20220617-东方证券-铂科新材-300811.SZ-铂科新材首次覆盖报告从胜利走向新的胜利.pdf

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1、 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 铂科新材 300811.SZ 公司研究 | 首次报告 公司公司以以合金软磁粉芯产品为主合金软磁粉芯产品为主,全球市占率第三,国内市占率第一,全球市占率第三,国内市占率第一,随着随着项目逐步项目逐步投产行业地位进一步巩固。投产行业地位进一步巩固。公司 95%以上的营收来自合金软磁粉芯,是国内唯一一家以合金软磁粉芯产品为主的上市公司。全球软磁粉芯市场集中度高,公司全球市占率第三,仅次于美磁和昌星。公司在国内市占率第一,目前河源项目正在建设中,预计公司 20

2、24 年的建成产能 5.8 万吨/年,行业地位将进一步巩固。 新能源引领下游需求新能源引领下游需求,预计,预计 2025 年年全球全球金属软磁粉芯市场总规模将达金属软磁粉芯市场总规模将达 81 亿元,亿元,2021-2025 年年 CAGR 约为约为 18%。合金软磁材料具有高饱和磁通密度及优异的高频损耗特性,能够顺应终端需求大功率、低损耗、小型化的趋势,在各终端领域应用广泛,预计 2025 年全球金属软磁粉芯市场总规模将达 81 亿元,2021-2025 年 CAGR约为 18%。 技术实力超群技术实力超群,盈利能力大幅领先行业,盈利能力大幅领先行业。公司掌握高端气雾化合金粉末制备的核心技术

3、,压制成型后的软磁粉芯产品具有更低的磁芯损耗、更优秀的直流偏置特性,超越国际龙头水平,能够顺应软磁粉芯的国产替代趋势。依托制粉制芯一体化生产,公司成本控制能力强,吨毛利水平大幅领先于行业。 公司最新产品能够替代部分铁氧体,公司最新产品能够替代部分铁氧体,携手英飞凌携手英飞凌开拓百亿级开拓百亿级贴片贴片电感市场,打造电感市场,打造第第二增长极二增长极。2021 年公司与全球最大的功率半导体生产商英飞凌正式建立合作伙伴关系,为其提供金属磁粉芯、芯片电感元件等产品。传统的 IGBT 电感主要采用软磁铁氧体,据 Yole 预测,2026 年全球 IGBT 用电感的市场规模或将超过百亿人民币。数据中心的

4、 IT 设备要求电源系统,提高功率密度、降低损耗、提高散热效率,因此要求其电子元器件向小型化发展。公司的 NPX 铁硅 4 代等磁粉芯产品在 MHz 级频率的损耗接近于铁氧体,同时可节约 70%的体积空间,有望在芯片电感方面形成对铁氧体形成优势替代,打造第二增长极。 我们预测公司 2022-2024 年每股收益分别为 1.97 元、2.66 元、3.41 元,根据可比公司 2022 年 56 倍 PE 的估值,对应目标价为 110.32 元,首次覆盖给予买入评级。 风险提示风险提示 在建项目产能投放不及预期风险。在建项目产能投放不及预期风险。合金软磁粉芯价格合金软磁粉芯价格、销量、销量不及预期

5、风险。不及预期风险。原材料价格原材料价格大幅上涨风险。大幅上涨风险。假设条件变化影响测算结果。假设条件变化影响测算结果。 2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 营业收入(百万元) 497 726 1,049 1,423 1,858 同比增长(%) 23.4% 46.1% 44.5% 35.6% 30.6% 营业利润(百万元) 127 140 237 320 410 同比增长(%) 28.7% 10.3% 70.0% 34.7% 28.1% 归属母公司净利润(百万元) 107 120 205 276 354 同比增长(%) 25.9% 12.9% 70.2% 34.8% 2

6、8.3% 每股收益(元) 1.03 1.16 1.97 2.66 3.41 毛利率(%) 38.9% 33.8% 36.9% 36.6% 36.4% 净利率(%) 21.4% 16.6% 19.5% 19.4% 19.1% 净资产收益率(%) 13.0% 13.0% 18.7% 20.7% 21.5% 市盈率 88.7 78.6 46.2 34.3 26.7 市净率 11.0 9.5 7.9 6.4 5.2 资料来源:公司数据.东方证券研究所预测.每股收益使用最新股本全面摊薄计算. 盈利预测与投资建议 核心观点 公司主要财务信息 股价(2022年06月16日) 91.15 元 目标价格 110

