將產能從 2.54 萬噸/年擴展到 10 萬噸/年，目前日立金屬在全 球處于領先地位。 我國非晶帶材發(fā)展較晚，1995 年 12 月，國科委建立了國家非晶微晶合金工 程技術研究中心，2010 年我國建成首個年產 4 萬噸鐵基非晶帶材生產基地，打破 國外壟斷，成為第二個擁有非晶帶材產業(yè)技術的國家，近年來隨著國內企業(yè)的

9、不斷 涌入，我國非晶帶材產業(yè)規(guī)模不斷放大，已經占據全球主要市場份額。納米晶領域，國內企業(yè)打破國際壟斷，處于加速追趕期。納米晶帶材的核心指 標包括帶材寬度和厚度：帶材寬度決定材料的利用率和加工效率，帶材厚度直接影 響材料的磁導率，在其他條件相同的情況下，厚度越薄，其材料在高頻條件下磁導 率越高、損耗越低。為順應電子產品向高頻、節(jié)能、小型、集成化方向發(fā)展，納米晶合金材料的制備工藝和技術經歷多代技術的發(fā)展和迭代，從第一代、二代的傳統(tǒng) 制備工藝（帶材厚度 22-30m，國內現有主流生產水平），發(fā)展到目前第三代、四 代的先進制帶工藝（帶材厚度 14-22m，國際先進生產水平）。日立金屬 1988 年 率

10、先完成納米晶合金材料的研發(fā)，目前在該領域處于領先地位。 從市占率來看，2019 年日立金屬納米晶材料全球市占率最高，為 49.71%， 其在中國市場的占有率也高達 43.15%，在行業(yè)內處于領先地位。安泰科技 2019 年在納米晶材料領域中全球市場、國內市場的市占率分別為 9.01%、16.95%，位 居行業(yè)第二，德國 VAC 全球市占率位居第三，為 6.33%。國內企業(yè)除安泰科技外， 其余企業(yè)產量規(guī)模較小，份額分散，規(guī)?；a能力較弱。根據 2021 年中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會和金屬學會“冶金科學技術獎評選結果”，國 內由安泰科技、青島云路等 6 家單位共同完成的“寬幅超薄鐵基納米晶帶材工程 化技術

11、開發(fā)及應用”項目已取得成功，項目開始前，國內外帶材生產均采用非連續(xù) 性的單包法工藝，生產效率低，且供應的納米晶帶材幅寬均在 60mm 以下，帶材 厚度 20m 以上，損耗高，一致性差，成本高。通過聯合技術攻關，新開發(fā)的超 薄納米晶帶材連續(xù)化生產裝備及制造工藝，填補了國內技術空白，目前青島云路生 產的納米晶超薄帶寬度可達 142mm。納米晶超薄帶厚度達到 14-18m，解決了 我國寬幅超薄納米晶帶材“無材可用”的問題。由此可見，國產頭部納米晶企業(yè)已 開始對日立金屬等海外企業(yè)加速追趕。3. 非晶合金：受益于非晶變壓器占比逐步提升非晶合金產品主要為非晶帶材，應用于變壓器鐵芯。非晶合金可制造成塊體非

12、晶材料，具有良好的力學性能和物理性能，但由于工藝技術上存在問題，量產化困 難。目前非晶合金主要作為軟磁材料，用于制作變壓器鐵芯，產品主要為非晶帶材。 2019 年我國非晶帶材和非晶變壓器領域為非晶合金行業(yè)中專利申請最多的領域， 專利數量分別為 227 件、113 件，遠超過塊體非晶 22 件和非晶涂層 27 件，非晶 帶材產業(yè)化成熟度較高。 非晶帶材作為節(jié)能變壓器鐵芯材料，從市場規(guī)模來看，2015 年以來國內非晶 帶材快速發(fā)展，市場規(guī)模從 1.30 億美元增長至 2019 年的 2.08 億美元，年復合增 長率為 12.47%；非晶帶材產量規(guī)模從 4.97 萬噸增長至 2019 年的 9.97

13、 萬噸，年 復合增長率為 19.01%。根據云路股份招股說明書測算，2019 年全球非晶帶材產 量約為 12.9 萬噸。變壓器分為油浸式變壓器和干式變壓器，其中油浸式變壓器主要應用于配電 網領域，干式變壓器主要應用于對防火、防塵等安全性要求較高的用戶工程領域。 2020 年國內變壓器產量規(guī)模約為 17.4 億千伏安，受疫情影響同比小幅下滑，其 中干式變壓器產量約為 2.5 億千伏安，占比約為 14.49%，油浸式變壓器占比約為 85.5%。根據 QY Research 的統(tǒng)計數據，2020 年全球非晶材料制成的變壓器中油 浸式變壓器比例為 86.58%，干式變壓器比例為 13.42%，與國內變

