高性能軟磁材料之非晶合金行業研究：受益于節能減排和需求更新

（報告出品方/作者：民生證券，邱祖學、張建業）

1. 非晶合金—軟磁材料新星

磁性材料根據功能通常可劃分為永磁材料、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名額為穩定性、抗磁退性、抗溫性，其中衡量穩定性的主 要參數是剩餘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内禀矯頑力，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裡溫度，其值越高表示在高溫下磁材的 性能更穩定。 永磁材料難磁化、難退磁、剩磁高、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、裝置等，軟磁材料在磁場作用下易磁化，且取消磁場 後又容易退磁，具有較高的磁導率、較高飽和磁感應強度、較小的矯頑力，磁滞損 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，下遊包含電力電網、新能源車、新能源發電、消費電子、5G 通訊、家電等諸 多行業。在電力工業中，從電能産生（發電機）、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；在電子工業中，從 5G 通訊（無線充電）、 自動控制（繼電器、磁放大器、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），軟磁材料起着資訊變換、傳 遞與存儲等重要作用。

軟磁材料經曆了金屬軟磁、鐵氧體軟磁、非晶、納米晶合金的不斷創新與疊代。 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，包括矽鋼、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、钴 基非晶材料、納米非晶材料等。按照軟磁材料産品形态劃分，可分為合金類、粉芯 類、鐵氧體類。 衡量軟磁材料性能的名額主要有飽和磁感、導磁率、矯頑力、鐵損等，其中飽 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。

金屬軟磁材料以矽鋼為代表，由于電阻率較低，在高頻下會産生較大的渦流損 耗，高頻損耗較大，随着使用頻率的提高，應用逐漸受到限制，目前主要用于電動 機和發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。

納米晶是在非晶态合金制備工藝之後，再經過高度控制的退火環節，形成的具 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， 同時也更加适應小型化、內建化的發展趨勢，相較于鐵基非晶，損耗通常還可繼續 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、钴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能配電變壓器；鐵鎳基非晶合金應用範圍與鎳坡莫 合金對應，但其在能量損耗和機械強度方面更加優越，應用于漏電開關、磁屏蔽等， 钴基非晶合金在非晶合金中具有最高的磁導率，且具有優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，可替代坡莫合金、鐵氧體等；納米 晶合金為目前綜合性能最優的軟磁材料，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）環境的配電變壓器、電機材料，下遊包括電 力配送、軌道交通變壓器等相對傳統的電力行業領域；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 環境的電子磁性元器件，下遊包括消費電子、新能源汽車、變頻家電、粒子加速器 等領域。

2. 大陸非晶帶材已取得頭部地位，納米晶加速追趕

國内非晶、納米晶參與者衆多，頭部企業已建立領先優勢。國内目前基本實作 非晶合金産業全覆寫，主要參與者包括安泰科技、雲路股份、中研非晶、兆晶科技、 江蘇國能、河南中嶽等，海外競争對手主要為日本的日立金屬和德國 VAC。大陸 非晶帶材産業化應用自 2010 年以來已經有 10 多年時間，業内生産企業衆多，但 規模化量産的企業數量較少，企業之間産能使用率差距較大，呈現兩極分化格局， 堅持技術創新、産品更新的企業不僅繼續占據市場主要份額，且在不斷創新中保持 着行業龍頭地位。納米晶材料企業生産規模普遍較小，生産較為分散。

大陸非晶帶材起步晚，發展迅速，已成為全球最大的産業基地。非晶帶材産業 技術主要由非晶材料設計、低成本原材料、生産過程的自動化資訊化控制、非晶帶 材連續化大生産工藝裝備組成。非晶帶材最早發展于美國，1982 年美國安裝了首 台非晶配電變壓器，1989 年美國聯合信号公司開始批量生産非晶合金帶材，産能 達 2.5 萬噸，2003 年日立金屬從霍尼韋爾收購其非晶業務并持續開發鐵基非晶合金，2007-2010 年将産能從 2.54 萬噸/年擴充到 10 萬噸/年，目前日立金屬在全 球處于領先地位。 大陸非晶帶材發展較晚，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 年大陸建成首個年産 4 萬噸鐵基非晶帶材生産基地，打破 國外壟斷，成為第二個擁有非晶帶材産業技術的國家，近年來随着國内企業的不斷 湧入，大陸非晶帶材産業規模不斷放大，已經占據全球主要市場佔有率。

