软磁材料
21 世纪是高档产品发展时期, 而中低档产品相对逐渐萎缩, 如不迎头赶上, 中国的磁性材料及产品将会失去市场。
软磁铁氧体材料广泛应用于民用和工业领域, 随着近年来信息技术和新型绿色照明发展的要求, 材料进一步向高频、高磁导率和低损耗发展, 也就是两高一低方向发展。器件向小型化、片式化和
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面贴装化发展, 也就是三化方向发展。
软磁铁氧体材料是一种用途广、产量大、成本低的电子工业及机电工业基础材料, 直接关系到电子信息产业、家电工业、计算机与通讯、环保及节能技术的发展, 亦是衡量一个国家经济发达程度的标志之一。
软磁材料在工业中的应用始于十九世纪末,是伴随着电力电工及电讯技术的兴起而出现的,其应用范围极其广泛。软磁材料不仅应用于家电领域、信息化领域、汽车领域和其他配套领域,更主要的是软磁材料作为电子元器件生产的主要原材料为其带来了源源不断的需求。根据权威机构统计数据的显示,2004年中国软磁材料产量超过10万吨,实现销售收入约70亿元,占全球磁性材料总销售收入的40%左右,其产量占全球磁性材料总产量的33%左右。此外,世界、中国铁氧体磁性材料的发展速度分别高达10%和20%以上。
2008年中国软磁铁氧体产量12万吨,全球软磁铁氧体产量为43万吨。
国内外铁氧体的生产厂家很多,在此仅以美国的Magnetics公司生产的Mn-Zn铁氧体为例介绍其应用状况。分为三类基本材料:电信用基本材料、宽带及EMI材料、功率型材料。
电信用铁氧体的磁导率从750~2300,具有低损耗因子、高品质因素Q、稳定的磁导率随温度/时间关系,是磁导率在工作中下降最慢的一种,约每10年下降3%~4%,广泛应用于高Q滤波器、调谐滤波器、负载线圈、阻抗匹配变压器、接近传感器。
宽带铁氧体也就是常说的高磁导率铁氧体,磁导率分别有5000、10000、15000。其特性为具有低损耗因子、高磁导率、高阻抗/频率特性。广泛应用于共模滤波器、饱和电感、电流互感器、漏电保护器、绝缘变压器、信号及脉冲变压器,在宽带变压器和EMI上多用。功率铁氧体具有高的饱和磁感应强度,为4000~5000G s。另外具有低损耗/频率关系和低损耗/温度关系。也就是说,随频率增大、损耗上升不大;随温度提高、损耗变化不大。广泛应用于功率扼流圈、并列式滤波器、开关电源变压器、开关电源电感、功率因素校正电路。
图1 软磁铁氧体产业链示意图
现在,世界软磁材料行业纷纷向中国或第三世界地区转移,中国作为首选的国家。世界一些著名的软磁材料制造企业看好中国,如日本的TDK、FDK、EPSON、日立金属、住友特金等,韩国的梨树、三和,欧洲的PHILIPS、德国的VAC、EPCOS(西门子),美国的ARNORD、MAGNEQUENCH 已经转移到中国。从日本近年的统计资料看,其软磁铁氧体从1997年的44,096吨,下降到目前的11,708吨,下降了3万多吨;美国则完全放弃了软磁铁氧体产业;西欧的西门子已转移至中国和印度。世界软磁材料生产向中国转移,增强了中国软磁材料工业的整体实力和技术、管理水平,加速了中国成为世界磁性材料生产基地和销售市场的建设。
表1 国际磁性材料巨头应对劳动力成本较高所采取的措施
随着通信技术和电子产品数字化的发展,对软磁铁氧体和元件提出了新的要求,如器件的小型化、片式化及高频化、高性能、低损耗(二高一低)等。在2010年,重点要发展高频低功耗、高磁导率材料和片式化的表面贴装软磁元件。未来5年内,中国软磁铁氧体产业将是高档产品发展时期,产量增长放慢,品质提高,中低档产品相对逐渐萎缩。
机遇与挑战:
软磁材料已成为国民经济各个领域不可缺少的功能材料
现代通讯及平板显示器用锰锌软磁铁氧体材料提供了广阔的市场空间
市场数据:
未来10年,高频低失真、3G通讯及平板显示器用锰锌软磁铁氧体材料增速将保持在30%以上
目前软磁材料已成为国民经济各个领域不可缺少的功能材料,再加上随着移动通讯、网络通讯的迅速普及以及3G通信业务的开展,3G手机和固定可视电话将迅猛增长。
目前大中城市地平板电视地市场价值已超过了传统地CRT电视,成为未来电视机产品发展地趋势,这给那些具有高磁导率、低失真、宽频等特性的现代通讯及平板显示器用锰锌软磁铁氧体材料提供了广阔的市场空间。权威机构预测,未来10年是高频低失真、3G通讯及平板显示器用锰锌软磁铁氧体材料发展的黄金时代,其增速将保持在30%以上。
市场数据:
预计到2008年底,我国永磁铁氧体产量将达到46万吨,占世界总产量55%以上
软磁铁氧体产量将达到33万吨,占世界总产量60%以上
钕铁硼永磁材料产量将达到5.5万吨,占世界总产量的80%以上
磁性材料是一类重要的基础功能材料,在电子、计算机、信息通讯、医疗、航空航天、汽车、风电、环保节能等传统和新兴领域都发挥着极其重要的作用。磁性材料已成为促进高新技术发展和当代文明进步不可替代的材料,发展前景比较乐观。
我国已经成为世界磁性材料产业的中心。预计到2008年底,我国永磁铁氧体产量将达到4 6万吨,占世界总产量55%以上;软磁铁氧体产量将达到33万吨,占世界总产量60%以上;钕铁硼永磁材料产量将达到5.5万吨,占世界总产量的80%以上。未来数年内我国的世界磁性材料产业中心地位都会十分牢固。
下游EMS:原器件和模组
上游:装备制造
核心:磁业公司
增加附加值
增强竞争力