磁性材料与器件行业“十五”规划(初稿)
(中国磁性材料与器件行业协会)
近十年内,我国的磁性材料工业发展速度令人振惊,现在基本上形成了自己的产业体系。根据本行业协会的统计,1998年我国的永磁铁氧体销售量约11.5万吨(其中粘结铁氧体0.5万吨),出口约6.5万吨。软磁铁氧体销售量约4.2万吨(其中偏转磁芯约1万吨),出口约1万吨。稀土钕铁硼成品销售约4100吨,铝镍钴约2000吨。从产量来看,我国已成为磁性材料生产大国;但是,从产品档次和性能来看,我国目前不是磁性材料生产强国。
“十五”规划的重点,以科技创新主体,提高产品档次,要在产品性能和质量上赶上国际先进水平。
一、我国磁性材料工业现状
1,产品产量和产值不适配
目前,我国的磁性材料工业在产量方面已经初具规模,中低档产品占据了较大的国际市场,但在高档产品方面还没有形成较强的实力,缺少国际竞争能力。从行业整体来看,我国的磁性工业与国外先进国家相比,存在着管理水平低、制造工艺落后,产品质量差和产品档次低的问题。
我们分别在表1列出了目前我国的磁性材料产品的产量和产值与日本的比较。从中可以看出,虽然我国的磁性产品在产量上接近和超过日本,但在产值上远远低于日本。这主要是产品的档次低,附加值低。
表1 中国的磁性材料产量与日本的比较
2. 磁性产品性能偏低
国内的磁性材料产品的大部分集中在低档次,缺少参与国际市场竞争的能力。另外,价格低廉,赢利极微薄。永磁铁氧体以扬声器磁体为主,产品性能在Y30以下。电杨磁瓦的性能在Y30H-1,但大批量生产时性能不够稳定。软磁铁氧体的产品集中在消费类产品,工业类磁芯的产量较少。大批量生产的功率铁氧体材料的性能相当于日本TDK产品的Pc30牌号;高磁导率铁氧体的μ在6000左右。少数企业能小批量生产Pc40牌号和磁导率达到10,000以上的产品。钕铁硼磁体的生产性能一般在N35左右(磁能积为35MGOe),N40以上和高矫顽力牌号N38H。N32SH的只有少数企业能生产。国外推出的新牌号已经达到N50,N48H。
我国行业制定标准牌号的性能数据偏低,钕铁硼行业标准最大的磁能积是N35牌号,在新报批的烧结钕铁硼标准中,牌号的性能作了较大的修正,我们在表2给出我国最新的批报稿 烧结钕铁硼牌号性能与日本,德国的比较。
我们在表3列出我国永磁铁氧体标准牌号的性能与日本TDK牌号比较。从中可以看出我国的磁性牌号性能还低于国外产品。
3. 生产工艺和设备相对落后
目前,我国的磁性材料专用设备销售总额达到1.43亿元,能提供成套成线的磁性材料生产设备。“十五”期间我国磁性材料的性能和档次将
表2 我国钕铁硼标准牌号与日本、德国的比较
表3 我国永磁铁氧体标准牌号性能与日本TDK比较
会有新的提高,同时,由于国内外竞争激烈,要求产品成本不断降低。为此,磁性材料专用设备应开发自动化程度高,低能耗和高效率的设备。工装设备的改善,可使磁性产品提高一个档次,采用自动化程度高的连续生产线,能减少人为因素的影响,保证产品的一致性。
二、我国磁性材料工业发展前景
磁性材料是各种电子产品主要的配套产品,无论是消费类家电产品和工业类整机:如计算机、通讯设备、汽车,以及国防工业均离不开磁性材料。
据专家分析,世界磁性材料市场将以15%的年增长率发展,我们在表4列出各类磁性材料世界增长情况。今后5年内,中国的磁性材料工业主要将在质量和性能方面得以提高,在产量方面增长的速度会较慢。同时,一些发达国家以及港台地区的磁性材料工业向中国转移。总产量要突破预测的数字。
表4 世界和中国磁性材料发展预测(万吨)
1. 世界磁性材料市场发展
现在世界汽车产量为4,900万辆左右,按每辆汽车使用电机数从目前的20只,到2005年增加到30只,预测需要电机从8亿只增加到16亿只。随着汽车生产量和使用扬声器数量的增加,汽车用的扬声器产量从目前的1.6亿只增加到2.3亿只,增加的量均在1倍左右。预测需要铁氧体永磁从目前的15万吨增加到25万吨。从发展看,亚太地区的产量将增加较快。