7、.32 元 52 周最高价/最低价 116.72/45.71 元 总股本/流通 A 股(万股) 10,368/5,048 A 股市值(百万元) 9,450 国家/地区 中国 行业 有色金属 报告发布日期 2022 年 06 月 17 日 1 周 1 月 3 月 12 月 绝对表现 3.11 25.29 16.14 102.77 相对表现 7.79 20.8 12.37 129.47 沪深 300 -4.68 4.49 3.77 -26.7 刘洋 021-63325888*6084 执业证书编号:S0860520010002 从胜利走向新的胜利 铂科新材首次覆盖报告 买入(首次) 更多投研资料

8、公众号:mtachn 铂科新材首次报告 从胜利走向新的胜利 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 2 目录 一、公司概况:专注金属软磁粉芯的龙头企业 . 6 1.1 公司简介:产品主要应用于新能源及节能环保领域 . 6 1.2 经营概况:绝大部分营收来自金属软磁粉芯产品 . 7 二、软磁粉芯:需求增长迅速,行业龙头集中度高 . 9 2.1 概述:软磁粉芯优于其他软磁材料,广泛用于各种电能变换设备 . 9 2.2 下游需求:新能源引领下,预计 2025 年全球市场规模或达 81 亿元 . 12

9、 2.3 行业格局:全球市场集中度高,铂科新材在国产厂商中异军突起 . 22 三、公司优势:产品性能全球领先,产能扩充乘胜追击 . 25 3.1 研发:坚定研发投入,产品性能全球领先 . 25 3.2 盈利:制粉制芯一体化生产,吨毛利行业领先 . 31 3.3 产能:募投项目逐步释放,产能接近翻倍 . 33 四、芯片电感:携手英飞凌,培育第二增长极 . 35 4.1 市场拓展:为什么选择英飞凌? . 35 4.2 应用延伸:英飞凌为什么需要铂科? . 37 盈利预测与投资建议 . 42 盈利预测 . 42 投资建议 . 43 风险提示 . 43 更多投研资料 公众号:mtachn 铂科新材首次

10、报告 从胜利走向新的胜利 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 3 图表目录 图 1:铂科新材股权结构(截至 2022 年一季报) . 6 图 2:公司上下游产业链 . 7 图 3:公司历史沿革及大事纪 . 7 图 4:公司营业收入及增速 . 8 图 5:公司归母净利润及增速 . 8 图 6:公司营业收入结构(按产品). 8 图 7:公司营业收入构成(按下游行业) . 8 图 8:软磁材料分类. 9 图 9:软磁材料的发展历程 . 10 图 10:磁粉芯的生产工艺过程示意图 . 10 图 1

11、1:软磁粉芯的特点和优势. 11 图 12:电感变压器输出功率和磁芯尺寸的关系 . 12 图 13:软磁铁氧体和软磁粉芯的性能及应用范围 . 12 图 14:金属磁粉芯产品应用在光伏逆变器 . 13 图 15:至 2021 年全球光伏累计装机容量达 843GW,我国占比 36%(单位:GW) . 13 图 16:我国各类型光伏逆变器市占率 . 14 图 17:交流耦合光伏储能系统 . 15 图 18:金属磁粉芯产品应用在 UPS . 16 图 19:新能源汽车及充电桩中软磁材料的应用部位 . 18 图 20:全球新能源汽车销量及构成(单位:万辆) . 18 图 21:2020 年全球新能源汽车

12、的渗透率升至 3.9%(单位:万辆) . 19 图 22:金属磁粉芯产品应用在变频空调 PFC 模块 . 20 图 23:我国变频空调产销量(单位:万台) . 21 图 24:我国家用变频空调渗透率 . 21 图 25:2020 年全球软磁粉芯市场份额占比 . 22 图 26:2020 年主要软磁粉芯厂商在国内的销售额 . 23 图 27:2021 年底国内主要公司软磁粉芯产能(单位:吨/年) . 23 图 28:公司历年获得专利构成(截至 2021 年 10 月) . 25 图 29:研发人员数量及占比 . 26 图 30:研发费用及营业收入的比重(单位:万元) . 26 图 31:公司雾化

13、平台和制粉核心技术流程 . 28 图 32:各厂家主流合金软磁粉芯系列的磁芯损耗参数对比(单位:mW/cm3) . 30 图 33:各厂家主流合金软磁粉芯系列的直流偏置参数对比(单位:%) . 30 图 34:公司与美磁同类磁粉芯产品磁芯损耗对比 . 31 更多投研资料 公众号:mtachn 铂科新材首次报告 从胜利走向新的胜利 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 4 图 35:公司与美磁同类磁粉芯产品直流偏置特性对比 . 31 图 36:公司软磁粉芯产品系列迭代示意图 . 31 图 37