14、壓器用量中干 式和油浸式應用比例相似。3.1 配電變壓器，變壓器能耗標準升級帶動非晶需求我國輸配電環(huán)節(jié)損耗較大，其中變壓器損耗占比 40%。據中研網，2020 年我 國輸配電損耗占全國發(fā)電量 6.6%，變壓器損耗約占輸配電損耗的 40%，即占全國 發(fā)電量的約2.6%。變壓器是電力輸配中關鍵的節(jié)點，起到連接電網各環(huán)節(jié)的作用， 輸配電過程中變壓器產生的較大的電力損耗引起嚴重的電量浪費，在節(jié)能減排趨 勢下，升級改造變壓器意義重大。 非晶變壓器較傳統(tǒng)硅鋼材料，可大幅降低空載損耗。變壓器損耗分為空載損耗 和負載損耗，其中空載損耗約占變壓器總損耗的 50%-80%。硅鋼和非晶合金為制 作變壓器鐵芯的兩種核

15、心材料，非晶合金為繼取向硅鋼后的新一代變壓器材料。由 于非晶合金具有更高的電阻率，其空載損耗較硅鋼可大幅降低，根據JB/T 3837- 2016 變壓器類產品型號編制方法顯示，相同容量的非晶合金變壓器比硅鋼變壓器的空載損耗下降 50%左右，配電網中特別是農網中很多變壓器的負載率低于 20%，使用非晶合金變壓器節(jié)能效果顯著。價格與硅鋼變壓器差距較小，甚至略低。早期非晶變壓器由于量產規(guī)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(yè)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，國內非晶帶

16、材的市場價格 逐年降低。此外，隨著硅鋼變壓器導磁材料逐步由碳素鋼，演變?yōu)楣?jié)能效果更好的 熱軋硅鋼片、冷軋硅鋼片、取向冷軋硅鋼片等，硅鋼成本亦有所提升。 目前非晶帶材做一級變壓器相較于取向硅鋼已經具備成本優(yōu)勢，根據揚電科 技招股說明書，2019-2020 年度，公司非晶帶材采購均價逐年降低，非晶鐵芯采 購均價均略低于硅鋼，預計目前在節(jié)能變壓器領域，硅鋼節(jié)能變壓器價格優(yōu)勢已經 弱化。非晶變壓器與硅鋼變壓器相互補充，工藝均在不斷進步。非晶合金的生產工藝 流程顯著短于硅鋼產品，硅鋼采用傳統(tǒng)鋼鐵冶金制備工藝制成，產品制備經過熱軋、 冷軋等多道工藝，而非晶采用的是急速冷卻工藝制成，從鋼液到非晶合金薄帶制品

17、 一次成型，根據云路股份招股說明書，生產 1 公斤非晶合金薄帶比生產 1 公斤硅 鋼約可節(jié)省 1 升石油；廢舊的非晶鐵芯可通過中頻爐重熔后制成非晶合金薄帶， 非晶鐵芯中的硅、硼元素基本可以實現回收再利用，回收性能更優(yōu)。 非晶合金由于硬度高、脆性大、耐受應力能力較差，其剪切和加工難度更大， 產生碎屑易導致變壓器故障；此外磁致伸縮系數大導致非晶合金變壓器噪聲增大。 非晶合金磁感應強度通常低于取向硅鋼，因此導致非晶合金鐵芯變壓器體積更大、 相同規(guī)格負載損耗略高。目前非晶變壓器主要用于農村電網和發(fā)展中地區(qū)等長期 低負載地區(qū)，硅鋼變壓器主要應用于城市電網等長期高負載地區(qū)，二者相互補充。國內國網、南網變壓

18、器采購呈現以硅鋼變壓器為主、非晶合金變壓器為輔的結 構。目前非晶帶材由于產品規(guī)格限制，主要用于小型變壓器，從采購金額角度來看， 非晶變壓器占比較小。從采購數量的角度來看，國家電網、南方電網等電網系統(tǒng)的 招投標量決定配電變壓器的需求量，根據國家電網和南方電網的招標數據情況， 2020 年兩網非晶合金變壓器的采購數量比例為 27.33%，其中國網非晶變壓器采 購占比為 15.49%，南網為 58.82%，南方電網的非晶變壓器招標采購數量占比更 高，主要由于南方電網主要覆蓋廣東、廣西、貴州、海南、云南等地區(qū)，上述區(qū)域 用電負荷和集中度相對偏低，非晶變壓器節(jié)能降耗的作用更為明顯。在電力需求較為旺盛的海