納米晶領域，國内企業打破國際壟斷，處于加速追趕期。納米晶帶材的核心指 标包括帶材寬度和厚度：帶材寬度決定材料的使用率和加工效率，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。為順應電子産品向高頻、節能、小型、內建化方向發展，納米晶合金材料的制備工藝和技術經曆多代技術的發展和疊代，從第一代、二代的傳統 制備工藝（帶材厚度 22-30μm，國内現有主流生産水準），發展到目前第三代、四 代的先進制帶工藝（帶材厚度 14-22μm，國際先進生産水準）。日立金屬 1988 年 率先完成納米晶合金材料的研發，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%，在行業内處于領先地位。安泰科技 2019 年在納米晶材料領域中全球市場、國内市場的市占率分别為 9.01%、16.95%，位 居行業第二，德國 VAC 全球市占率位居第三，為 6.33%。國内企業除安泰科技外， 其餘企業産量規模較小，份額分散，規模化生産能力較弱。

根據 2021 年中國鋼鐵工業協會和金屬學會“冶金科學技術獎評選結果”，國 内由安泰科技、青島雲路等 6 家機關共同完成的“寬幅超薄鐵基納米晶帶材工程 化技術開發及應用”項目已取得成功，項目開始前，國内外帶材生産均采用非連續 性的單包法工藝，生産效率低，且供應的納米晶帶材幅寬均在 60mm 以下，帶材 厚度 20μm 以上，損耗高，一緻性差，成本高。通過聯合技術攻關，新開發的超 薄納米晶帶材連續化生産裝備及制造技術，填補了國内技術空白，目前青島雲路生 産的納米晶超薄帶寬度可達 142mm。納米晶超薄帶厚度達到 14-18μm，解決了 大陸寬幅超薄納米晶帶材“無材可用”的問題。由此可見，國産頭部納米晶企業已 開始對日立金屬等海外企業加速追趕。

3. 非晶合金：受益于非晶變壓器占比逐漸提升

非晶合金産品主要為非晶帶材，應用于變壓器鐵芯。非晶合金可制造成塊體非 晶材料，具有良好的力學性能和實體性能，但由于工藝技術上存在問題，量産化困 難。目前非晶合金主要作為軟磁材料，用于制作變壓器鐵芯，産品主要為非晶帶材。 2019 年大陸非晶帶材和非晶變壓器領域為非晶合金行業中專利申請最多的領域， 專利數量分别為 227 件、113 件，遠超過塊體非晶 22 件和非晶塗層 27 件，非晶 帶材産業化成熟度較高。 非晶帶材作為節能變壓器鐵芯材料，從市場規模來看，2015 年以來國内非晶 帶材快速發展，市場規模從 1.30 億美元增長至 2019 年的 2.08 億美元，年複合增 長率為 12.47%；非晶帶材産量規模從 4.97 萬噸增長至 2019 年的 9.97 萬噸，年 複合增長率為 19.01%。根據雲路股份招股說明書測算，2019 年全球非晶帶材産 量約為 12.9 萬噸。

變壓器分為油浸式變壓器和幹式變壓器，其中油浸式變壓器主要應用于配電 網領域，幹式變壓器主要應用于對防火、防塵等安全性要求較高的使用者工程領域。 2020 年國内變壓器産量規模約為 17.4 億千伏安，受疫情影響同比小幅下滑，其 中幹式變壓器産量約為 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 的統計資料，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%，幹式變壓器比例為 13.42%，與國内變壓器用量中幹 式和油浸式應用比例相似。

3.1 配電變壓器，變壓器能耗标準更新帶動非晶需求

大陸輸配電環節損耗較大，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電量 6.6%，變壓器損耗約占輸配電損耗的 40%，即占全國 發電量的約2.6%。變壓器是電力輸配中關鍵的節點，起到連接配接電網各環節的作用， 輸配電過程中變壓器産生的較大的電力損耗引起嚴重的電量浪費，在節能減排趨 勢下，更新改造變壓器意義重大。 非晶變壓器較傳統矽鋼材料，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%。矽鋼和非晶合金為制 作變壓器鐵芯的兩種核心材料，非晶合金為繼取向矽鋼後的新一代變壓器材料。由 于非晶合金具有更高的電阻率，其空載損耗較矽鋼可大幅降低，根據《JB/T 3837- 2016 變壓器類産品型号編制方法》顯示，相同容量的非晶合金變壓器比矽鋼變壓器的空載損耗下降 50%左右，配電網中特别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能效果顯著。

