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1、泓域咨询/桂林非晶合金项目实施方案报告说明国内非晶、纳米晶参与者众多,头部企业已建立领先优势。国内目前基本实现非晶合金产业全覆盖,主要参与者包括安泰科技、云路股份、中研非晶、兆晶科技、江苏国能、河南中岳等,海外竞争对手主要为日本的日立金属和德国VAC。我国非晶带材产业化应用自2010年以来已经有10多年时间,业内生产企业众多,但规模化量产的企业数量较少,企业之间产能利用率差距较大,呈现两极分化格局,坚持技术创新、产品升级的企业不仅继续占据市场主要份额,且在不断创新中保持着行业龙头地位。纳米晶材料企业生产规模普遍较小,生产较为分散。我国非晶带材起步晚,发展迅速,已成为全球最大的产业基地。非晶带材
2、产业技术主要由非晶材料设计、低成本原材料、生产过程的自动化信息化控制、非晶带材连续化大生产工艺装备组成。非晶带材最早发展于美国,1982年美国安装了首台非晶配电变压器,1989年美国联合信号公司开始批量生产非晶合金带材,产能达2.5万吨,2003年日立金属从霍尼韦尔收购其非晶业务并持续开发铁基非晶合金,2007-2010年将产能从2.54万吨/年扩展到10万吨/年,目前日立金属在全球处于领先地位。根据谨慎财务估算,项目总投资29660.12万元,其中:建设投资22598.54万元,占项目总投资的76.19%;建设期利息637.07万元,占项目总投资的2.15%;流动资金6424.51万元,占项
3、目总投资的21.66%。项目正常运营每年营业收入55600.00万元,综合总成本费用46700.16万元,净利润6488.93万元,财务内部收益率14.89%,财务净现值5838.36万元,全部投资回收期6.75年。本期项目具有较强的财务盈利能力,其财务净现值良好,投资回收期合理。由上可见,无论是从产品还是市场来看,本项目设备较先进,其产品技术含量较高、企业利润率高、市场销售良好、盈利能力强,具有良好的社会效益及一定的抗风险能力,因而项目是可行的。本期项目是基于公开的产业信息、市场分析、技术方案等信息,并依托行业分析模型而进行的模板化设计,其数据参数符合行业基本情况。本报告仅作为投资参考或作为
4、学习参考模板用途。目录第一章 项目概述9一、 项目概述9二、 项目提出的理由11三、 项目总投资及资金构成12四、 资金筹措方案12五、 项目预期经济效益规划目标12六、 项目建设进度规划13七、 环境影响13八、 报告编制依据和原则13九、 研究范围15十、 研究结论15十一、 主要经济指标一览表15主要经济指标一览表15第二章 项目建设背景、必要性18一、 高性能需求领域快速发展,纳米晶软磁放量可期18二、 我国非晶带材已取得头部地位,纳米晶加速追赶21三、 高水平推进开放合作,为服务构建新发展格局提供强大动力24四、 激发企业创新活力24第三章 市场预测25一、 非晶合金软磁材料新星25
5、二、 纳米非晶:综合性能优异,受益于下游需求升级29三、 非晶合金:受益于非晶变压器占比逐步提升32第四章 项目选址分析39一、 项目选址原则39二、 建设区基本情况39三、 提升产业链供应链现代化水平41四、 项目选址综合评价41第五章 建筑技术方案说明42一、 项目工程设计总体要求42二、 建设方案43三、 建筑工程建设指标43建筑工程投资一览表44第六章 产品方案46一、 建设规模及主要建设内容46二、 产品规划方案及生产纲领46产品规划方案一览表46第七章 运营管理模式49一、 公司经营宗旨49二、 公司的目标、主要职责49三、 各部门职责及权限50四、 财务会计制度53第八章 发展规
6、划分析57一、 公司发展规划57二、 保障措施61第九章 环境保护方案64一、 环境保护综述64二、 建设期大气环境影响分析64三、 建设期水环境影响分析67四、 建设期固体废弃物环境影响分析67五、 建设期声环境影响分析68六、 环境影响综合评价68第十章 原辅材料供应及成品管理69一、 项目建设期原辅材料供应情况69二、 项目运营期原辅材料供应及质量管理69第十一章 项目节能分析71一、 项目节能概述71二、 能源消费种类和数量分析72能耗分析一览表72三、 项目节能措施73四、 节能综合评价74第十二章 项目实施进度计划75一、 项目进度安排75项目实施进度计划一览表75二、 项目实施保