19、外市場，非晶合金變壓器的采購數量整體呈現增長 的趨勢。非晶變壓器已在多國得到應用和發(fā)展，國際市場中非晶變壓器的需求和發(fā) 展，始終受非晶原材料供應的限制。美國、印度、日本等國家均早于中國發(fā)展和使 用非晶變壓器，但由于缺少相關制造企業(yè)，非晶帶材的供應主要依賴于日立金屬公 司，非晶變壓器的生產和制造也主要集中于國外大型公司。 北美地區(qū)，美國、墨西哥、加拿大等國家的知名變壓器企業(yè)一直穩(wěn)定生產非晶 變壓器，除使用日立金屬在美國工廠提供的帶材及本土鐵芯外，考慮到我國非晶帶 材生產、非晶變壓器制造等已成長為全球第二大供應鏈，已開始從中國采購性價比 更高的非晶帶材及非晶鐵芯。歐洲地區(qū)缺乏非晶帶材生產企業(yè)和非晶

20、鐵芯的生產 配套能力，非晶變壓器的制造依賴進口，生產周期長，成本高，發(fā)展緩慢。從區(qū)域來看，亞太將成為全球配電變壓器最大的區(qū)域市場，主要受該地區(qū)輸配 電基礎設施、工業(yè)投資加大以及老化的配電設備替換等驅動，其中印度、韓國、日 本對非晶變壓器的需求穩(wěn)定，菲律賓、越南、中國臺灣等國家和地區(qū)，受其地方電力系 統(tǒng)的產業(yè)政策支持，對非晶變壓器的需求有明顯增加，并從中國引進非晶變壓器技 術、設備以及進口非晶變壓器。 根據據韓國電力公司（KEPCO）的數據統(tǒng)計，2019 年韓國電力公司招標配電 變壓器約 7 萬臺，其中硅鋼變壓器占比約 70%，非晶變壓器占比接近 30%；2020 年，韓國電力公司招標配電變壓器

21、數量進一步增長至約 11.6 萬臺，其中硅鋼變壓 器約 7 萬臺、占比約 60%，非晶變壓器約 4.6 萬臺、占比上升至接近 40%，非晶 變壓器的采購數量和市場份額呈上升趨勢。配電投資力度不減，非晶變壓器增量需求有保證。隨著我國用電量的持續(xù)增長， 疊加重大工程的建設實施，將促進電力投資保持較高水平，目前配電網領域的建設 投資占比逐年上升，且部分早期裝配的輸配電設備進入更新換代周期，配電網領域 產生持續(xù)的建設投資需求。根據 2022 年 1 月 13 日國家電網召開的年度工作會 議，計劃 2022 年電網投資達到 5012 億元，投資額歷史首次突破 5000 億元，同 比增長 8.84%。伴隨

22、著“十四五”規(guī)劃的推出、特高壓電網陸續(xù)投運、新能源充電 樁及光伏風電等項目的建設完工，預計電網投資額有望迎來增長期。從變壓器產量來看，2016-2018 年受輸配電價格下降等因素影響，國內變壓 器產量小幅減少，2019 年總產量規(guī)模有所回升，2020 年受新冠疫情影響，我國 變壓器總產量規(guī)模略微下降，降至 17.4 億千伏安，但較之前年份有所回升。根據 前瞻產業(yè)信息網，隨著我國各地特高壓項目相繼落地，未來幾年我國電力變壓器市 場將呈現出階段性的新增長趨勢，預計全國變壓器產量將繼續(xù)保持 2.5%的增長勢 頭，到 2026 年我國變壓器產量規(guī)模將突破 20 億 KVA。預計變壓器產量的穩(wěn)步增 長會

23、對非晶合金變壓器不斷帶來新增需求?？紤]到非晶變壓器更適用于農村電網等長期低負載地區(qū)，基于以下假設，對農 網建設中非晶變壓器需求空間進行測算： 1）2020 年國網、南網投資總額中，農網投資額占比 34%，粗略估算，以此 作為每年農網變壓器采購量占整體采購量比例； 2）南方電網非晶變壓器采購份額較高，主要由于所覆蓋地區(qū)農村面積占比更 高，可以看出，農村電網中非晶變壓器滲透率較城市電網會有明顯提升，預計未來 農村電網中非晶變壓器滲透率將達到 60%。 3）2019 年我國非晶帶材產量為 9.97 萬噸，對應變壓器容量約為 0.26 億千 伏安，占據 2019 年我國變壓器總產量規(guī)模 17.6 億千

