【嗶哥嗶特導(dǎo)讀】高品質(zhì)的磁芯應(yīng)具備哪些特性?能贏得整機(jī)、磁性元器件企業(yè)認(rèn)可的磁芯企業(yè)又具備哪些特點(diǎn)?未來(lái)磁芯企業(yè)會(huì)遇到哪些挑戰(zhàn)和機(jī)遇?

　　磁芯作為磁性元器件的重要組成部分，其性能、品質(zhì)的高低影響著最終磁性元器件的成品。企業(yè)數(shù)量較多，產(chǎn)能規(guī)模較小，不利于磁芯行業(yè)的發(fā)展，也對(duì)下游整機(jī)企業(yè)的選材增加了難度。那么，高品質(zhì)的磁芯應(yīng)具備哪些特性?能贏得整機(jī)、磁性元器件企業(yè)認(rèn)可的磁芯企業(yè)又具備哪些特點(diǎn)?本文針對(duì)占據(jù)磁芯產(chǎn)能絕大部分的軟磁鐵氧體磁芯，邀請(qǐng)光伏領(lǐng)域頭部企業(yè)共同探討磁芯供應(yīng)商的選擇標(biāo)準(zhǔn)。

　　鐵氧體磁芯在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用情況及痛點(diǎn)

　　鐵氧體磁芯主要含錳鋅系 (含功率與高導(dǎo)) 、鎳鋅系和鎂鋅系等，應(yīng)用于電子系統(tǒng)中電磁信號(hào)的感應(yīng)、耦合、轉(zhuǎn)換、變換、傳輸、隔離、吸收，最大的用途是制作各種電子變壓器、電感器、濾波器(EMI)等。

　　在光伏逆變器中，磁芯主要應(yīng)用在輸入回路的直流EMI濾波器、高頻DC—DC變換電路的儲(chǔ)能電感器 (非隔離系統(tǒng))、高頻DC—DC變換電路的隔離變壓器 (隔離系統(tǒng))、取樣電路的電流互感器、以及工頻逆變電路的電抗器、 交流EMI濾波器、隔離變壓器等相關(guān)產(chǎn)品，在光伏系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。有研究表明，磁性元器件是光伏系統(tǒng)中除功率器件外的第二大損耗源，中國(guó)電源學(xué)會(huì)磁技術(shù)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任委員、太原理工大學(xué)楊玉崗教授也表示，磁性元器件的損耗在整個(gè)光伏逆變系統(tǒng)中占比約在20%-30%，而磁芯正是解決磁性元器件損耗的關(guān)鍵一環(huán)，隨著產(chǎn)品不斷向高頻化演進(jìn)，未來(lái)鐵氧體磁芯在光伏領(lǐng)域，乃至整個(gè)新能源領(lǐng)域仍具有不可替代的作用。

　　楊志剛提到，鐵氧體磁芯電阻率高，渦流損耗低，適用于高頻電路中，鐵氧體磁芯主要以共模電感、高頻變壓器、EMC磁環(huán)、互感器等磁性器件應(yīng)用在陽(yáng)光電源逆變器產(chǎn)品中。

　　吳新勝進(jìn)一步表示，鐵氧體磁芯的技術(shù)已經(jīng)非常成熟，可選材材質(zhì)種類(lèi)多，較之金屬粉芯，鐵氧體工作頻率高，損耗相對(duì)低，在電路中，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，選擇的鐵氧體軟磁材質(zhì)選擇也不盡相同，主要是根據(jù)頻率范圍來(lái)選擇，比如中高頻損耗低成本低，有利于進(jìn)入高頻市場(chǎng)。吳新勝透露，2022年，海光鐵氧體磁芯采購(gòu)額已達(dá)2億元。

　　軟磁鐵氧體磁芯是一種用途廣、產(chǎn)量大、成本低的電子工業(yè)及機(jī)電工業(yè)和工廠(chǎng)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料，是重要的支柱產(chǎn)品之一，它的應(yīng)用直接影響電子信息、家電工業(yè)、計(jì)算機(jī)與通訊、環(huán)保及節(jié)能技術(shù)的發(fā)展，是衡量一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程的標(biāo)志之一。