7、障措施76第十三章 工艺技术方案77一、 企业技术研发分析77二、 项目技术工艺分析79三、 质量管理80四、 设备选型方案81主要设备购置一览表82第十四章 项目投资分析83一、 投资估算的依据和说明83二、 建设投资估算84建设投资估算表88三、 建设期利息88建设期利息估算表88固定资产投资估算表90四、 流动资金90流动资金估算表91五、 项目总投资92总投资及构成一览表92六、 资金筹措与投资计划93项目投资计划与资金筹措一览表93第十五章 经济效益分析95一、 基本假设及基础参数选取95二、 经济评价财务测算95营业收入、税金及附加和增值税估算表95综合总成本费用估算表97利润及利
8、润分配表99三、 项目盈利能力分析99项目投资现金流量表101四、 财务生存能力分析102五、 偿债能力分析103借款还本付息计划表104六、 经济评价结论104第十六章 风险评估分析106一、 项目风险分析106二、 项目风险对策108第十七章 总结说明111第十八章 附表113主要经济指标一览表113建设投资估算表114建设期利息估算表115固定资产投资估算表116流动资金估算表117总投资及构成一览表118项目投资计划与资金筹措一览表119营业收入、税金及附加和增值税估算表120综合总成本费用估算表120固定资产折旧费估算表121无形资产和其他资产摊销估算表122利润及利润分配表123项
9、目投资现金流量表124借款还本付息计划表125建筑工程投资一览表126项目实施进度计划一览表127主要设备购置一览表128能耗分析一览表128第一章 项目概述一、 项目概述(一)项目基本情况1、项目名称:桂林非晶合金项目2、承办单位名称:xxx集团有限公司3、项目性质:扩建4、项目建设地点:xx(以最终选址方案为准)5、项目联系人:许xx(二)主办单位基本情况公司将依法合规作为新形势下实现高质量发展的基本保障,坚持合规是底线、合规高于经济利益的理念,确立了合规管理的战略定位,进一步明确了全面合规管理责任。公司不断强化重大决策、重大事项的合规论证审查,加强合规风险防控,确保依法管理、合规经营。严
10、格贯彻落实国家法律法规和政府监管要求,重点领域合规管理不断强化,各部门分工负责、齐抓共管、协同联动的大合规管理格局逐步建立,广大员工合规意识普遍增强,合规文化氛围更加浓厚。未来,在保持健康、稳定、快速、持续发展的同时,公司以“和谐发展”为目标,践行社会责任,秉承“责任、公平、开放、求实”的企业责任,服务全国。公司以负责任的方式为消费者提供符合法律规定与标准要求的产品。在提供产品的过程中,综合考虑其对消费者的影响,确保产品安全。积极与消费者沟通,向消费者公开产品安全风险评估结果,努力维护消费者合法权益。公司加大科技创新力度,持续推进产品升级,为行业提供先进适用的解决方案,为社会提供安全、可靠、优
11、质的产品和服务。公司自成立以来,坚持“品牌化、规模化、专业化”的发展道路。以人为本,强调服务,一直秉承“追求客户最大满意度”的原则。多年来公司坚持不懈推进战略转型和管理变革,实现了企业持续、健康、快速发展。未来我司将继续以“客户第一,质量第一,信誉第一”为原则,在产品质量上精益求精,追求完美,对客户以诚相待,互动双赢。(三)项目建设选址及用地规模本期项目选址位于xx(以最终选址方案为准),占地面积约71.00亩。项目拟定建设区域地理位置优越,交通便利,规划电力、给排水、通讯等公用设施条件完备,非常适宜本期项目建设。(四)产品规划方案根据项目建设规划,达产年产品规划设计方案为:xx吨非晶合金/年
12、。二、 项目提出的理由非晶带材作为节能变压器铁芯材料,从市场规模来看,2015年以来国内非晶带材快速发展,市场规模从1.30亿美元增长至2019年的2.08亿美元,年复合增长率为12.47%;非晶带材产量规模从4.97万吨增长至2019年的9.97万吨,年复合增长率为19.01%。根据云路股份招股说明书测算,2019年全球非晶带材产量约为12.9万吨。锚定二三五年远景目标,综合考虑国内外发展趋势和我市发展条件、优势、潜力,坚持目标导向和问题导向,全面建成世界一流的国际旅游胜地,经济社会发展要努力实现以下主要目标。经济发展实现新跨越。充分挖掘增长潜力,保持经济持续健康发展,经济增长速度不低于全区