價格與矽鋼變壓器差距較小，甚至略低。早期非晶變壓器由于量産規模較低， 技術工藝成熟度較低等原因，價格高于相同容量的矽鋼變壓器，近年來，随着非晶 帶材制造技術的不斷成熟，國内企業逐漸打破日立金屬在大陸非晶帶材市場的壟 斷地位，随着國産化率的逐漸提高，市場供應逐漸增加，國内非晶帶材的市場價格 逐年降低。此外，随着矽鋼變壓器導磁材料逐漸由碳素鋼，演變為節能效果更好的 熱軋矽鋼片、冷軋矽鋼片、取向冷軋矽鋼片等，矽鋼成本亦有所提升。 目前非晶帶材做一級變壓器相較于取向矽鋼已經具備成本優勢，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 購均價均略低于矽鋼，預計目前在節能變壓器領域，矽鋼節能變壓器價格優勢已經 弱化。

非晶變壓器與矽鋼變壓器互相補充，工藝均在不斷進步。非晶合金的生産工藝 流程顯著短于矽鋼産品，矽鋼采用傳統鋼鐵冶金制備工藝制成，産品制備經過熱軋、 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 一次成型，根據雲路股份招股說明書，生産 1 公斤非晶合金薄帶比生産 1 公斤矽 鋼約可節省 1 升石油；廢舊的非晶鐵芯可通過中頻爐重熔後制成非晶合金薄帶， 非晶鐵芯中的矽、硼元素基本可以實作回收再利用，回收性能更優。 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， 産生碎屑易導緻變壓器故障；此外磁緻伸縮系數大導緻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矽鋼，是以導緻非晶合金鐵芯變壓器體積更大、 相同規格負載損耗略高。目前非晶變壓器主要用于農村電網和發展中地區等長期 低負載地區，矽鋼變壓器主要應用于城市電網等長期高負載地區，二者互相補充。

國内國網、南網變壓器采購呈現以矽鋼變壓器為主、非晶合金變壓器為輔的結 構。目前非晶帶材由于産品規格限制，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的 招投标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标資料情況， 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标采購數量占比更 高，主要由于南方電網主要覆寫廣東、廣西、貴州、海南、雲南等地區，上述區域 用電負荷和集中度相對偏低，非晶變壓器節能降耗的作用更為明顯。

在電力需求較為旺盛的海外市場，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展，國際市場中非晶變壓器的需求和發 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展和使 用非晶變壓器，但由于缺少相關制造企業，非晶帶材的供應主要依賴于日立金屬公 司，非晶變壓器的生産和制造也主要集中于國外大型公司。 北美地區，美國、墨西哥、加拿大等國家的知名變壓器企業一直穩定生産非晶 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，考慮到大陸非晶帶 材生産、非晶變壓器制造等已成長為全球第二大供應鍊，已開始從中國采購成本效益 更高的非晶帶材及非晶鐵芯。歐洲地區缺乏非晶帶材生産企業和非晶鐵芯的生産 配套能力，非晶變壓器的制造依賴進口，生産周期長，成本高，發展緩慢。

從區域來看，亞太将成為全球配電變壓器最大的區域市場，主要受該地區輸配 電基礎設施、工業投資加大以及老化的配電裝置替換等驅動，其中印度、南韓、日 本對非晶變壓器的需求穩定，菲律賓、越南、中國台灣等國家和地區，受其地方電力系 統的産業政策支援，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、裝置以及進口非晶變壓器。 根據據南韓電力公司（KEPCO）的資料統計，2019 年南韓電力公司招标配電 變壓器約 7 萬台，其中矽鋼變壓器占比約 70%，非晶變壓器占比接近 30%；2020 年，南韓電力公司招标配電變壓器數量進一步增長至約 11.6 萬台，其中矽鋼變壓 器約 7 萬台、占比約 60%，非晶變壓器約 4.6 萬台、占比上升至接近 40%，非晶 變壓器的采購數量和市場佔有率呈上升趨勢。