24、伏安的比例約為 1.5%，由此 可知，按照變壓器容量計算，目前非晶變壓滲透率較低，考慮到雙碳目標下，農網 節(jié)能潛力較大，預計農網建設中，非晶變壓器滲透率將穩(wěn)步提升。3.2 用戶工程變壓器：新基建建設推進，增量需求可期受新基建投資帶動，非晶變壓器應用于用戶工程領域的市場空間廣闊?！靶禄ā敝饕婕?5G 基站及其應用、光伏電網、城際軌道交通、新能源車及充電樁、 大數據中心等領域，相關領域投資建設將帶動大批量用戶工程端干式變壓器需求。 考慮到新基建項目大多用電量較大，且用電不均衡、運行負載率低，帶來電源能量 變換上的高效率需求，非晶干式變壓器能大幅降低供電系統(tǒng)能耗，契合相關需求， 預計相關投資建設

25、可對非晶變壓器需求形成有效拉動。 在軌道交通領域，降低配電變壓器的空載損耗有利于降低軌道交通運營成本。 根據 QY Research 研究報告，2016 年-2020 年，中國軌道交通變壓器市場規(guī)模 從 40.87 億元增長至 71.11 億元，復合增長率為 14.85%，裝機容量從 0.54 億千 伏安增長至 0.95 億千伏安，復合增長率為 15.17%，保持穩(wěn)定增長，預計 2021 年 至 2027 年軌道交通變壓器市場規(guī)模仍將保持持續(xù)增長趨勢，2027 年市場規(guī)模有 望超過 200 億元，裝機容量有望達到 2.8 億千伏安。根據 QY Research 研究報告，2016 年-2020

26、 年中國數據中心變壓器市場規(guī) 模從 47.23 億元增長至 170.77 億元，復合增長率為 37.89%，裝機容量從 0.63 億 千伏安增長至 2.28 億千伏安，年復合增長率為 37.93%，預計 2021 年至 2027 年 數據中心變壓器市場規(guī)模仍將保持高速增長，2027 年市場規(guī)模有望超過 1100 億 元，裝機容量接近 15 億千伏安。 機房電費占據數據中心運營總成本的一半以上，非晶合金變壓器相較普通干 式變壓器的相關技術參數，空載損耗可下降 65%70%，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。目前，百度、京東等多家知名企業(yè) 已經開始使用非晶合金變壓器來

27、替代原硅鋼變壓器，隨著我國對數據中心等新型 基礎設施建設力度的加大和建設進度的加快，應用于數據中心的非晶變壓器市場 需求有望持續(xù)增長。新能源車行業(yè)快速發(fā)展，充電站、充電樁作為配套設施需求空間廣闊，大規(guī)模 充電樁的鋪設將帶來干式變壓器增量需求，相比傳統(tǒng)干式變壓器，非晶變壓器更適 合新能源汽車充電站大功率充電的使用要求。根據 wind 數據顯示，2021 年末我 國公共和專用充電樁保有總量為 114.7 萬臺，新增數量為 34.0 萬臺，新增裝機同 比增長 16.69%，2016-2021 年新增充電樁復合增速為 29.91%，行業(yè)處于高速發(fā) 展階段。目前我國新能源車配樁率仍然較低，隨著新能源私家

28、車的普及，將帶動私 人充電樁需求的放量增長，新能源充電樁將受益于電動車銷量高增長和配樁率的 提升，從而為非晶節(jié)能變壓器市場不斷帶來增量需求。我們基于以下假設，對用戶工程端干式變壓器用非晶合金市場需求進行了預 測： 1）根據基于 IPSO 的非晶合金干式變壓器優(yōu)化設計中數據，1 臺規(guī)格為 315 千伏安的干式變壓器所需非晶鐵芯的重量為 1208kg，按照變壓器功率與鐵芯 大小成同步變動關系，單位千伏安的干式變壓器容量所需非晶鐵芯質量約為 3.8kg。 2）根據云路股份招股說明書， 2020 年全球非晶變壓器中干式非晶變壓器占 比約為 13.42%，以此計算 2019 年我國非晶帶材 9.97 萬

29、噸產量中用于干式變壓 器的產量為 1.34 萬噸。按照單位千伏安變壓器容量所需非晶鐵芯質量 3.8kg 計算， 對應變壓器容量為 352.6 萬千伏安，占據 2019 年我國干式變壓器總產量規(guī)模 2.73 億千伏安的比例約為 1.3%，按照變壓器容量計算，目前干式變壓器中非晶材料滲 透率較低。 3）考慮到新基建項目中新能源發(fā)電、軌道交通等分散負載場景較多，數據中 心用戶對變壓器能耗要求大幅提升，預計非晶干式變壓器滲透率將逐步提升。綜上，目前非晶鐵芯用作外網變壓器鐵芯在軌道交通、數據中心等領域應用發(fā) 展較快，此外新能源發(fā)電等其他領域的滲透率提升空間廣闊，我們預計到 2025 年， 軌道交通、數據