13、平均水平,工业振兴取得显著成效,农业基础更加巩固,提升壮大二产,力争二产比重达到30%以上,三次产业结构更加优化,现代产业体系基本形成,城乡统筹协调发展成效明显,科技整体实力保持广西前列、西部同类地区先进水平,形成高质量发展新格局。改革开放迈出新步伐。高质量发展体制机制更加完善,营商环境达到国内一流水平,更高水平融入中国东盟自由贸易区,全面对接粤港澳大湾区,“粤桂画廊”建设成效显著,“湘桂走廊”建设全面提速,“东融”“北联”取得新突破,开放型经济发展水平全面提升。三、 项目总投资及资金构成本期项目总投资包括建设投资、建设期利息和流动资金。根据谨慎财务估算,项目总投资29660.12万元,其中:
14、建设投资22598.54万元,占项目总投资的76.19%;建设期利息637.07万元,占项目总投资的2.15%;流动资金6424.51万元,占项目总投资的21.66%。四、 资金筹措方案(一)项目资本金筹措方案项目总投资29660.12万元,根据资金筹措方案,xxx集团有限公司计划自筹资金(资本金)16658.87万元。(二)申请银行借款方案根据谨慎财务测算,本期工程项目申请银行借款总额13001.25万元。五、 项目预期经济效益规划目标1、项目达产年预期营业收入(SP):55600.00万元。2、年综合总成本费用(TC):46700.16万元。3、项目达产年净利润(NP):6488.93万元
15、。4、财务内部收益率(FIRR):14.89%。5、全部投资回收期(Pt):6.75年(含建设期24个月)。6、达产年盈亏平衡点(BEP):26350.44万元(产值)。六、 项目建设进度规划项目计划从可行性研究报告的编制到工程竣工验收、投产运营共需24个月的时间。七、 环境影响项目符合国家和地方产业政策,选址布局合理,拟采取的各项环境保护措施具有经济和技术可行性。建设单位在严格执行项目环境保护“三同时制度”、认真落实相应的环境保护防治措施后,项目的各类污染物均能做到达标排放或者妥善处置,对外部环境影响较小,故项目建设具有环境可行性。八、 报告编制依据和原则(一)编制依据1、中华人民共和国国民
16、经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要;2、中国制造2025;3、建设项目经济评价方法与参数及使用手册(第三版);4、项目公司提供的发展规划、有关资料及相关数据等。(二)编制原则坚持以经济效益为中心,社会效益和不境效益为重点指导思想,以技术先进、经济可行为原则,立足本地、面向全国、着眼未来,实现企业高质量、可持续发展。1、优化规划方案,尽可能减少工程项目的投资额,以求得最好的经济效益。2、结合厂址和装置特点,总图布置力求做到布置紧凑,流程顺畅,操作方便,尽量减少用地。3、在工艺路线及公用工程的技术方案选择上,既要考虑先进性,又要确保技术成熟可靠,做到先进、可靠、合理、经济。4、
17、结合当地有利条件,因地制宜,充分利用当地资源。5、根据市场预测和当地情况制定产品方向,做到产品方案合理。6、依据环保法规,做到清洁生产,工程建设实现“三同时”,将环境污染降低到最低程度。7、严格执行国家和地方劳动安全、企业卫生、消防抗震等有关法规、标准和规范。做到清洁生产、安全生产、文明生产。九、 研究范围按照项目建设公司的发展规划,依据有关规定,就本项目提出的背景及建设的必要性、建设条件、市场供需状况与销售方案、建设方案、环境影响、项目组织与管理、投资估算与资金筹措、财务分析、社会效益等内容进行分析研究,并提出研究结论。十、 研究结论本项目生产所需的原辅材料来源广泛,产品市场需求旺盛,潜力巨
18、大;本项目产品生产技术先进,产品质量、成本具有较强的竞争力,三废排放少,能够达到国家排放标准;本项目场地及周边环境经考察适合本项目建设;项目产品畅销,经济效益好,抗风险能力强,社会效益显著,符合国家的产业政策。十一、 主要经济指标一览表主要经济指标一览表序号项目单位指标备注1占地面积47333.00约71.00亩1.1总建筑面积84992.201.2基底面积27453.141.3投资强度万元/亩300.692总投资万元29660.122.1建设投资万元22598.542.1.1工程费用万元19092.792.1.2其他费用万元2963.402.1.3预备费万元542.352.2建设期利息万元6