配電投資力度不減，非晶變壓器增量需求有保證。随着大陸用電量的持續增長， 疊加重大工程的建設實施，将促進電力投資保持較高水準，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裝置進入更新換代周期，配電網領域 産生持續的建設投資需求。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，投資額曆史首次突破 5000 億元，同 比增長 8.84%。伴随着“十四五”規劃的推出、特高壓電網陸續投運、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。

從變壓器産量來看，2016-2018 年受輸配電價格下降等因素影響，國内變壓 器産量小幅減少，2019 年總産量規模有所回升，2020 年受新冠疫情影響，大陸 變壓器總産量規模略微下降，降至 17.4 億千伏安，但較之前年份有所回升。根據 前瞻産業資訊網，随着大陸各地特高壓項目相繼落地，未來幾年大陸電力變壓器市 場将呈現出階段性的新增長趨勢，預計全國變壓器産量将繼續保持 2.5%的增長勢 頭，到 2026 年大陸變壓器産量規模将突破 20 億 KVA。預計變壓器産量的穩步增 長會對非晶合金變壓器不斷帶來新增需求。

考慮到非晶變壓器更适用于農村電網等長期低負載地區，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，主要由于所覆寫地區農村面積占比更 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将達到 60%。 3）2019 年大陸非晶帶材産量為 9.97 萬噸，對應變壓器容量約為 0.26 億千 伏安，占據 2019 年大陸變壓器總産量規模 17.6 億千伏安的比例約為 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，考慮到雙碳目标下，農網 節能潛力較大，預計農網建設中，非晶變壓器滲透率将穩步提升。（報告來源：未來智庫）

3.2 使用者工程變壓器：新基建建設推進，增量需求可期

受新基建投資帶動，非晶變壓器應用于使用者工程領域的市場空間廣闊。“新基建”主要涉及 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、 大資料中心等領域，相關領域投資建設将帶動大批量使用者工程端幹式變壓器需求。 考慮到新基建項目大多用電量較大，且用電不均衡、運作負載率低，帶來電源能量 變換上的高效率需求，非晶幹式變壓器能大幅降低供電系統能耗，契合相關需求， 預計相關投資建設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營運成本。 根據 QY Research 研究報告，2016 年-2020 年，中國軌道交通變壓器市場規模 從 40.87 億元增長至 71.11 億元，複合增長率為 14.85%，裝機容量從 0.54 億千 伏安增長至 0.95 億千伏安，複合增長率為 15.17%，保持穩定增長，預計 2021 年 至 2027 年軌道交通變壓器市場規模仍将保持持續增長趨勢，2027 年市場規模有 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 年中國資料中心變壓器市場規 模從 47.23 億元增長至 170.77 億元，複合增長率為 37.89%，裝機容量從 0.63 億 千伏安增長至 2.28 億千伏安，年複合增長率為 37.93%，預計 2021 年至 2027 年 資料中心變壓器市場規模仍将保持高速增長，2027 年市場規模有望超過 1100 億 元，裝機容量接近 15 億千伏安。 機房電費占據資料中心營運總成本的一半以上，非晶合金變壓器相較普通幹 式變壓器的相關技術參數，空載損耗可下降 65%~70%，高速增長的資料中心領 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 已經開始使用非晶合金變壓器來替代原矽鋼變壓器，随着大陸對資料中心等新型 基礎設施建設力度的加大和建設進度的加快，應用于資料中心的非晶變壓器市場 需求有望持續增長。

新能源車行業快速發展，充電站、充電樁作為配套設施需求空間廣闊，大規模 充電樁的鋪設将帶來幹式變壓器增量需求，相比傳統幹式變壓器，非晶變壓器更适 合新能源汽車充電站大功率充電的使用要求。根據 wind 資料顯示，2021 年末我 國公共和專用充電樁保有總量為 114.7 萬台，新增數量為 34.0 萬台，新增裝機同 比增長 16.69%，2016-2021 年新增充電樁複合增速為 29.91%，行業處于高速發 展階段。目前大陸新能源車配樁率仍然較低，随着新能源私家車的普及，将帶動私 人充電樁需求的放量增長，新能源充電樁将受益于電動車銷量高增長和配樁率的 提升，進而為非晶節能變壓器市場不斷帶來增量需求。