由于汽车向小型化和轻量化发展,以及为了保护环境采非汽油驱动汽车,需要应用新材料提高电机的功能和减小尺寸,促使各向异生粘结钕铁硼磁体的发展将会加快。假如,汽车中有50%采用粘结钕铁硼磁体,如雨刷电机、窗冲洗电机、反光镜电机、门锁和座位调节电机等方面应用,就需要粘结钕铁硼磁体102克/辆。到2005年,世界生产汽车以5540万辆计算,就需要粘结钕铁硼磁体5540吨。估计到2005年世界永磁体的产值将超过100亿美元。
计算机发展带动了相关配套元件的发展,磁盘、光盘驱动器和打印机驱动头是西方使用钕铁硼最大的一个方面。显示器需要各种高档次铁氧体软磁、多媒体音响对永磁材料的需求量也是很大的。随着信息时代到来,近几年工业发达国家正形成计算机进入家庭的热潮。据美国市场调查,1996年全世界家用PC机总销量达2000万台,2000年将达4000万台,2005年约达8000万台。
通讯业的发展,电话和移动电话装置需要越来越多的抗干扰磁芯、片式微型化电感,以及传声器和扬声器,这对软磁和永磁材料带来了良好的市场。
在消费类产品方面,到2005年,全世界市场彩电总需求量为20000万台。录像机达6000万台,摄像机达2000万台,家用音响市场总需求达16707万台,车音响市场需求量达7157万台。新一代的DVD机,到2005年,其市场需求量将达到4000万台。MD录音机市场总销量将达2990万台。
总之,从市场发展看,到21世纪全球市场发展将比目前翻一番,相应的磁性材料发展前景是乐观的。
2. 国内磁性材料市场发展
根据电子部的21世纪规划目标来看,电子产品的趋势大约总体在15%。规划目标程控交换机40000万线、移动通信电话手机3000万部、彩电6000万台、黑白电视机1500-1600万台、录像机440万部。根据汽车行业的发展,规划“九五”末产量达400万辆,其中轿车120-130万辆,预计配套电机1500万套。品种有摇窗电机、空调电机、油泵电机、仪表电机、门锁电机、刮水器电机、散热风扇电机、起动电机及发电机。预计2005年摩托车总产量突破1500万辆,需要起动电机1000万套/年。据电声行业的发展规划,21世纪初国内市场将需扬声器12亿只,受话器3.6亿只,耳机300万付。世界电声器件市场需要配套扬声器33亿只,送受话器约4亿只,传声器约2.9亿只,要满足和达到配套能力,磁体需要量是很大的。
随着环境保护的要求,发展无油汽车、摩托车是世界发展方向,这将对稀土永磁体的发展带来广阔的市场。为了减少发电厂二氧化硫的排放量,国际上实施“绿色照明工程”来节电,从而达到减少发电量;所以节能灯的应用在国外发展很迅速,这也是我国的一项重大工程。节能灯的发展,需要使用大量高档的铁氧体软磁滤波磁芯、抗干扰磁芯等;根据专家分析,如我国全面推广使用节能灯,需求量将在约5亿支。
根据本行业的专家分析,2005年本行业铁氧体永磁市场将达到21万吨左右,铁氧体软磁市场将达到9.4万吨左右,稀土磁体在8000吨。按行业的发展来看,这些指标有可能达到。
总之,二十一世纪是中国磁性材料工业发展的世纪。根据市场发展的需要,今后中国的磁性材料工业应该重视以下几点。
(1)消费类产品有市场,但价格将下降
随着消费类产品的价格影响,磁性材料行业的价格竞争将很激烈,会淘汰一些小企业,大型集约化公司在竞争中联合组建增多。扬声器用的中低档磁体预见需量增加,彩电用的UE型磁芯和小磁芯出口量会增加,但价格下降。
(2)工业类产品是主导市场
汽车、通讯、计算机工业发展,带动国内高档磁性材料的发展。企业应该重视科技进步和技术改造,使产品的档次能上一个新台阶。铁氧体永磁要有陶8以上的产品,铁氧体软磁应有PC40产品和高导磁材料(大于10000),钕铁硼磁体要生产N38以上材料,另外粘结磁体的开发生产要加快发展。
我们在表5给出21世纪初国内市场对磁性材料使用情况:
随着钕铁硼磁体的专利在21世纪初失效,将对钕铁硼磁体的应用发展提供了新的机遇,中国的钕铁硼磁体必将迎来一个迅猛发展的新时期。由于中国稀土资源的优势,劳动力成本低,并且具有一定的技术力量,在21世纪初,中国的钕铁硼磁体产量将成为世界第一,估计要超过8,000吨。
三、磁性材料行业“十五”发展规划
1. 软磁铁氧体
目前应用最多的软磁铁氧体,按用途和材料可分为:锰锌功率铁氧体材料、通讯和电磁兼容(EMC)用锰锌高磁导率铁氧体材料、偏转线圈用的锰锌系铁氧体材料、射频宽带和电子干扰(EMC)抑制用镍锌铁氧体材料等四大类。
(1)功率铁氧体
随着高清晰度彩色电视机,高分辨率彩色显示器技术的发展,回扫变压器开关电源材料主要向高频化、低功率损耗发展,重点开发PC40、PC50、PC44(日本TDK牌号)的材料,力争在“十五”期间能使上述牌号的产品产量达到2万吨。器件向薄小轻发展,以满足整机小型化的要求。
(2)高磁导率铁氧体
在数字通信及光纤通信技术中,大量使用高磁导率铁氧体磁芯制成的宽带和脉冲变压器。在电磁兼容领域,也大量用高磁导率磁芯制成的共模扼流圈来抑制民磁干扰。“十五”重点向高磁导率和高截止频率方向发展,能稳定批量生产μi=10000~15000的材料,产量达到1万吨。
(3)偏转线圈用铁氧体
适用于偏转线圈用的镁锰锌铁氧体材料正向高频率和低功率损耗方向发展,以适应高清晰度要求;同时偏转磁芯材料也将进一步改进材料,以
表 5 十五期间中国磁性材料市场预测
满足高扫描频率显示器的要求。
(4)镍锌铁氧体
随着数字技术的广泛应用和各国有关电路兼容法律法规的健全,用于EMI抑制的镍锌铁氧体材料技术也将进一得到发展。“十五”重点发展片式化器件,并向高频率1-2MHz材料方向发展,并且使产品系列化。
2. 永磁铁氧体材料
由于汽车和计算机等用高档磁体的需求增加,中国高档永磁铁氧体所占比例将迅速上升,预计“十五”期间Y30H-1系列高档产品所占比例将由2000年的40%左右递增至2005年的60%以上(约12.6万吨),Y30H-2品牌以上系列高档产品的产量可达到10%左右(约2.13万 吨),总体出口比重提高至50%以上(约10万吨)。
表6 十五期间我国磁性材料增长情况
3. 钕铁硼磁体
由于丰富的原料资源、廉价的劳动力和巨大的应用市场,钕铁硼磁体在中国发展有诸多优势。随着专利失效期的来临,“十五”期间得以较大发展是肯定的。除中低档产品稳步占领市场外,重点发展高档产品,材料性能达到N45、N38H和N32H,其产量达到1000吨,以满足国内汽车、计算机驱动器、DVD驱动器的配套要求。
4. 磁性材料专用设备
进入九十年代,部分国外厂家建立了“电脑集成制造”和“电脑/人联合集成制造”生产线。在这种生产线上,电脑控制自动完成制分、成型、烧成磨制和包装等工序,只有少量的人员从事控制和测试工作,产品合格率可达95%至99%。“十五”期间,我国的磁性材料专用设备企业,重点在提高原有单台机器质量基础上,实现自动化和半自动化操作。
我们在表6给出“十五”期间,我国磁性发展规划。表7给出“十五”期间新增产量的地区分布。
四、“十五”我国磁性材料行业发展对策的建议
1. 加强科技创新力度
表7 十五期间我国磁性材料增长地区分布
我国企业科技投入力度低,企业的产品几十年一贯制,不能顺应国际潮流。应鼓励大学、研究所与企业实行研究开发生产相结合,由国家给予一定的创新资金支持,开发实用新型材料和中试力度,使我国磁性材料行业赶上和领先世界先进水平。在科研方面,信息产业部电子第九研究所、北京大学应用研究所以及原冶金部钢铁研究院、北京矿冶总院均拥有各种材料的开发研究力量。“十五”期间国家要对本行业投入科技创新基金,同时加强成果转化工作,选择应用市场好的项目进行开发研究,结合,进行中间试验和批量生产试验,促进成果进入大规模生产。
2. 加强原材料基础建设