19、37.072.3流动资金万元6424.513资金筹措万元29660.123.1自筹资金万元16658.873.2银行贷款万元13001.254营业收入万元55600.00正常运营年份5总成本费用万元46700.166利润总额万元8651.917净利润万元6488.938所得税万元2162.989增值税万元2066.1510税金及附加万元247.9311纳税总额万元4477.0612工业增加值万元15287.7813盈亏平衡点万元26350.44产值14回收期年6.7515内部收益率14.89%所得税后16财务净现值万元5838.36所得税后第二章 项目建设背景、必要性一、 高性能需求领域快速发
20、展,纳米晶软磁放量可期在新能源车领域,电动汽车的电驱动系统、电控系统、充电系统,以及充电桩均需要使用到磁性器件,目前新能源汽车单车粉芯模压电感器用量平均已经超过1000只,高端汽车的用量达到10000只/辆,且仍在继续增长。纳米晶材料可用于制造各类中高频变压器、高性能电感器和滤波器、高精度电磁测量和传感器等,满足电动车性能要求。根据EVsales,2020年,我国新能源汽车销量为131万辆,同比增长11.97%,EVTank统计,2020年全球新能源汽车销量为331.1万辆,同比增长49.8%,预计2025年新能源汽车销量达1800万辆,将带动汽车磁性元器件市场规模的不断增长。在5G基站建设中
21、,5G的高传输速度和广覆盖特性要求5G关键电感器具备容量范围大、体积小、额定电压高、高频特性好等性能,5G基站功率放大器需要实现更大的输出功率和更高的工作频率,且在介质滤波器和表面声波滤波器方面,对频率的提升和精度要求提高,由纳米晶等非晶材料制作的电感器、功率放大器、介质滤波器等可以满足5G基站建设要求。我国5G牌照发放于2019年6月,据工信部统计公告,2019年底我国共建成5G基站超13万个,截至2021年底我国已累计建成并开通5G基站142.5万个。根据工信部“十四五”规划,力争2025年实现每万人拥有5G基站数达到26个,实现城市和乡镇全面覆盖。根据前瞻产业研究院的推算,5G宏基站建设
22、步伐先行于5G小基站,2023年是5G宏基站建设的高峰期,2024年是5G小基站建设的高峰时期,预计2022-2024年期间,5G宏基站和小基站总共新增建设量为约为140万站、240万站、265万站。该时期处于资本开支集中期,预计将充分拉动高性能纳米晶软磁需求。在光伏发电领域中,纳米晶薄带材可用作太阳能光伏逆变器,并网光伏逆变器是光伏系统的核心功率调节器件,主要电磁元件包括输出滤波电感、共模电感及隔离变压器等。采用纳米晶薄带制成的共模电感及高频变压器铁芯,具有体积小、重量轻、节能等特点,随着电开关频率的逐步提高,非晶磁芯在大功率光伏逆变器的优越性将逐步体现。截至2021年底,我国光伏行业累计装
23、机量305.99GW,累计新增装机量54.88GW,同比增长21.86%。据中国光伏行业协会预测,“十四五”期间年均新增装机70-90GW。根据CPIA预测,逆变器作为光伏发电系统中的核心装置,市场规模将随着光伏市场的强劲增长而不断扩大,进而纳米晶软磁需求的放量。在家电节能领域中,2020年颁布的房间空气调节器能效限定值及能效等级大幅提升了空调能效准入要求:新国标1级能效标准的指标已达到国际领先水平。变频空调能效准入要求提升至3级,基本与欧盟、美国等地区的准入要求相当,定频空调的能效准入要求(5级)相当于原能效标准的1级要求。在无线充电领域中,非晶合金为无线充电重要方案之一。无线充电技术相比有