我們基于以下假設，對使用者工程端幹式變壓器用非晶合金市場需求進行了預 測： 1）根據《基于 IPSO 的非晶合金幹式變壓器優化設計》中資料，1 台規格為 315 千伏安的幹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，機關千伏安的幹式變壓器容量所需非晶鐵芯品質約為 3.8kg。 2）根據雲路股份招股說明書， 2020 年全球非晶變壓器中幹式非晶變壓器占 比約為 13.42%，以此計算 2019 年大陸非晶帶材 9.97 萬噸産量中用于幹式變壓 器的産量為 1.34 萬噸。按照機關千伏安變壓器容量所需非晶鐵芯品質 3.8kg 計算， 對應變壓器容量為 352.6 萬千伏安，占據 2019 年大陸幹式變壓器總産量規模 2.73 億千伏安的比例約為 1.3%，按照變壓器容量計算，目前幹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電、軌道交通等分散負載場景較多，資料中 心使用者對變壓器能耗要求大幅提升，預計非晶幹式變壓器滲透率将逐漸提升。

綜上，目前非晶鐵芯用作外網變壓器鐵芯在軌道交通、資料中心等領域應用發 展較快，此外新能源發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、資料中心、新能源發電領域幹式變壓器采購帶來非晶材料需求分别由目 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 能效限定标準更新帶來替換需求，刺激非晶占比提升

變壓器能效限定标準更新，目标引導非晶變壓器采購量上升。2021 年 6 月 1 日國家強制标準《電力變壓器能效限定值及能效等級（GB20052-2020）》正式實 施，與原标準相比，35-350kV 電力變壓器空載損耗下降 20-45%，負載損耗下降 5-10%，根據與該标準相比對的，由工信部等三部委聯合印發的《變壓器能效提升 計劃（2021-2023 年）》，當年新增高效節能變壓器占比将達到 75%以上，到 2023 年，高效節能變壓器在網運作比例提升 10 個百分點，預計在能效标準不斷更新的 趨勢下，非晶變壓器将迎來存量替換更新需求和新增采購量占比的提升。

4. 納米非晶：綜合性能優異，受益于下遊需求更新

4.1 電力電子元器件領域，順應高頻、內建趨勢

納米晶合金可用于生産電力電子元器件。電力電子元器件主要用于電力裝置 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裝置，用于實作電能和磁能互相轉換， 廣泛用于各種電能變換裝置，下遊包含家用電器、新能源汽車、通訊、能源、醫療 等諸多領域。 磁性電子元器件所用的軟磁材料經曆了金屬軟磁、鐵氧體軟磁、非晶、納米晶 軟磁的不斷更新的過程，産品正向高頻化、高效率、低損耗、小型化、集約化等方向發展，例如新能源發電、新能源汽車、無線充電需求等新形态能源應用的快速發 展帶來了從發電、輸配電、儲電、節電各個環節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、內建化趨勢帶來的需求。軟磁材料的損耗可非為磁滞損耗、渦流 損耗和剩餘損耗，其中磁滞損耗随頻率線性增加，渦流損耗随頻率幂次增加，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，相同電氣名額下元器件體積可越小，更能滿足輕薄化、內建化趨勢。

納米晶的綜合性能在所有軟磁材料中最優，與矽鋼和鐵基非晶相比，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定 性，對于電阻率較低的矽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争。傳統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，鐵氧體的居裡溫度較低，熱穩定性差，溫度升高後會 使其飽和磁感強度進一步降低，工作狀态不穩定。

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、內建化趨勢帶來的需求。軟磁材料的損耗可非為磁滞損耗、渦流 損耗和剩餘損耗，其中磁滞損耗随頻率線性增加，渦流損耗随頻率幂次增加，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，相同電氣名額下元器件體積可越小，更能滿足輕薄化、內建化趨勢。 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，大陸作為 全球最大的鐵氧體軟磁生産國，根據 QY Research，2020 年大陸鐵氧體産量為 21 萬噸，而納米晶産量僅為 1.02 萬噸，産量占鐵氧體産量比例不足 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展 趨勢》，2015-2019 年全球納米晶軟磁材料市場規模呈現持續增長的态勢，産量 從 2.15 萬噸增長至 3.02 萬噸，市場規模從 1.65 億美元增長至 2.42 億美元， 年均複合增長率達到 10.05%，2015-2019 年國内納米晶産量由 0.67 萬噸增長至 1.03 萬噸，市場規模從 0.46 億美元增長至 0.75 億美元，年複合增長率為 12.7%。