30、中心、新能源發(fā)電領域干式變壓器采購帶來非晶材料需求分別由目 前的 0.43 萬噸、0.58 萬噸、0.11 萬噸增長至 1.11 萬噸、3.07 萬噸、0.23 萬噸。3.3 能效限定標準升級帶來替換需求，刺激非晶占比提升變壓器能效限定標準升級，目標引導非晶變壓器采購量上升。2021 年 6 月 1 日國家強制標準電力變壓器能效限定值及能效等級（GB20052-2020）正式實 施，與原標準相比，35-350kV 電力變壓器空載損耗下降 20-45%，負載損耗下降 5-10%，根據與該標準相匹配的，由工信部等三部委聯合印發(fā)的變壓器能效提升 計劃（2021-2023 年），當年新增高效節(jié)能變壓器

31、占比將達到 75%以上，到 2023 年，高效節(jié)能變壓器在網運行比例提升 10 個百分點，預計在能效標準不斷升級的 趨勢下，非晶變壓器將迎來存量替換升級需求和新增采購量占比的提升。4. 納米非晶：綜合性能優(yōu)異，受益于下游需求升級4.1 電力電子元器件領域，順應高頻、集成趨勢納米晶合金可用于生產電力電子元器件。電力電子元器件主要用于電力設備 的電能轉換和電路控制，分為電容器、磁性材料及器件、光纖電纜、磁性元器件等， 其中磁性元器件主要應用于電源和電器電子設備，用于實現電能和磁能相互轉換， 廣泛用于各種電能變換設備，下游包含家用電器、新能源汽車、通訊、能源、醫(yī)療 等諸多領域。 磁性電子元器件所用的

32、軟磁材料經歷了金屬軟磁、鐵氧體軟磁、非晶、納米晶 軟磁的不斷升級的過程，產品正向高頻化、高效率、低損耗、小型化、集約化等方向發(fā)展，例如新能源發(fā)電、新能源汽車、無線充電需求等新形態(tài)能源應用的快速發(fā) 展帶來了從發(fā)電、輸配電、儲電、節(jié)電各個環(huán)節(jié)中電源能量變換上的高效率、高功 率密度新需求。納米晶材料憑借高飽和磁密度、高初始磁導率、低損耗等特性，可滿足高頻化、 高效率、低損耗、集成化趨勢帶來的需求。軟磁材料的損耗可非為磁滯損耗、渦流 損耗和剩余損耗，其中磁滯損耗隨頻率線性增加，渦流損耗隨頻率冪次增加，頻率 的增加會使軟磁材料的損耗增加。磁導率和飽和磁感應強度反應材料的磁性性能， 其值越大，相同電氣指標

33、下元器件體積可越小，更能滿足輕薄化、集成化趨勢。納米晶的綜合性能在所有軟磁材料中最優(yōu)，與硅鋼和鐵基非晶相比，雖然納米 晶合金的飽和磁感較低，但其高頻損耗可大幅降低，并具有更好的耐蝕性和磁穩(wěn)定 性，對于電阻率較低的硅鋼和非晶合金等材料，在高頻下使用受到限制。 鐵氧體具有成本低，損耗低等特點，可應用于高頻領域，目前應用較廣泛，納 米晶合金在中高頻領域與鐵氧體軟磁形成競爭。傳統(tǒng)的鐵氧體雖然在更高的頻段 中，損耗可以更低，但其在較低（100kHz）頻段下損耗大于納米晶，且磁性能較 差，飽和磁感應強度遠小于納米晶，迫使元器件的體積和重量增大。例如在頻率低 于 50kHz 時，納米晶在擁有更低損耗的同時可

34、具有高 2 至 3 倍的工作磁感，磁芯 體積可縮小一倍以上。此外，鐵氧體的居里溫度較低，熱穩(wěn)定性差，溫度升高后會 使其飽和磁感強度進一步降低，工作狀態(tài)不穩(wěn)定。納米晶材料憑借高飽和磁密度、高初始磁導率、低損耗等特性，可滿足高頻化、 高效率、低損耗、集成化趨勢帶來的需求。軟磁材料的損耗可非為磁滯損耗、渦流 損耗和剩余損耗，其中磁滯損耗隨頻率線性增加，渦流損耗隨頻率冪次增加，頻率 的增加會使軟磁材料的損耗增加。磁導率和飽和磁感應強度反應材料的磁性性能， 其值越大，相同電氣指標下元器件體積可越小，更能滿足輕薄化、集成化趨勢。 目前軟磁鐵氧體在電子元器件用軟磁材料領域仍然占據較大比例，我國作為 全球最大