原材料的性能价格对磁性材料行业发展有着致命影响,而原材料研制生产又是跨行业,跨部门的,要政府部门进行协调,建设磁性材料行业的原材料基地。确立宝钢、武钢为主体的氧化铁基地;长沙矿院、湖南化学试剂厂为氧化锰基地;北京矿冶总院、宜宾899厂、马鞍山高性能磁材料有限公司为铁氧体永磁预烧料基地;上海宝钢天通磁业公司为软磁铁氧体预烧料基地;北京航天材料研究院为金属钕基地。
3. 调整结构,合理布局
加强规模经济生产是“十五”的企业改造主要目标。我国现有生产厂家几百家,与国外公司相比,我国大多数企业的生产规模偏小,要进一步降低成本,要在激烈的国际市场竞争中占稳脚跟十分困难。所以要在现有的基础上形成几个龙头企业,创造品牌,参与国际市场的竞争。
4. 抓住机遇,积极开发新一代磁性材料专用设备。
从“六五”开始,原电子工业部就开始抓磁性材料专用设备国产化工作。由于国产化磁性材料专用设备的质量基本上得到保证,企业技术改造转向以国产设备为主,有力地配合了中国的磁性材料行业发展。“十五”期间我国的磁性材料行业发展将朝着高产品档次、大的经济规模,低的生产成本,三个方面发展,为此磁性材料专用设备开发工作应去努力迎合。今后要开发效率高、自动化程度高、能耗低的设备;来减少人为因素,确保产品性能高而稳定和单位成本下降。
八十年代微不足道的中国磁体产业,凭借丰富资源和廉价劳动力的优势,在最近的十年中跃居成为世界生产大国。下一个世纪,中国在世界磁性产业舞台上的地位必将进一步提高,这是历史的必然趋势。但如何从一个磁性材料生产大国转化为磁性材料生产强国,路途还是很艰难的,需要全行业的大专院校、科研院所和生产企业一起团结,努力奋斗。在二十一世纪,世界磁性材料强国必属于中国。
此规划草稿仅供参考,并请行业内专家、企业领导多提出修改意见,共同完成好规划的起草工作,提供政府有关部门作产业发展决策参考。
下面为表1-7
表1 中国磁性材料的产量和产值与日本比较
| 材料种类 | 中 国 | 日 本 | ||
| 产量 (吨) |
产值 (百万美元) |
产量 (吨) |
产值 (百万美元) |
|
| 永磁铁氧体 | 115,000 | 262 | 48,300 | 295 |
| 软磁材料体 | 42,000 | 296 | 42,000 | 580 |
| 钕铁硼永磁 | 4, 100 | 160 | 4, 250 | 604 |
表2 中国钕铁硼标准与日本、德国的比较
| 牌 号 | 磁 性 能 | 备 注 | |||
| Br (Ks) |
Hcj (kOe) |
Hcb (kOe) |
(BH)m (MGOe) |
||
| REFe380/76 REFe300/135 REFe240/200 |
13.8 12.3 10.8 |
9.5 17.0 25.0 |
8.5 11.2 9.5 |
46.50 36 28 |
新批报稿 |
| NEOMAX-50 NEOMAX-32EH |
13.9 11.1 |
11.0 30 |
__ | 47.51 30-34 |
日本住友 |
| VACODYM510 VACODYM411 |
13.6 10 |
13.5 41 |
50 25 |
德国西门子 | |
表3 中国铁氧体永磁标准与日本TDK比较
| 牌 号 | 磁性能 | 备 注 | |||
| Br (T) |
Hcb (kA/m) |
Kcj (kA/m) |
(BH)m (J/m3) |
||
| Y30H-1 Y30H-2 Y32 Y33 |
0.380-0.400 0.395-0.415 0.400-0.420 0.410-0.430 |
230-275 275-300 160-190 220-250 |
235-290 310-335 165-195 225-255 |
27.0-32.0 38.5-32.5 30.0-33.5 31.5-35.0 |
我国SJ/TT 10410-93 行业标准 |
| FB5N DB5H FB5B FB6N FB6H FB6B |
0.440 0.405 0.420 0.440 0.400 0.420 |
227 298 263 259 303 303 |