24、线充电,应用范围广、安全性高、无端口限制、使用便捷等优势。软磁材料为无线充电发射和接收两端与线圈相贴合的磁性片状辅材,在无线充电产业链中价值量占比约为20%。目前,无线充电软磁材料方面铁氧体和纳米晶并存,纳米晶材料可实现尺寸高精度、高频化和轻薄化,在手机领域占据优势,铁氧体在电动车无线充电等大功率应用上具有成本优势。根据wind和产业在线数据显示,2016年至2021年我国空调销量由1.08亿台增长至1.52亿台,年复合增长率为7.05%,其中变频空调渗透率由36%增长至53%。全球空调销量由,在碳中和、碳达峰背景下,伴随能耗标准趋严,节能效果更差的低频空调将逐步淘汰,高效能的变频空调将逐步成
25、为市场主流,高性能材料纳米晶的渗透率有望逐步提升。根据数据,2015年至2019年,全球无线充电市场规模从17亿美元增长至86亿美元,年复合增长率达到49.97%,2024年,全球无线充电市场规模有望达到150亿美元,无线充电的快速发展为纳米晶材料的应用打开需求空间。二、 我国非晶带材已取得头部地位,纳米晶加速追赶国内非晶、纳米晶参与者众多,头部企业已建立领先优势。国内目前基本实现非晶合金产业全覆盖,主要参与者包括安泰科技、云路股份、中研非晶、兆晶科技、江苏国能、河南中岳等,海外竞争对手主要为日本的日立金属和德国VAC。我国非晶带材产业化应用自2010年以来已经有10多年时间,业内生产企业众多
26、,但规模化量产的企业数量较少,企业之间产能利用率差距较大,呈现两极分化格局,坚持技术创新、产品升级的企业不仅继续占据市场主要份额,且在不断创新中保持着行业龙头地位。纳米晶材料企业生产规模普遍较小,生产较为分散。我国非晶带材起步晚,发展迅速,已成为全球最大的产业基地。非晶带材产业技术主要由非晶材料设计、低成本原材料、生产过程的自动化信息化控制、非晶带材连续化大生产工艺装备组成。非晶带材最早发展于美国,1982年美国安装了首台非晶配电变压器,1989年美国联合信号公司开始批量生产非晶合金带材,产能达2.5万吨,2003年日立金属从霍尼韦尔收购其非晶业务并持续开发铁基非晶合金,2007-2010年将
27、产能从2.54万吨/年扩展到10万吨/年,目前日立金属在全球处于领先地位。我国非晶带材发展较晚,1995年12月,国科委建立了国家非晶微晶合金工程技术研究中心,2010年我国建成首个年产4万吨铁基非晶带材生产基地,打破国外垄断,成为第二个拥有非晶带材产业技术的国家,近年来随着国内企业的不断涌入,我国非晶带材产业规模不断放大,已经占据全球主要市场份额。从市场份额来看,2019年云路股份非晶合金薄带全球市占率为41.15%,位居全球第一,国内市占率为53.17%,大幅领先第二名日立金属,此外安泰科技全球、国内非晶带材市场占有率分别为12.25%、9.26%,整体反映出国内企业在非晶合计带材领域基本
28、实现自主可控,在国际市场中份额领先。纳米晶领域,国内企业打破国际垄断,处于加速追赶期。纳米晶带材的核心指标包括带材宽度和厚度:带材宽度决定材料的利用率和加工效率,带材厚度直接影响材料的磁导率,在其他条件相同的情况下,厚度越薄,其材料在高频条件下磁导率越高、损耗越低。为顺应电子产品向高频、节能、小型、集成化方向发展,纳米晶合金材料的制备工艺和技术经历多代技术的发展和迭代,从第一代、二代的传统制备工艺(带材厚度22-30m,国内现有主流生产水平),发展到目前第三代、四代的先进制带工艺(带材厚度14-22m,国际先进生产水平)。日立金属1988年率先完成纳米晶合金材料的研发,目前在该领域处于领先地位
29、。从市占率来看,2019年日立金属纳米晶材料全球市占率最高,为49.71%,其在中国市场的占有率也高达43.15%,在行业内处于领先地位。安泰科技2019年在纳米晶材料领域中全球市场、国内市场的市占率分别为9.01%、16.95%,位居行业第二,德国VAC全球市占率位居第三,为6.33%。国内企业除安泰科技外,其余企业产量规模较小,份额分散,规模化生产能力较弱。根据2021年中国钢铁工业协会和金属学会“冶金科学技术奖评选结果”,国内由安泰科技、青岛云路等6家单位共同完成的“宽幅超薄铁基纳米晶带材工程化技术开发及应用”项目已取得成功,项目开始前,国内外带材生产均采用非连续性的单包法工艺,生产效率