35、的鐵氧體軟磁生產國，根據 QY Research，2020 年我國鐵氧體產量為 21 萬噸，而納米晶產量僅為 1.02 萬噸，產量占鐵氧體產量比例不足 5%，納米晶替 代空間廣闊。目前納米晶材料整體滲透較低，未來在新興領域應用空間廣闊。根據 QY Research 出具的2020-2026 全球與中國納米晶軟磁材料市場現狀及未來發(fā)展 趨勢，2015-2019 年全球納米晶軟磁材料市場規(guī)模呈現持續(xù)增長的態(tài)勢，產量 從 2.15 萬噸增長至 3.02 萬噸，市場規(guī)模從 1.65 億美元增長至 2.42 億美元， 年均復合增長率達到 10.05%，2015-2019 年國內納米晶產量由 0.67 萬

36、噸增長至 1.03 萬噸，市場規(guī)模從 0.46 億美元增長至 0.75 億美元，年復合增長率為 12.7%。納米晶下游應用目前仍主要為家電等傳統(tǒng)領域，整體規(guī)模較小，最為新一代高 性能軟磁，未來市場增長空間充足。在低碳節(jié)能趨勢下，其應用于節(jié)能家電、消費 電子等傳統(tǒng)領域，可降低損耗，提高磁芯效率，對節(jié)約能源具有重大意義；在新興 領域中，隨著 5G 通訊建設，智能電網、新能源車、第三代半導體技術、消費電子 升級、無線充電技術的發(fā)展，高頻大功率、低損耗電磁元器件的設計與推廣應用成 為可能，納米晶材料將助推電力電子、新能源汽車、信息通訊等戰(zhàn)略新興產業(yè)向高 頻、高效、小型化、輕量化和低能耗方向不斷發(fā)展。4

37、.1 高性能需求領域快速發(fā)展，納米晶軟磁放量可期在新能源車領域，電動汽車的電驅動系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、充電系統(tǒng)，以及充電樁 均需要使用到磁性器件，目前新能源汽車單車粉芯模壓電感器用量平均已經超過 1000 只，高端汽車的用量達到 10000 只/輛，且仍在繼續(xù)增長。納米晶材料可用 于制造各類中高頻變壓器、高性能電感器和濾波器、高精度電磁測量和傳感器等， 滿足電動車性能要求。 根據 EVsales，2020 年，我國新能源汽車銷量為 131 萬輛，同比增長 11.97%， EVTank 統(tǒng)計，2020 年全球新能源汽車銷量為 331.1 萬輛，同比增長 49.8%，預 計 2025 年新能源汽車銷量達

38、 1800 萬輛，將帶動汽車磁性元器件市場規(guī)模的不斷 增長。在 5G 基站建設中，5G 的高傳輸速度和廣覆蓋特性要求 5G 關鍵電感器具備 容量范圍大、體積小、額定電壓高、高頻特性好等性能，5G 基站功率放大器需要 實現更大的輸出功率和更高的工作頻率，且在介質濾波器和表面聲波濾波器方面， 對頻率的提升和精度要求提高，由納米晶等非晶材料制作的電感器、功率放大器、 介質濾波器等可以滿足 5G 基站建設要求。 我國 5G 牌照發(fā)放于 2019 年 6 月，據工信部統(tǒng)計公告，2019 年底我國共建 成 5G 基站超 13 萬個，截至 2021 年底我國已累計建成并開通 5G 基站 142.5 萬 個。

39、根據工信部“十四五”規(guī)劃，力爭 2025 年實現每萬人擁有 5G 基站數達到 26 個，實現城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)全面覆蓋。根據前瞻產業(yè)研究院的推算，5G 宏基站建設步伐 先行于 5G 小基站，2023 年是 5G 宏基站建設的高峰期，2024 年是 5G 小基站建 設的高峰時期，預計 2022-2024 年期間，5G 宏基站和小基站總共新增建設量為 約為 140 萬站、240 萬站、265 萬站。該時期處于資本開支集中期，預計將充分 拉動高性能納米晶軟磁需求。在光伏發(fā)電領域中，納米晶薄帶材可用作太陽能光伏逆變器，并網光伏逆變器 是光伏系統(tǒng)的核心功率調節(jié)器件，主要電磁元件包括輸出濾波電感、共模電感及隔 離