229 323 267 263 358 318 |
36.7 31.1 33.4 36.7 30.3 33.4 |
日本TDK 公司牌号 |
表4 世界和中国的磁性材料工业发展 (万吨)
| 材料种类 | 1998年 | 2000年 | 2005年 | |||
| 世界 产量 |
中国 产量 |
世界 产量 |
中国 产量 |
世界 产量 |
中国 产量 |
|
| 永磁铁氧体 软磁铁氧体 钕铁硼磁体 |
45 22 1.04 |
11.5 4.2 0.4 |
80 30 1.26 |
15 6 0.5 |
100 50 1.86 |
21 9.4 0.8 |
表5 十五的磁性产品市场分析
| 整机名称 | 生产量 (万台) |
铁氧体永磁 | 铁氧体软磁 | ||
| 每台用量 (公斤) |
合计用量 (吨) |
每台用量 (公斤) |
合计用量(吨) | ||
| 1.彩色电视机 2.黑白电视机 3.录相机 4.DVD、VCD* 5.电子琴 6.音响设备 (包括汽车音响) 7.移动电话* 8.电话机 9.计算机 10.电子镇流器 11.出口变压器 12.汽车(包括轿车) 13.摩托车 14.出口扬声器 15.出口磁体
|
6000 1600 440 2100 400 4000 3000 18000 800 30000 3000 400 1500 50000 __ |
0.2 0.1 0.2 0.01 0.2 2 0.01 0.05 0.2 __ __ 4 0.5 0.04 __ |
12,000 1,600 880 210 800 80000 300 9000 1600 __ __ 16000 7500 20000 60000 |
0.7 0.4 0.2 0.2 0.1 0.1 0.01 0.01 0.2 0.05 0.08 __ __ __ __ |
42,000 6,400 880 4100 400 4000 300 1800 1600 15000 2400 __ __ __ 15000 |
| 16.合 计 | 209,890 | 93,800 | |||
表6 十五发展新增产量
| 材料名称 | 目前产量(吨) | 2005年达到产量(吨) | 新增产量(吨) | 其中高档材料 产量(吨) |
|
| 产量(吨) | (%) | ||||
| 软磁铁氧体 永磁铁氧体 钕铁硼磁体 |
42,000 115,000 4,000 |
94,000 210,000 8,000 |
57,000 95,000 4,000 |
40,000 65,000 3,000 |
70 68 75 |
表7 十五发展新增产量地区分布
| 地区分布 | 南方 | 东部 | 西部 | 北方 |
| 软磁铁氧体 | 10,000 | 30,000 | 10,000 | 7,000 |
| 发展潜力企业 | 肇庆风华 江门粉末冶金公司 佳菁*、高雅* |
南京898厂、浙江华联公司、南京飞利浦*、FDK*、上海赢赛拉 常熟王庄、浙江天通 |
绵阳开元磁材公司、绵阳紫华磁材公司、宜宾899厂、咸阳4390厂 | 锦州东北无线电厂、石家庄联兴公司、涞水磁材公司、大连TDK* |
| 永磁铁氧体 | 25,000 | 50,000 | 10,000 | 10,000 |
| 发展潜力企业 | 江门粉末冶金公司 梅州磁材厂、顺德磁材公司*、湖南航天磁电 |
浙江东磁集团、浙江东阳磁钢厂、嘉兴恒力公司、马鞍山高磁 | 宜宾899厂、重庆荣昌中亚磁材公司、乐至国至磁公司、绵阳东辰 | 北京矿院、鞍山磁材公司 山西鑫达粉末有限公司 |
| 钕铁硼磁体 | 500 | 20,000 | 500 | 1,000 |
| 发展潜力企业 | 京粤磁厂 韶源永磁厂 |
宁波科宁达、宁波韵升、杭州永磁集团、上海爱普生* | 绵阳电子九所、绵阳阿尔法公司成都银河公司 | 北京京磁、山西藏山、北京清华银纳、天津三环乐喜* |