納米晶下遊應用目前仍主要為家電等傳統領域，整體規模較小，最為新一代高 性能軟磁，未來市場增長空間充足。在低碳節能趨勢下，其應用于節能家電、消費 電子等傳統領域，可降低損耗，提高磁芯效率，對節約能源具有重大意義；在新興 領域中，随着 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 更新、無線充電技術的發展，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，納米晶材料将助推電力電子、新能源汽車、資訊通訊等戰略新興産業向高 頻、高效、小型化、輕量化和低能耗方向不斷發展。

4.1 高性能需求領域快速發展，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、電控系統、充電系統，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 隻，高端汽車的用量達到 10000 隻/輛，且仍在繼續增長。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，大陸新能源汽車銷量為 131 萬輛，同比增長 11.97%， EVTank 統計，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 1800 萬輛，将帶動汽車磁性元器件市場規模的不斷 增長。

在 5G 基站建設中，5G 的高傳輸速度和廣覆寫特性要求 5G 關鍵電感器具備 容量範圍大、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 實作更大的輸出功率和更高的工作頻率，且在媒體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、 媒體濾波器等可以滿足 5G 基站建設要求。 大陸 5G 牌照發放于 2019 年 6 月，據工信部統計公告，2019 年底大陸共建 成 5G 基站超 13 萬個，截至 2021 年底大陸已累計建成并開通 5G 基站 142.5 萬 個。根據工信部“十四五”規劃，力争 2025 年實作每萬人擁有 5G 基站數達到 26 個，實作城市和鄉鎮全面覆寫。根據前瞻産業研究院的推算，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，預計将充分 拉動高性能納米晶軟磁需求。

在光伏發電領域中，納米晶薄帶材可用作太陽能光伏逆變器，并網光伏逆變器 是光伏系統的核心功率調節器件，主要電磁元件包括輸出濾波電感、共模電感及隔 離變壓器等。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、節能等特點，随着電開關頻率的逐漸提高，非晶磁芯在大功率光伏逆變器的 優越性将逐漸展現。 截至 2021 年底，大陸光伏行業累計裝機量 305.99GW，累計新增裝機量 54.88GW，同比增長 21.86%。據中國光伏行業協會預測，“十四五”期間年均新 增裝機 70-90GW。根據 CPIA 預測， 逆變器作為光伏發電系統中的核心裝置， 市場規模将随着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。

在家電節能領域中，2020 年頒布的《房間空氣調節器能效限定值及能效等級》 大幅提升了空調能效準入要求：新國标 1 級能效标準的名額已達到國際領先水準。 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)相當于原能效标準的 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，應用範圍廣、安全性高、無端口限制、使用便捷等優勢。軟磁材料為無線 充電發射和接收兩端與線圈相貼合的磁性片狀輔材，在無線充電産業鍊中價值量 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 可實作尺寸高精度、高頻化和輕薄化，在手機領域占據優勢，鐵氧體在電動車無線 充電等大功率應用上具有成本優勢。

根據 wind 和産業線上資料顯示，2016 年至 2021 年大陸空調銷量由 1.08 億 台增長至 1.52 億台，年複合增長率為 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，伴随能耗标準趨嚴，節能 效果更差的低頻空調将逐漸淘汰，高效能的變頻空調将逐漸成為市場主流，高性能 材料納米晶的滲透率有望逐漸提升。 根據智研咨詢資料，2015 年至 2019 年，全球無線充電市場規模從 17 億美 元增長至 86 億美元，年複合增長率達到 49.97%，2024 年，全球無線充電市場規 模有望達到 150 億美元，無線充電的快速發展為納米晶材料的應用打開需求空間。

結合雲路股份招股說明書資訊，根據下遊行業的發展規模，我們對重點領域納 米晶市場需求量進行測算。目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%（參考納米晶産量占鐵氧體産量比 例估計資料）。 在無線充電領域，根據智研咨詢，預計到 2024 年大陸無線充電領域市場規模 将達到 150 億美元，假設 2025 年繼續保持 6%的曆史複合增速增長，則 2025 年 無線充電市場規模為 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 米晶薄帶材價格 4.5 萬元/噸（參考雲路股份 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 資料到 2025 年全球光伏新增裝機量可達 270GW，根據雲路股份招股說明書，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漸提升至 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，預計大陸無線充電、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 均複合增長率達 30.67%。