40、變壓器等。采用納米晶薄帶制成的共模電感及高頻變壓器鐵芯，具有體積小、重 量輕、節(jié)能等特點，隨著電開關頻率的逐步提高，非晶磁芯在大功率光伏逆變器的 優(yōu)越性將逐步體現。 截至 2021 年底，我國光伏行業(yè)累計裝機量 305.99GW，累計新增裝機量 54.88GW，同比增長 21.86%。據中國光伏行業(yè)協(xié)會預測，“十四五”期間年均新 增裝機 70-90GW。根據 CPIA 預測， 逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心裝置， 市場規(guī)模將隨著光伏市場的強勁增長而不斷擴大，進而納米晶軟磁需求的放量。在家電節(jié)能領域中，2020 年頒布的房間空氣調節(jié)器能效限定值及能效等級 大幅提升了空調能效準入要求：新國標 1

41、級能效標準的指標已達到國際領先水平。 變頻空調能效準入要求提升至 3 級，基本與歐盟、美國等地區(qū)的準入要求相當， 定頻空調的能效準入要求(5 級)相當于原能效標準的 1 級要求。 在無線充電領域中，非晶合金為無線充電重要方案之一。無線充電技術相比有 線充電，應用范圍廣、安全性高、無端口限制、使用便捷等優(yōu)勢。軟磁材料為無線 充電發(fā)射和接收兩端與線圈相貼合的磁性片狀輔材，在無線充電產業(yè)鏈中價值量 占比約為 20%。目前，無線充電軟磁材料方面鐵氧體和納米晶并存，納米晶材料 可實現尺寸高精度、高頻化和輕薄化，在手機領域占據優(yōu)勢，鐵氧體在電動車無線 充電等大功率應用上具有成本優(yōu)勢。根據 wind 和產業(yè)

42、在線數據顯示，2016 年至 2021 年我國空調銷量由 1.08 億 臺增長至 1.52 億臺，年復合增長率為 7.05%，其中變頻空調滲透率由 36%增長 至 53%。全球空調銷量由，在碳中和、碳達峰背景下，伴隨能耗標準趨嚴，節(jié)能 效果更差的低頻空調將逐步淘汰，高效能的變頻空調將逐步成為市場主流，高性能 材料納米晶的滲透率有望逐步提升。 根據智研咨詢數據，2015 年至 2019 年，全球無線充電市場規(guī)模從 17 億美 元增長至 86 億美元，年復合增長率達到 49.97%，2024 年，全球無線充電市場規(guī) 模有望達到 150 億美元，無線充電的快速發(fā)展為納米晶材料的應用打開需求空間。結合

43、云路股份招股說明書信息，根據下游行業(yè)的發(fā)展規(guī)模，我們對重點領域納 米晶市場需求量進行測算。當前納米晶材料滲透率整體較低，假設未來 2021-2025 年納米晶在細分領域的滲透率由 1%提升至 3%（參考納米晶產量占鐵氧體產量比 例估計數據）。 在無線充電領域，根據智研咨詢，預計到 2024 年我國無線充電領域市場規(guī)模 將達到 150 億美元，假設 2025 年繼續(xù)保持 6%的歷史復合增速增長，則 2025 年 無線充電市場規(guī)模為 159 億美元，按照 20%的軟磁材料價值量占比計算，則 2025 年無線充電軟磁材料市場規(guī)模為 31.8 億美元，按照納米晶滲透率達到 0.90%、納 米晶薄帶材價

44、格 4.5 萬元/噸（參考云路股份 2019-2021 年納米晶帶材價格）估 算，則對應 2025 年納米晶市場需求量可達 0.41 萬噸。在光伏領域的應用上，根據 CPIA 數據到 2025 年全球光伏新增裝機量可達 270GW，根據云路股份招股說明書，單 GW 光伏裝機容量對金屬磁性材料的需求 為 0.3 噸，按照納米晶材料滲透率逐步提升至 0.60%計算，預計 2025 光伏裝機帶 動納米晶材料需求可達 0.49 萬噸。根據我們的測算，預計我國無線充電、新能源汽車、光伏逆變器、變頻空調合 計帶來納米晶材料需求量由 2021 年的 1.07 萬噸增長 2025 年的至 3.11 萬噸，年

45、均復合增長率達 30.67%。5. 重點公司分析5.1 云路股份：非晶帶材行業(yè)龍頭，成長性逐步凸顯云路股份為全球非晶合金龍頭，軟磁材料領域領軍者。公司專注于磁性金屬材 料的設計、研發(fā)、生產和銷售，為行業(yè)龍頭，2021 年在非晶合金領域的全球市占 率超 40%。目前已形成非晶合金、納米晶合金、磁性粉末三大業(yè)務板塊，相關產 品主要用于配電工程、消費電子、新能源發(fā)電、新能源汽車、家電等領域。公司在 非晶、納米晶產品上擁有技術優(yōu)勢，并在磁性粉末領域不斷奮起直追、尋求突破。 非晶材料產品性能居行業(yè)前列。1）非晶帶材產品，在帶材厚度、電阻率、居 里溫度等性能指標方面優(yōu)于日立金屬，在單位鐵損、電阻率、飽和磁