14、:每吨软磁材料售价(单位:万元/吨) . 32 图 38:每吨软磁材料毛利润(单位:万元/吨) . 32 图 39:公司主营业务成本构成(单位:万元) . 32 图 40:2021 年前三季度公司直接材料构成 . 32 图 41:2019 年,软磁粉芯吨成本构成分析(单位:万元/吨) . 33 图 42:公司合金软磁粉芯产品的产销量及产销率(单位:吨) . 33 图 43:公司合金软磁粉芯产品产能及预测(单位:吨/年) . 34 图 44:英飞凌历代芯片结构图 . 35 图 45:2020 年英飞凌全球功率半导体市占率第一 . 36 图 46:2020 年英飞凌全球微控制器市占率第四 . 36

15、 图 47:英飞凌在 IGBT 各细分市场中处优势地位(2020 年数据) . 36 图 48:2020 年全球 IGBT 市场下游应用占比 . 37 图 49:2026 年全球 IGBT 市场规模将达到 84 亿美元(单位:亿美元) . 37 图 50:TDK 电感与英飞凌 IGBT 元件价格对比(2022 年 5 月市场价,单位:元) . 37 图 51:全球服务器年增加量(单位:GW) . 38 图 52:全球数据中心市场规模(单位:亿美元) . 38 图 53:中国数据中心耗电量及全社会用电量占比 . 38 图 54:2019 年中国数据中心各系统能耗占比 . 38 图 55:包含 C

16、oolGaN 的 1000W PSFB-CDR 电路板 . 39 图 56:铂科-NPX 具有更低的磁芯损耗 . 39 图 57:铂科-NPX 的饱和磁通密度相对较高 . 39 图 58:包含 CoolGaN 的 AUDAMP24 电路板 . 40 图 59:NPX 铁硅磁粉芯与铁氧体的损耗相当 . 41 图 60:公司 NPX 磁粉芯与 EATON 铁氧体的损耗相当 . 41 表 1:常用软磁材料的性能参数对比. 10 表 2:典型软磁材料在高频应用下的性能特点 . 11 表 3:主要光伏逆变器厂商 2020 年以来扩产计划 . 14 表 4:2025 年全球光伏逆变器金属软磁粉芯市场规模将

17、达 18 亿元 . 15 表 5:2025 年全球储能逆变器金属软磁粉芯市场规模将达 10 亿元 . 16 表 6:2025 年全球 UPS 金属软磁粉芯市场规模将达 20 亿元 . 17 表 7:2025 年全球新能源汽车金属软磁粉芯市场规模将达 8 亿元 . 19 表 8:2025 年全球新能源汽车充电桩金属软磁粉芯市场规模将达 3 亿元 . 20 表 9:2025 年全球变频空调金属软磁粉芯市场规模将达 11 亿元 . 21 更多投研资料 公众号:mtachn 铂科新材首次报告 从胜利走向新的胜利 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代

18、表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 5 表 10:2025 年全球金属软磁粉芯市场空间合计将达 81 亿元 . 22 表 11:国内其他主要磁粉芯产能(截至 2021 年) . 23 表 12:国内主要软磁材料龙头扩产计划 . 24 表 13:软磁粉芯供需边际变化(单位:万吨) . 24 表 14:2021 年限制性股票激励计划分配情况表 . 26 表 15:不同形状粉末制成磁粉芯后性能比较 . 27 表 16:相较于其他厂商,铂科新材的常规铁硅系合金软磁粉末粒径更细 . 28 表 17:铂科新材的超细粉末比昌星粒度更低,比安泰科技氧含量更低 . 29 表 18:国内各主要厂商

19、基本覆盖了主流的合金软磁粉芯产品 . 29 表 19:公司募投项目明细 . 34 表 20:1000W PSFB-CDR 电路板包含的电感 . 39 表 21:金属粉芯电感与传统铁氧体电感对比 . 41 表 22:可比公司估值表 . 43 表 23:不同销量、单价假设下公司 2022 年归母净利润敏感性分析 . 43 更多投研资料 公众号:mtachn 铂科新材首次报告 从胜利走向新的胜利 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 6 一一、公司概况、公司概况:专注:专注金属软磁粉芯金属软磁粉芯