30、低,且供应的纳米晶带材幅宽均在60mm以下,带材厚度20m以上,损耗高,一致性差,成本高。通过联合技术攻关,新开发的超薄纳米晶带材连续化生产装备及制造工艺,填补了国内技术空白,目前青岛云路生产的纳米晶超薄带宽度可达142mm。纳米晶超薄带厚度达到14-18m,解决了我国宽幅超薄纳米晶带材“无材可用”的问题。国产头部纳米晶企业已开始对日立金属等海外企业加速追赶。三、 高水平推进开放合作,为服务构建新发展格局提供强大动力深入贯彻落实“三大定位”新使命,积极参与国内大循环,深度融入国内国际双循环,全面融入广西“南向、北联、东融、西合”战略,全面开启面向东盟和粤港澳大湾区的开放合作新征程,打造全方位开
31、放合作新高地。四、 激发企业创新活力强化企业创新主体地位,促进各类创新要素向企业集聚,支持龙头企业开展核心技术自主创新攻关和新产品研发,加强共性技术平台建设。加快发展高新技术企业和科技型中小企业,培育一批隐形冠军企业、专精特新企业、瞪羚企业。建立创新引导基金,落实企业研发投入财税优惠政策及奖励机制,鼓励企业加大研发投入。优化中小微企业创新创业环境,构建科技金融服务体系,建设提升一批科技企业孵化器、众创空间等科创平台。实施企业质量提升行动,打造一批具有自主知识产权的名牌产品,全面提升桂林产品质量,打响“桂林制造”品牌。第三章 市场预测一、 非晶合金软磁材料新星磁性材料根据功能通常可划分为永磁材料
32、、软磁材料和功能性磁材。其中,永磁材料可分为铁氧体永磁材料、稀土永磁材料、其他永磁材料,软磁材料可分为铁氧体软磁材料、金属软磁材料、其他软磁材料等。磁材性能主要的衡量指标为稳定性、抗磁退性、抗温性,其中衡量稳定性的主要参数是剩余磁化强度和最大磁能积,其值越高表示磁场强度越高,磁体越能保持磁性;衡量抗退磁性的主要参数为内禀矫顽力,其值越大代表磁体的抗退磁能力越强;抗温性的衡量参数主要为工作温度和居里温度,其值越高表示在高温下磁材的性能更稳定。永磁材料难磁化、难退磁、剩磁高、矫顽力大,主要作为磁场源储藏和供给磁能,应用于各种电机、仪表、设备等,软磁材料在磁场作用下易磁化,且取消磁场后又容易退磁,具
33、有较高的磁导率、较高饱和磁感应强度、较小的矫顽力,磁滞损耗小,应用于变压器、继电器、电感铁芯、继电器和扬声器磁导体、磁屏蔽罩、电机定子转子等。软磁材料因具有磁电转换的功能,广泛应用于变压器、电感电容、逆变器等领域,下游包含电力电网、新能源车、新能源发电、消费电子、5G通讯、家电等诸多行业。在电力工业中,从电能产生(发电机)、传输(变压器)到利用(电动机)的过程中,软磁材料起能量转换作用;在电子工业中,从5G通讯(无线充电)、自动控制(继电器、磁放大器、变换器)到广播电视和电影(声音图像的录、放、抹磁头),再到电子计算技术(各种铁磁性微波器件),软磁材料起着信息变换、传递与存储等重要作用。软磁材
34、料经历了金属软磁、铁氧体软磁、非晶、纳米晶合金的不断创新与迭代。按照软磁材料成分划分,可分为金属软磁、铁氧体软磁、非晶、纳米晶合金。金属软磁材料最早使用,包括硅钢、坡莫合金等,铁氧体软磁为以氧化铁为主要成分的磁性氧化物,包括锰锌系,镍锌系铁氧体等。非晶软磁主要包含铁基、铁镍基、钴基非晶材料、纳米非晶材料等。按照软磁材料产品形态划分,可分为合金类、粉芯类、铁氧体类。衡量软磁材料性能的指标主要有饱和磁感、导磁率、矫顽力、铁损等,其中饱和磁感率越高磁芯工作磁感的最高限度越大,磁性能越强;导磁率越高,表明磁化的灵敏性越好,矫顽力低反应磁化的阻力更小,能量的损失主要取决于材料的电阻率,电阻率越高,铁损越
35、低。金属软磁材料以硅钢为代表,由于电阻率较低,在高频下会产生较大的涡流损耗,高频损耗较大,随着使用频率的提高,应用逐步受到限制,目前主要用于电动机和发电机等低频应用场景。铁氧体软磁为第二代软磁材料,电阻率高,在高频段下损耗较金属软磁大幅降低,但铁氧体软磁饱和磁感应强度大幅低于金属软磁材料,且初始磁导率较低,在磁能密度较高的低频强电领域应用受到限制。非晶合金为将熔融的金属快速冷却、抑制结晶而获得原子呈长程无序排列的金属材料,具有“液体金属”之称。非晶合金由于拥有特殊的晶型结构,具有各向同性、结构关联尺寸小和磁各向异性常数小等特征,使其具有较小的矫顽力,但可保留和晶态材料一样较高的饱和磁感强度。非