46、通密度等性能 指標方面優(yōu)于安泰科技；2）非晶鐵芯產品在單位損耗指標方面與安泰科技相當、 優(yōu)于日立金屬，勵磁技術指標優(yōu)于安泰科技和日立金屬。目前公司的非晶合金領域 制備關鍵技術處于國際領先水平性。納米晶研發(fā)多次突破，性能國內領先。1)公司為國內首個突破 14m 技術關 卡的企業(yè)，研發(fā)生產出 10-12m 的納米晶產品，解決了高端裝備制造“卡脖子” 的材料難題；2)在國內行業(yè)幾乎不能生產寬度超過 80mm 的產品的情況下，公司 專注技術突破，產品寬度可達 120-150mm；3)公司擁有國內首創(chuàng)單次連鑄生產超 薄帶納米晶 3 噸以上的連鑄技術，遠高于行業(yè) 200kg 左右的平均水平。公司的納 米晶

47、超薄帶產品在關鍵指標上整體優(yōu)于主要競爭對手。磁性粉末產品尚處于起步階段，自主研發(fā)實現技術突破。1）公司磁性粉末板 塊主要包括霧化粉末和破碎粉末產品，以及使用磁性粉末所加工生產而成的磁粉 芯。公司霧化粉末產品的市場占有率為 0.27，距離日立金屬、安泰科技、鉑科 新材等行業(yè)龍頭企業(yè)仍有一定差距。2）基于磁性材料領域的技術積累，公司成功 研發(fā)霧化粉末產品并逐漸量產。公司自主研發(fā)出的高溫、超音速霧化球形顆粒的粒 徑和成型控制技術，能夠更好地控制制粉的粒徑、粒度比例，降低粉末快冷過程的 內應力，使得粉末顆粒內外受力更均勻，納米級絕緣涂層顆粒包裹技術大幅降低了 非晶、納米晶磁粉制得產品的磁損特性。非晶貢

48、獻主要業(yè)績，納米晶、磁性粉末釋放增長潛力。2021 年三大板塊非晶 合金、納米非晶、磁性粉末的營業(yè)收入分別為 6.36/2.12/0.84 億元，同比增加 6.16%/161.71%/153.78%。目前公司營收仍以配電變壓器用非晶帶材為主，非晶 合金營收占比為 68.02%，毛利占比為 64.77%。由于公司產能釋放和下游需求增 加，納米晶和磁性粉末表現亮眼，2021 年公司營收同比增額為 2.20 億元，其中 納米晶和磁性粉末分別貢獻了 1.31 億元/0.51 億元，營收占比分別增加為 22.61%/8.96%，毛利占比分別增至 31.87%/2.50%。公司產品逐步打開海外市場。公司非

49、晶帶材及制品遠銷北美、西歐、東南亞和 東亞地區(qū)，尤其是印度、韓國、越南等電力需求旺盛的國家。2018-2021 年公司 境外營收由 2.06 億元增長到 3.22 億元，CAGR 達 16.05%。隨著公司產能不斷釋 放，產品研發(fā)持續(xù)推進，產業(yè)布局愈加完善，未來公司國際市場的競爭力有望進一 步提升。下游需求旺盛，產能利用率處于高位。根據公司招股說明書數據顯示，公司目 前非晶合金薄帶設計年產能為 6 萬噸，納米晶超薄帶設計年產能為 3600 噸，非晶 合金薄帶產能利用率主要受下游變壓器行業(yè)波動的影響，近年來納米晶相關產品 在消費電子，新能源車領域的拓展良好，產能利用率較高。從盈利能力來看，1)

50、非晶帶材業(yè)務，2021 年毛利率為 22.26%，同比減少 6.78pct，主要受原材料價格上漲、鋼鐵行業(yè)出口退稅政策取消、海運費上漲等因 素影響。2)納米晶超薄帶，2021 年毛利率同比上升 5.47pct 至 32.96%，主要是 公司通過技改進行成分優(yōu)化、減少貴金屬使用，使納米晶超薄帶的全年單位成本下 降 4.07%。3)磁性粉末業(yè)務，2021 年毛利率為 6.52%，同比下降 7.28pct。磁性 粉末處于市場推廣階段，議價能力有限，產品盈利能力呈現階段性下滑。由于公司 直接材料成本占比較高，上游金屬價格變化會使公司產品毛利率出現波動。隨著成 本逐步傳導、下游景氣度提升和產能釋放帶動規(guī)模效應，公司盈利能力將得到改善。首次公開發(fā)