20、的龙头企业的龙头企业 1.1 公司简介:产品主要应用于新能源及节能环保领域 深圳市铂科新材料股份有限公司(简称“铂科新材”)成立于2009年,公司是经认定的国家级高新技术企业,自设立以来一直从事合金软磁粉、合金软磁粉芯及相关电感元件产品的研发、生产和销售,产品和解决方案广泛应用于变频空调、光伏发电、UPS、新能源汽车、充电桩等众多新兴领域。公司的客户主要为服务电能变换的电子元件、电气设备制造商,公司客户的主要服务对象包括 ABB、伊顿(EATON)、华为、格力、美的、比亚迪等国内外知名企业。 公司实际控制人为杜江华先生,拥有公司实际控制人为杜江华先生,拥有惠州和惠州和河源两大生产基地河源两大生

21、产基地。公司的实际控制人为杜江华,直接持股比例为 2.53%,通过摩码投资间接持有公司股权的 27.87%,合计实际控制公司 30.4%的股份,成为公司第一大股东。第二大股东为郭雄志,持股占比为13.43%,是公司的核心技术人员之一。公司目前拥有 4 家全资子公司,其中惠州铂科和铂科实业为目前主要的生产企业,惠州铂科主要从事合金软磁粉、合金软磁粉芯及相关电感元件产品的生产,铂科实业从事合金软磁粉的生产与销售。成都铂科的设立利于吸纳当地研发人才资源、发挥相关运营成本的优势,进一步提升产品研发和西部市场开拓的效率;河源铂科拟分两期在河源江东新区投资建设高端合金软磁材料生产基地。 图 1:铂科新材股

22、权结构(截至 2022 年一季报) 数据来源:公司公告,东方证券研究所 公司生产的合金软磁材料主要应用于新能源及节能环保领域。公司生产的合金软磁材料主要应用于新能源及节能环保领域。公司上游行业主要为钢铁行业、硅制造业、铝制造业、铜行业。铁是生产磁粉和磁芯的重要原材料之一,铁的价格直接影响公司合金软磁粉和合金软磁粉芯的制造成本。铜铝导线是电感元件的重要原材料之一,铜铝价格也直接影响公司电感元件的制造成本。公司生产的合金软磁材料主要应用于新能源及节能环保领域,具体包括光伏发电、变频空调、新能源汽车、充电桩、数据中心(UPS、服务器、服务器电源、通讯电源)、储能、消费电子、电能质量整治(有源电力滤波

23、器 APF)、轨道交通等领域,上述领域多为国家重点鼓励发展的行业,但其受国家政策影响较大。 深圳市铂科新材料股份有限公司深圳市铂科新材料股份有限公司郭雄志郭雄志罗志敏罗志敏广发乾和广发乾和1.00%太保个人分红太保个人分红13.43%7.22%阮佳林阮佳林7.22%3.04%陈崇贤陈崇贤2.3%铂科天成铂科天成1.92%太保普险太保普险1.50%惠州铂科惠州铂科100%铂科实业铂科实业100%成都铂科成都铂科100%河源铂科河源铂科100%摩码投资摩码投资杜江华杜江华27.87%2.53%赵野赵野孙金永孙金永54%36%10%更多投研资料 公众号:mtachn 铂科新材首次报告 从胜利走向新的

24、胜利 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 7 图 2:公司上下游产业链 数据来源:招股说明书,东方证券研究所 公司深耕合金软磁粉芯产业链,坚持研发驱动。公司深耕合金软磁粉芯产业链,坚持研发驱动。自 2009 年铂科磁材有限公司(公司前身)成立以来,公司十余年来潜心研究、推陈出新,推出一代又一代性能更加优异的磁芯系列产品,不断完善为下游市场提供的电能变换解决方案,在软磁材料市场享有良誉。2019 年,铂科新材料股份有限公司在深交所成功挂牌上市。 图 3:公司历史沿革及大事纪 数据来源:公司公

25、告,东方证券研究所 1.2 经营概况:绝大部分营收来自金属软磁粉芯产品 受益高景气行业,公司营收稳步增长。受益高景气行业,公司营收稳步增长。公司 2021 年实现营业收入 7.26 亿元,同比增长 46%,呈现高速增长态势,主要得益于光伏发电、新能源汽车等高景气行业的持续发展,以及变频空调行业的稳步增长。而 2021 年归母净利润为 1.20 亿元,同比增长 12.9%,净利润增长率低于营业收入主要是由于原材料采购价格上涨以及计提股权激励的股份支付费用 507 万元等因素。 深圳市铂科磁材有限公司成立 成功研发铁硅、铁硅铝磁粉芯并推向市场2010 通过ISO9001质量体系认证、ISO1400