36、晶合金软磁的饱和磁感应强度高于铁氧体软磁,同时电阻率大幅高于金属软磁材料,综合性能更好,然而相较于纳米晶,非晶初始磁导率相对不高,磁致伸缩饱和磁感应强度相对较低,在磁性器件体积小型化方面存在应用局限。纳米晶是在非晶态合金制备工艺之后,再经过高度控制的退火环节,形成的具有纳米级微晶体和非晶混合组织结构的材料。纳米晶软磁相较前述三者具备更加优异的综合性能:相较于非晶合金,可具有更高的饱和磁感应强度和初始磁导率,同时也更加适应小型化、集成化的发展趋势,相较于铁基非晶,损耗通常还可继续降低,为高频电力电子应用的理想材料。各类软磁材料根据自身特性应用于不同的下游领域,部分领域形成直接竞争。硅钢主要用于发
37、电机、电动机定转子、电力变压器铁芯等,非晶合金凭借节能优势已开始在变压器铁芯等领域对硅钢进行替代。坡莫合金主要用于磁放大器、磁调制器、扼流器、高频开关电源变压器等。铁氧体、纳米非晶等主要用于高频电子电力元器件,包括各类电容、电感等,可应用于通信、家电、新能源车、无线充电等领域,纳米晶合金在部分领域与铁氧体形成直接竞争,铁粉芯主要用于逆变电感器、高频功率扼流圈、谐振电感、高频电子变压器等。非晶合金种类主要包含铁基、铁镍基、钴基非晶合金以及铁基纳米晶合金。其中铁基非晶合金广泛应用于节能配电变压器;铁镍基非晶合金应用范围与镍坡莫合金对应,但其在能量损耗和机械强度方面更加优越,应用于漏电开关、磁屏蔽等
38、,钴基非晶合金在非晶合金中具有最高的磁导率,且具有优异的耐磨性和耐蚀性,应用于要求严格的军工电源中的变压器、电感等,可替代坡莫合金、铁氧体等;纳米晶合金为目前综合性能最优的软磁材料,广泛应用于大功率电源开关、逆变电源、高频变压器、共模电感等领域,可替代铁氧体。目前非晶合金中应用最广泛的主要为铁基非晶和铁基纳米非晶合金,其中铁基非晶合金主要应用于工频(中低频)环境的配电变压器、电机材料,下游包括电力配送、轨道交通变压器等相对传统的电力行业领域;纳米晶合金较非晶合金整体具有更高的磁导率和更低的损耗,传输效率更高,体积更小,主要应用于中、高频环境的电子磁性元器件,下游包括消费电子、新能源汽车、变频家
39、电、粒子加速器等领域。二、 纳米非晶:综合性能优异,受益于下游需求升级纳米晶合金可用于生产电力电子元器件。电力电子元器件主要用于电力设备的电能转换和电路控制,分为电容器、磁性材料及器件、光纤电缆、磁性元器件等,其中磁性元器件主要应用于电源和电器电子设备,用于实现电能和磁能相互转换,广泛用于各种电能变换设备,下游包含家用电器、新能源汽车、通讯、能源、医疗等诸多领域。磁性电子元器件所用的软磁材料经历了金属软磁、铁氧体软磁、非晶、纳米晶软磁的不断升级的过程,产品正向高频化、高效率、低损耗、小型化、集约化等方向发展,例如新能源发电、新能源汽车、无线充电需求等新形态能源应用的快速发展带来了从发电、输配电
40、、储电、节电各个环节中电源能量变换上的高效率、高功率密度新需求。纳米晶材料凭借高饱和磁密度、高初始磁导率、低损耗等特性,可满足高频化、高效率、低损耗、集成化趋势带来的需求。软磁材料的损耗可非为磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗,其中磁滞损耗随频率线性增加,涡流损耗随频率幂次增加,频率的增加会使软磁材料的损耗增加。磁导率和饱和磁感应强度反应材料的磁性性能,其值越大,相同电气指标下元器件体积可越小,更能满足轻薄化、集成化趋势。纳米晶的综合性能在所有软磁材料中最优,与硅钢和铁基非晶相比,虽然纳米晶合金的饱和磁感较低,但其高频损耗可大幅降低,并具有更好的耐蚀性和磁稳定性,对于电阻率较低的硅钢和非晶合金等材料
41、,在高频下使用受到限制。铁氧体具有成本低,损耗低等特点,可应用于高频领域,目前应用较广泛,纳米晶合金在中高频领域与铁氧体软磁形成竞争。传统的铁氧体虽然在更高的频段中,损耗可以更低,但其在较低(100kHz)频段下损耗大于纳米晶,且磁性能较差,饱和磁感应强度远小于纳米晶,迫使元器件的体积和重量增大。例如在频率低于50kHz时,纳米晶在拥有更低损耗的同时可具有高2至3倍的工作磁感,磁芯体积可缩小一倍以上。此外,铁氧体的居里温度较低,热稳定性差,温度升高后会使其饱和磁感强度进一步降低,工作状态不稳定。纳米晶材料凭借高饱和磁密度、高初始磁导率、低损耗等特性,可满足高频化、高效率、低损耗、集成化趋势带来