5. 重點公司分析

5.1 雲路股份：非晶帶材行業龍頭，成長性逐漸凸顯

雲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、生産和銷售，為行業龍頭，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、磁性粉末三大業務闆塊，相關産 品主要用于配電工程、消費電子、新能源發電、新能源汽車、家電等領域。公司在 非晶、納米晶産品上擁有技術優勢，并在磁性粉末領域不斷奮起直追、尋求突破。 非晶材料産品性能居行業前列。1）非晶帶材産品，在帶材厚度、電阻率、居 裡溫度等性能名額方面優于日立金屬，在機關鐵損、電阻率、飽和磁通密度等性能 名額方面優于安泰科技；2）非晶鐵芯産品在機關損耗名額方面與安泰科技相當、 優于日立金屬，勵磁技術名額優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準性。

納米晶研發多次突破，性能國内領先。1)公司為國内首個突破 14μm 技術關 卡的企業，研發生産出 10-12μm 的納米晶産品，解決了高端裝備制造“卡脖子” 的材料難題；2)在國内行業幾乎不能生産寬度超過 80mm 的産品的情況下，公司 專注技術突破，産品寬度可達 120-150mm；3)公司擁有國内首創單次連鑄生産超 薄帶納米晶 3 噸以上的連鑄技術，遠高于行業 200kg 左右的平均水準。公司的納 米晶超薄帶産品在關鍵名額上整體優于主要競争對手。

磁性粉末産品尚處于起步階段，自主研發實作技術突破。1）公司磁性粉末闆 塊主要包括霧化粉末和破碎粉末産品，以及使用磁性粉末所加工生産而成的磁粉 芯。公司霧化粉末産品的市場占有率為 0.27％，距離日立金屬、安泰科技、鉑科 新材等行業龍頭企業仍有一定差距。2）基于磁性材料領域的技術積累，公司成功 研發霧化粉末産品并逐漸量産。公司自主研發出的高溫、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 内應力，使得粉末顆粒内外受力更均勻，納米級絕緣塗層顆粒包裹技術大幅降低了 非晶、納米晶磁粉制得産品的磁損特性。

非晶貢獻主要業績，納米晶、磁性粉末釋放增長潛力。2021 年三大闆塊非晶 合金、納米非晶、磁性粉末的營業收入分别為 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%。由于公司産能釋放和下遊需求增 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别貢獻了 1.31 億元/0.51 億元，營收占比分别增加為 22.61%/8.96%，毛利占比分别增至 31.87%/2.50%。

公司産品逐漸打開海外市場。公司非晶帶材及制品遠銷北美、西歐、東南亞和 東亞地區，尤其是印度、南韓、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%。随着公司産能不斷釋 放，産品研發持續推進，産業布局愈加完善，未來公司國際市場的競争力有望進一 步提升。

下遊需求旺盛，産能使用率處于高位。根據公司招股說明書資料顯示，公司目 前非晶合金薄帶設計年産能為 6 萬噸，納米晶超薄帶設計年産能為 3600 噸，非晶 合金薄帶産能使用率主要受下遊變壓器行業波動的影響，近年來納米晶相關産品 在消費電子，新能源車領域的拓展良好，産能使用率較高。

從盈利能力來看，1) 非晶帶材業務，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化、減少貴金屬使用，使納米晶超薄帶的全年機關成本下 降 4.07%。3)磁性粉末業務，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，産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，上遊金屬價格變化會使公司産品毛利率出現波動。随着成 本逐漸傳導、下遊景氣度提升和産能釋放帶動規模效應，公司盈利能力将得到改善。

首次公開發行募集資金投向主營産品項目，擴産提質增加産品競争力。1）公 司拟投資萬噸級非晶合金閉口立體卷産業化項目。傳統的非晶平面鐵芯變壓器存 在噪音偏大、抗突發短路能力差等問題，公司推出的新一代非晶立體卷鐵芯采用立 體三角形結構，具有三相磁路完全對稱、抗突發短路能力強、噪音低、節能效果顯 著等特點，可進一步增強非晶鐵芯相對于矽鋼鐵芯的競争優勢。2）公司未來也将 進一步擴大納米晶産能，高性能超薄納米晶帶材及其器件産業化項目投産後可形 成 5000 噸納米晶相關制品産能，較原有産能實作翻倍以上增長。3）在較為薄弱 的磁性粉末方面，高品質合金粉末制品産業化項目将提升公司磁性粉末産品品質 和生産規模，助力公司加速追趕領域内其他領先企業。（報告來源：未來智庫）