26、1环境管理体系认证 通过深圳市高新技术企业认定 通过国家高新技术企业认定 FeSi二代NPH系列研发成功 完成股份制改造,更名为深圳市铂科新材料股份有限公司 获得ABB 中国区电能变换业务单元“2014-2015 年度优秀供应商”称号 惠东生产基地二期建成,年产能达1.5万吨 业内领先的FeSi三代NPA系列研发成功 通过广东省工程技术研究中心认定,授予“广东省合金软磁材料及应用工程技术研发中心”称号 获阳光电源的“战略合作伙伴奖” 深交所创业板挂牌上市 高性能铁镍NPN-LH系列研发成功 荣获国家级专精特新“小巨人” 企业称号 获阳光电源的“协同之光”奖杯 签约建设河源生产基地,产能将达2万

27、吨2009 惠东生产基地落成2011-2014201720192021201520182020更多投研资料 公众号:mtachn 铂科新材首次报告 从胜利走向新的胜利 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 8 图 4:公司营业收入及增速 图 5:公司归母净利润及增速 数据来源:公司公告,东方证券研究所 数据来源:公司公告,东方证券研究所 公司绝大部分营收来自公司绝大部分营收来自金属金属软软磁粉芯磁粉芯,产品产品主要主要应用到太阳能光伏、变频空调、新能源汽车等行应用到太阳能光伏、变频空调、新能

28、源汽车等行业。业。公司营业收入基本来自电子元器件行业,主营业务突出,具有良好的盈利能力。其中金属软磁粉芯为主要收入来源,占比始终保持在 90%以上,从 2016 年的 91.14%增加至 2021 年的93.48%,合金软磁粉、磁性电感元件及其他 2021 年的主营业务占比分别为 21.52%、0.80%、4.20%。公司的合金软磁产品应用的主要领域包括太阳能光伏、变频空调、新能源汽车及充电桩、UPS 及电能质量治理等行业,主要直接销售客户为以上各行业用户的电感元件供应厂商。 图 6:公司营业收入结构(按产品) 图 7:公司营业收入构成(按下游行业) 数据来源:公司公告,东方证券研究所 数据来

29、源:公司公告,东方证券研究所 -10%0%10%20%30%40%50%60%012345678201620172018201920202021营业收入(亿元)同比(右轴)-5%0%5%10%15%20%25%30%0.00.20.40.60.81.01.21.4201620172018201920202021归母净利润(亿元)同比(右轴)0%20%40%60%80%100%201620172018201920202021合金软磁粉芯合金软磁粉磁性电感元件其他39%38%43%51%29%27%28%16%13%13%11%12%6%5%6%9%13%17%13%13%010,00020,00

30、030,00040,00050,00060,0002018201920202021.1-9太阳能光伏变频空调UPS新能源汽车及充电桩其他更多投研资料 公众号:mtachn 铂科新材首次报告 从胜利走向新的胜利 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 9 二、二、软磁粉芯软磁粉芯:需求增长迅速:需求增长迅速,行业龙头集中度高行业龙头集中度高 2.1 概述:软磁粉芯优于其他软磁材料,广泛用于各种电能变换设备 磁性材料磁性材料易于磁化,也易于退磁,易于磁化,也易于退磁,是一种用途广泛的基础功能材料。

31、是一种用途广泛的基础功能材料。磁性材料按照磁化后去磁的难易可分为永磁材料、软磁材料以及其他。通常将内禀矫顽力大于 0.8kA/m 的材料称为永磁材料,将内禀矫顽力小于 0.8kA/m 的材料称为软磁材料。永磁材料一经磁化还能保持恒定磁性,永磁材料断电后会保留有一部分磁性,铁芯便成了一个磁场,变压器因此成了发电机,这部分额外多出来的电会对其它电器造成损害,因此电力变压器用软磁材料而不用永磁材料。软磁材料在较弱外磁场作用下,磁感应强度达到很高的数值,同时很低的矫顽磁力,易于磁化,同时也易于退磁。因此所谓“软磁”,不是材料的质地柔软,而是容易磁化而已。软磁材料包括铁氧体软磁材料、电工纯铁、电工硅钢、

32、金属软磁粉芯、非晶/纳米晶材料等,其主要功能是导磁、电磁能量的转换与传输,广泛用于各种电能变换设备中。 图 8:软磁材料分类 数据来源:我国软磁铁氧体材料与器件产业现状与发展趋势-翁兴园,募集说明书,东方证券研究所 磁性材料永磁材料软磁材料铁氧体软磁材料锰锌铁氧体材料镍锌铁氧体材料镁锌铁氧体材料锂锌铁氧体材料金属软磁材料工业纯铁及传统合金工业纯铁铁硅合金铁铝合金铁硅铝合金坡莫合金超坡莫合金金属磁粉芯铁粉芯铁硅磁粉芯铁硅铝粉芯高磁通粉芯铁镍钼合金粉芯非晶及纳米晶合金非晶合金(铁基、铁镍基、钴基等)超微晶合金其他软磁材料温敏、光敏、湿敏及磁泡材料等其他磁性材料更多投研资料 公众号:mtachn 铂