42、的需求。软磁材料的损耗可非为磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗,其中磁滞损耗随频率线性增加,涡流损耗随频率幂次增加,频率的增加会使软磁材料的损耗增加。磁导率和饱和磁感应强度反应材料的磁性性能,其值越大,相同电气指标下元器件体积可越小,更能满足轻薄化、集成化趋势。目前软磁铁氧体在电子元器件用软磁材料领域仍然占据较大比例,我国作为全球最大的铁氧体软磁生产国,根据QYResearch,2020年我国铁氧体产量为21万吨,而纳米晶产量仅为1.02万吨,产量占铁氧体产量比例不足5%,纳米晶替代空间广阔。目前纳米晶材料整体渗透较低,未来在新兴领域应用空间广阔。根据QYResearch出具的2020-2026全球
43、与中国纳米晶软磁材料市场现状及未来发展趋势,2015-2019年全球纳米晶软磁材料市场规模呈现持续增长的态势,产量从2.15万吨增长至3.02万吨,市场规模从1.65亿美元增长至2.42亿美元,年均复合增长率达到10.05%,2015-2019年国内纳米晶产量由0.67万吨增长至1.03万吨,市场规模从0.46亿美元增长至0.75亿美元,年复合增长率为12.7%。纳米晶下游应用目前仍主要为家电等传统领域,整体规模较小,最为新一代高性能软磁,未来市场增长空间充足。在低碳节能趋势下,其应用于节能家电、消费电子等传统领域,可降低损耗,提高磁芯效率,对节约能源具有重大意义;在新兴领域中,随着5G通讯建
44、设,智能电网、新能源车、第三代半导体技术、消费电子升级、无线充电技术的发展,高频大功率、低损耗电磁元器件的设计与推广应用成为可能,纳米晶材料将助推电力电子、新能源汽车、信息通讯等战略新兴产业向高频、高效、小型化、轻量化和低能耗方向不断发展。三、 非晶合金:受益于非晶变压器占比逐步提升非晶合金产品主要为非晶带材,应用于变压器铁芯。非晶合金可制造成块体非晶材料,具有良好的力学性能和物理性能,但由于工艺技术上存在问题,量产化困难。目前非晶合金主要作为软磁材料,用于制作变压器铁芯,产品主要为非晶带材。2019年我国非晶带材和非晶变压器领域为非晶合金行业中专利申请最多的领域,专利数量分别为227件、11
45、3件,远超过块体非晶22件和非晶涂层27件,非晶带材产业化成熟度较高。非晶带材作为节能变压器铁芯材料,从市场规模来看,2015年以来国内非晶带材快速发展,市场规模从1.30亿美元增长至2019年的2.08亿美元,年复合增长率为12.47%;非晶带材产量规模从4.97万吨增长至2019年的9.97万吨,年复合增长率为19.01%。根据云路股份招股说明书测算,2019年全球非晶带材产量约为12.9万吨。变压器分为油浸式变压器和干式变压器,其中油浸式变压器主要应用于配电网领域,干式变压器主要应用于对防火、防尘等安全性要求较高的用户工程领域。2020年国内变压器产量规模约为17.4亿千伏安,受疫情影响
46、同比小幅下滑,其中干式变压器产量约为2.5亿千伏安,占比约为14.49%,油浸式变压器占比约为85.5%。根据QYResearch的统计数据,2020年全球非晶材料制成的变压器中油浸式变压器比例为86.58%,干式变压器比例为13.42%,与国内变压器用量中干式和油浸式应用比例相似。我国输配电环节损耗较大,其中变压器损耗占比40%。据中研网,2020年我国输配电损耗占全国发电量6.6%,变压器损耗约占输配电损耗的40%,即占全国发电量的约2.6%。变压器是电力输配中关键的节点,起到连接电网各环节的作用,输配电过程中变压器产生的较大的电力损耗引起严重的电量浪费,在节能减排趋势下,升级改造变压器意义重大。非晶变压器较传统硅钢材料,可大幅降低空载损耗。变压器损耗分为空载损耗和负载损耗,其中空载损耗约占变压器总损耗的50%-80%。硅钢和非晶合金为制作变压器铁芯的两种核心材料,非晶合金为继取向硅钢后的新一代变压器材料。由于非晶合金具有更高的电阻率,其空载损耗较硅钢可大幅降低,根据JB/T3837-2016变压器类产品型号编制方法显示,相同容量的非晶合金变压器比硅钢变压器的空载损耗下降50%左右,配电网中特别是农网中很多变压器的负载率低于20%,使用非晶合金变压器节能效果显著。价格与硅钢变压器差距较小,甚至略低。早期非晶变压器由于量产规模较低