5.2 安泰科技：非晶材料研發先驅，面向高端企業

國内發展領先，深度布局新材料領域。安泰科技由中國鋼研科技集團有限公司 發起，成立于 1998 年 12 月，于 2000 年 5 月上市。2021 年，公司四大業務闆 塊先進功能材料及器件、特種粉末冶金材料及制品、高品質特鋼及焊接材料、環保 與高端科技服務業的營收占比分别為 36.86%、32.75%、21.65%以及 8.72%。公 司未來将進一步聚焦優勢産業，發展兩大核心産業。 2021 年兩大核心産業“難溶鎢钼為核心的高端粉末冶金及制品”和“稀土永 磁為核心的先進功能材料及器件”的營業收入占比達到 69.61%，未來比重有望進 一步提高。

通過剝離虧損業務，業績穩步提升。2016 年以來受焊接、 非晶、熱等靜壓等 業務的拖累，歸母淨利潤出現下滑，2018 年因對部分扭虧無望的業務進行調整和 剝離，導緻公司業績出現了較大虧損，2019 年公司通過調整股權結構、壓縮産能 進一步優化産品結構，并借助了新能源車和智能手機快速發展的契機，聚焦“難熔 鎢钼”和“稀土永磁”兩大優勢産業，同時布局環保和氫能領域，實作扭虧為盈。 2021 年，公司持續推進優勢産業的發展，尤其是大力推廣非晶和納米晶材料 在“新基建”中的應用，結合嚴格的内部成本控制，實作營業收入 62.72 億，同比 增長 35.96%；淨利潤 2.61 億元，同比增長 68.39%。2021 年，安泰非晶業務加 快調整産品結構，加大高端應用市場開拓力度，實作新簽合同額同比增長 40%， 其中海外訂單首次突破 1 億元。為更好地發揮公司非晶産業的整體優勢，實作三 地業務協同，公司在年末調整非晶業務組織結構，通過模拟事業部管理方式，建立 非晶産業的一體化管理體系，提高效率，提升效益。

公司為國内非晶、納米晶軟磁材料的研發先驅，産品面向高端企業。2010 年 初安泰科技成功突破國外技術封鎖，在國内首次實作非晶合金帶材量産化，使中國 成為世界第三個能夠自主生産非晶帶材的國家。公司 2014 年擁有非晶帶材産能 4 萬噸，且當年啟動了 1.2 萬噸新産能建設，由于 2016 開始國網對配電變壓器 采購力度下滑，疊加行業競争加劇，導緻新項目投産後出現虧損，2019 公司減資 部分虧損非晶業務，調整業務結構，目前公司擁有非晶帶材産能約 4 萬噸，原有 納米晶帶材産能約為 3000 噸/年。 公司的非晶帶材除用于變壓器鐵芯，還用于蘋果手機 SIM 卡托以及 Lightening 插槽等金屬零部件。随着無線充電的發展，作為全球高端納米晶材料 供應商，安泰科技為三星、小米、華為等高端企業的無線充電接收端提供材料。 2019 年安泰科技的納米非晶全球市占率達到 9.01%，超過德國 VAC，位居世界第 二。

納米晶未來需求廣闊，公司打開成長空間。公司所生産的納米晶帶材産品已基 本覆寫大功率高頻鐵芯市場，且随着國家高鐵網和城市地鐵網的大力建設，大功率 主變鐵芯需求也會逐漸擴大進而導緻納米晶帶材的需求上升。未來公司将繼續以 市場為導向，關注主流使用者需求，大力推廣超薄納米晶帶材，适度加大下遊器件開 發，延伸産業鍊、充分釋放産能，實作納米晶鐵芯在光伏儲能、新能源汽車和節能 環保等領域的應用拓展。

（本文僅供參考，不代表我們的任何投資建議。如需使用相關資訊，請參閱報告原文。）

精選報告來源：【未來智庫】。