33、科新材首次报告 从胜利走向新的胜利 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 10 粉末冶金技术催生高性能的金属软磁粉芯。粉末冶金技术催生高性能的金属软磁粉芯。软磁性材料经历了几个发展阶段:从传统的软磁合金到软磁铁氧体材料,至 20 世纪 70 年代发展出了非晶/纳米晶软磁合金;粉末冶金技术催生新一代高性能软磁材料金属软磁粉芯(Magnetic Powder Core),也被称为软磁复合材料(Soft Magnetic Composites)。金属软磁粉芯以金属软磁粉末为原料,经过绝缘包覆、压制

34、成型和热处理等工艺制成磁芯元件,改善了金属软磁磁导率不够高的弱点。 图 9:软磁材料的发展历程 图 10:磁粉芯的生产工艺过程示意图 数据来源: Soft magnetic materials for a sustainable and electrified world- Silveyra et al,东方证券研究所 数据来源:软磁磁粉芯和烧结软磁材料:结构、性能、特点和应用-刘亚丕等,东方证券研究所 金属金属软磁软磁的成分和特点各异,的成分和特点各异,可根据各自的性能特点及成本选择应用场合可根据各自的性能特点及成本选择应用场合,铁氧体软磁,铁氧体软磁具有高电具有高电阻率,非常适合高频情况下

35、使用。阻率,非常适合高频情况下使用。软磁材料主要以铁氧体软磁和金属软磁这两类为主。应用较广的金属软磁有以下几种,包括纯铁(纯铁)、铁硅(93.5%Fe,6.5%Si)、铁硅铝(89%Fe,9%Si,6%Al)、铁镍(50%Ni,50%Fe)和铁镍钼(81%Ni,17%Fe,2%Mo)。这些金属软磁粉芯有着各自的特点,可根据各自的性能特点及成本选择应用场合。铁氧体软磁是以 Fe2O3为主成分的亚铁磁性氧化物,并掺杂少量非铁磁性氧化物,在一定条件下形成的固溶体,如 Mn-Zn铁氧体、Ni-Zn 铁氧体等。铁氧体软磁具有高电阻率,故非常适合高频或超高频情况下使用。 表 1:常用软磁材料的性能参数对比

36、 软磁材料 成分 饱和磁通密度 Bs(T) 磁导率 电阻率 (*cm) 居里温度 Tc() 纯铁 Fe 2.15 10-100 10-12 770 铁硅 Fe93.5Si6.5 1.6-2.12 26-90 23-80 740 铁硅铝 Fe89Si9Al6 0.9-1.1 26-160 80 500 铁镍 Ni50Fe50 1.5 14-160 40 500 铁镍钼 Ni81Fe17Mo2 0.75 14-550 60 450 Mn-Zn 铁氧体 铁氧化物和其它金属 0.3-0.55 1000-18000 107-108 120-270 Ni-Zn 铁氧体 0.2 15-2500 108-10

37、15 70 数据来源:金属软磁粉芯的现状及未来研发方向-苏海林,高 Bs 低功耗铁基软磁复合材料的制备及性能研究-赵国梁,东方证券研究所 铁氧体软磁铁氧体软磁、非晶软磁和、非晶软磁和传统软磁传统软磁各具优劣势各具优劣势。饱和磁感应强度 Bs、初始磁导率 i、居里温度Tc 等参数是描述磁性材料的重要特征参数。以纯铁为代表的传统金属软磁材料饱和磁通密度较高,软磁复合材料纳米合金(铁基和钴基)铁基和钴基非晶合金软磁铁氧体坡莫合金硅钢更多投研资料 公众号:mtachn 铂科新材首次报告 从胜利走向新的胜利 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系

38、。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 11 居里温度也高,但低电阻导致高频情况下的涡流损耗大。软磁铁氧体在高频下具有高磁导率、高电阻率、低损耗等特点,且批量生产、性能稳定、机械加工性能高,可利用模具制成各种形状的磁芯,且成本较低,产品广泛应用于通信、传感、音像设备、开关电源和磁头工业等方面。最大缺陷是饱和磁通密度明显低于其他各类软磁材料,其次是其居里温度较低,使用时温度稳定性差。非晶软磁具有较好的磁学性质,但由于其特殊的层间结构,很难被加工成各种形状复杂的磁芯。 表 2:典型软磁材料在高频应用下的性能特点 材料材料 示意图示意图 磁性材料含量磁性材料含量 小型化小型化 功率功率 效率效

39、率 可可塑性塑性 主控因素 - 磁感应强度 压制密度 磁感应强度 压制密度 磁芯损耗 电阻率 成型工艺 铁氧体 100vol% 一般 一般 很好 好 金属粉末 (Fe-Si-Al 等) 50-70 好 好 好 好 非晶软磁 (Fe-Si-B) 80-90 很好 很好 好 差 传统软磁材料 (纯铁等) 90-95 很好 很好 差 很好 数据来源:Development of Low-Iron-Loss Powder Magnetic Core Material for High-Frequency Applications- ISHIMINE et al.,东方证券研究所 软磁粉芯的特点为其广泛

40、应用带来优势软磁粉芯的特点为其广泛应用带来优势,综合性能好综合性能好。(1)高饱和磁通密度 Bs,因此在高频下使用软磁粉芯时可以减小元件的尺寸和重量,这一点对于提倡小型化、微型化的今天特别有意义。(2)高电阻率,软磁粉芯在低频到中频甚至高频下都具有低的涡流损耗 Pe 和相对较低的总损耗 Pc,因此可以在几十 Hz 到高达 30MHz 的很宽的频率范围内应用。(3)高居里温度,热稳定性强,能够适应复杂的环境温度。(4)软磁粉芯可以通过改变软磁粉末颗粒的成分、电阻率、形状、尺寸分布、填充密度、加工条件和退火工艺等方法,大范围调节性能。(5)软磁粉芯可以加工成复杂的几何形状。金属磁粉芯结合了金属和铁

41、氧体软磁材料的优势,较高的电阻率能够有效降低涡流损耗,且比软磁铁氧体具有更高的饱和磁化强度。可以说金属软磁粉芯在当今广泛应用的各类软磁材料中,是综合性能最好的软磁材料之一。 图 11:软磁粉芯的特点和优势 数据来源:软磁磁粉芯和烧结软磁材料:结构、性能、特点和应用-刘亚丕等,东方证券研究所 饱和磁化强度Ms高电阻率高,功耗Pc低居里温度Tc高高频有效磁导率e较高粉末压制成型在高频下可减小元件的尺寸、重量可应用于中高频和高频适应较高温度的使用环境对应力不敏感,可以进行各种操作大范围调节性能,外形可加工特点特点优势优势更多投研资料 公众号:mtachn 铂科新材首次报告 从胜利走向新的胜利 有关分

42、析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 12 对于追求小型化、大功率的电子元器件,软磁粉芯将会是更好的选择对于追求小型化、大功率的电子元器件,软磁粉芯将会是更好的选择。对于如何选择软磁材料,可以从以下简化过的公式入手。由于“功率=电压电流”,在电压一定的情况下,绕组圈数要尽可能的少,有利于提供较大的电流,输出更大的功率。从软磁材料本身来看,增大截面积和选择更大的磁通密度,都有利于减少绕组圈数,提高输出功率。对于元器件有小型化要求的应用领域来说,提高磁通密度是主要选择;对于大功率的应用领域来说,仅增加

43、磁芯截面积是不够的,还需要提高磁通密度。因此,对于追求小型化或大功率的应用领域,软磁粉芯相对于铁氧体将会是更好的选择。 金属磁粉芯最主要的金属磁粉芯最主要的应用是制成电感元件应用是制成电感元件,起到电能转换的作用,起到电能转换的作用,光伏、储能、变频空调、新能光伏、储能、变频空调、新能源汽车及充电桩、源汽车及充电桩、UPS 等等终端终端应用应用领域领域要求电感向小型化、高频化、高功率化发展要求电感向小型化、高频化、高功率化发展,这些应用需这些应用需求使得市场对金属软磁材料的需求持续快速增长。求使得市场对金属软磁材料的需求持续快速增长。 图 12:电感变压器输出功率和磁芯尺寸的关系 图 13:软

44、磁铁氧体和软磁粉芯的性能及应用范围 数据来源:电工之家,公司产品手册,东方证券研究所 数据来源:Development of Low-Iron-Loss Powder Magnetic Core- ISHIMINE et al.,东方证券研究所 2.2 下游需求:新能源引领下,预计 2025 年全球市场规模或达 81 亿元 新能源产业维持高景气度,合金软磁材料满足下游应用行业的新需求,应用日益广泛。新能源产业维持高景气度,合金软磁材料满足下游应用行业的新需求,应用日益广泛。光伏发电、变频空调等磁材应用的传统优势领域保持较高景气度,新能源汽车、充电桩、储能等增量应用领域开始进入快速成长期。合金软

45、磁材料具有高饱和磁通密度及优异的高频损耗特性,与下游行业出现的高频化、大功率发展的新需求相适应,近年来在光伏发电、变频空调、新能源汽车等领域得到了广泛的应用。合金软磁材料更好的满足了行业发展的需求,参与到行业发展与变革带来的机遇当中。 2.2.1 光伏发电及储能 光伏逆变器中的磁性电感元件工作温度较高,光伏逆变器中的磁性电感元件工作温度较高,要求要求功率电感的直流偏置特性较高功率电感的直流偏置特性较高、铁损低。、铁损低。金属磁粉芯在光伏逆变器的应用主要包括:Boost 升压电感和交流输出滤波电感。为了提升发电量和优化系统设计,组串式逆变器一般为两级结构,输入电压范围较宽,单相为 70-550V

46、,三相为200-1000V。前级为 BOOST 升压,要配置升压电感,后级为逆变电路,要配置滤波电感,升压电感和滤波电感是功率电感,从工作电流的角度来看,功率电感在其整个工作段内纹波电流相对绕组圈数磁芯截面积 =40000电压频率磁通密度最大变幅体积00.20.40.60.811.21.41.61.82550500UPS光伏储能空调充电桩新能源汽车芯片电感磁粉芯磁粉芯铁氧体铁氧体频率(kHz)磁通量密度(T)功率提升更多投研资料 公众号:mtachn 铂科新材首次报告 从胜利走向新的胜利 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读

47、本证券研究报告最后一页的免责申明。 13 较大并且工作温度较高,从而对功率电感的直流偏置特性要求较高(尤其是高温时),一方面,要提高功率电感对应软磁材料的高温 Bs(饱和磁通密度);另一方面,要降低功率电感铁损,因为功率电感的损耗可以占到光伏系统损耗的 20%-40%。 铁硅铝铁硅铝磁粉芯电感磁粉芯电感是是组串式组串式光伏光伏逆变器逆变器功率电感器的功率电感器的最佳选择最佳选择,随光伏发电领域持续快速发展。,随光伏发电领域持续快速发展。在各类磁性材料中,铁硅铝磁粉芯具有分布式气隙、饱和磁感应强度大、宽恒磁导率、高居里温度、在高频下具有极低的损耗。另一方面,据光伏逆变器厂商固德威披露,电感在其采

48、购成本中占比 12%左右,而铁硅铝磁粉芯的价格适中。因此,铁硅铝磁粉芯是组串式光伏逆变器功率电感器的最佳选择。随着组串式逆变器占比提升并逐渐成为主流,金属磁粉芯在光伏逆变器中的市场占比还将逐年提升。 图 14:金属磁粉芯产品应用在光伏逆变器 数据来源:古瑞瓦特,东方证券研究所 截至截至 2021 年,年,全球光伏累计装机容量已达到全球光伏累计装机容量已达到 843GW,我国占比超过我国占比超过 36%。随着节能环保政策相继出台,光伏发电的巨大潜力以及较好的社会效益日益引起人们的关注,其在全球能源结构中的比例也不断增大,新增装机容量持续快速提升。根据国际可再生能源机构(IRENA)统计,截至20

49、21年底,全球光伏累计装机容量已达到843GW,其中中国总装机量达到306GW,占全球总装机量的比例已超过 36%。 图 15:至 2021 年全球光伏累计装机容量达 843GW,我国占比 36%(单位:GW) 数据来源:IRENA,东方证券研究所 CB-DCL(Boost电感)电感)ACL(滤波电感)(滤波电感)太阳能太阳能电池板电池板0%5%10%15%20%25%30%35%40%0100200300400500600700800900201020112012201320142015201620172018201920202021全球装机量中国装机量中国装机量占比更多投研资料 公众号:m

50、tachn 铂科新材首次报告 从胜利走向新的胜利 有关分析师的申明,见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分,或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 14 光伏发电增长空间巨大,国内主要光伏逆变器厂商纷纷提升产能。光伏发电增长空间巨大,国内主要光伏逆变器厂商纷纷提升产能。长期来看光伏发电的增长空间巨大,据 IRENA 预测,全球光伏累计装机容量到 2030 年需达到 3227GW,年均复合增长率将达16%,整体市场景气度将在较长时间保持相对较高的水平。包括锦浪科技、上能电气、固德威、阳光电源在内的国内主要光伏逆变器厂商近两年均开始进行大规模的扩产,以应

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