　　雖然中國(guó)已成為全球最大的軟磁材料生產(chǎn)地區(qū)，占據(jù)了全球70%以上產(chǎn)能，但整個(gè)產(chǎn)業(yè)仍呈大而不強(qiáng)的格局。根據(jù)中國(guó)電子元件行業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年中國(guó)軟磁材料的產(chǎn)量36.1萬(wàn)噸，但目前從事軟磁材料生產(chǎn)的磁芯企業(yè)超過(guò)300家，3 萬(wàn)噸以上產(chǎn)能僅橫店?yáng)|磁、天通股份和冠優(yōu)達(dá)，萬(wàn)噸以上產(chǎn)能企業(yè)約10余家，1000噸以上初具規(guī)模的企業(yè)約 100 家，大多數(shù)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模在 500 噸左右。

　　新能源頭部企業(yè)供應(yīng)商選擇標(biāo)準(zhǔn)

　　數(shù)量眾多的磁芯企業(yè)，加劇了磁芯行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，也在一定程度上增加了整機(jī)企業(yè)供應(yīng)商挑選和管理的難度，那么，整機(jī)企業(yè)在選擇磁芯企業(yè)供應(yīng)商時(shí)，一般遵循什么流程?會(huì)關(guān)注磁芯企業(yè)哪些方面的能力?

　　從采訪(fǎng)中我們也了解到，頭部光伏整機(jī)企業(yè)，均已形成較為成熟的管理體系。楊志剛提到，陽(yáng)光電源在選擇磁性元器件或磁芯供應(yīng)商方面已形成一整套管理體系，磁芯重點(diǎn)納入二級(jí)供方管理，有專(zhuān)門(mén)的團(tuán)隊(duì)對(duì)新供方進(jìn)行審核和驗(yàn)證，重點(diǎn)在供方的技術(shù)研發(fā)、質(zhì)量、資質(zhì)、實(shí)力、配套能力等方面嚴(yán)格考核，綜合打分，根據(jù)打分結(jié)果分級(jí)管理。每個(gè)季度對(duì)供應(yīng)商績(jī)效評(píng)價(jià)與反饋，每個(gè)年度還會(huì)對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行考核與復(fù)盤(pán)，對(duì)優(yōu)秀供應(yīng)商進(jìn)行升級(jí)管理，對(duì)不達(dá)標(biāo)供應(yīng)商進(jìn)行降級(jí)或者淘汰管理，保證供應(yīng)鏈的穩(wěn)定發(fā)展和良性循環(huán)發(fā)展。

　　海光自1988年成立以來(lái)，經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)沉淀和穩(wěn)健經(jīng)營(yíng)，已形成穩(wěn)定的合格磁芯供方清單。據(jù)吳新勝介紹，海光每年也會(huì)根據(jù)客戶(hù)的要求和內(nèi)部需求，評(píng)估是否增減磁芯供方。如果增加，海光會(huì)重點(diǎn)關(guān)點(diǎn)和考察磁芯企業(yè)的管理體系、過(guò)程管控、技術(shù)實(shí)力、成本、設(shè)備能力、細(xì)分領(lǐng)域表現(xiàn)、樣品速度(含雕刻磁芯速度)以及樣品性能等多個(gè)維度。

　　為應(yīng)對(duì)新能源領(lǐng)域外部環(huán)境的激烈競(jìng)爭(zhēng)及內(nèi)部整機(jī)產(chǎn)品大批量快速迭代發(fā)展的要求，整機(jī)端企業(yè)必然會(huì)建立自己完整的供應(yīng)鏈管理體系與準(zhǔn)入準(zhǔn)出機(jī)制，必然會(huì)有自己的核心戰(zhàn)略伙伴，未來(lái)是強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合發(fā)展的天下，低成本、高性能、高可靠的產(chǎn)品是王道。

　　前文我們已簡(jiǎn)單介紹過(guò)目前磁芯行業(yè)基本情況，那么，除了眾所周知的東磁、天通等頭部磁企，還有哪些磁芯企業(yè)具備發(fā)展?jié)摿?

　　此次采訪(fǎng)中，我們也了解到，冠優(yōu)達(dá)、中德電子、尚朋高科和上海繼勝等一批具備一定規(guī)模的磁芯后起之秀，也開(kāi)始逐步受到越來(lái)越多的整機(jī)企業(yè)關(guān)注。目前冠優(yōu)達(dá)、中德電子已進(jìn)入陽(yáng)光電源資源池，吳新勝還提到，海光也正在使用冠優(yōu)達(dá)鐵氧體磁芯產(chǎn)品，尚朋高科也已進(jìn)入其合格供方，同時(shí)在進(jìn)一步了解和觀察中德電子和上海繼勝。

　　

　　部分磁芯企業(yè)營(yíng)收及產(chǎn)能情況匯總

　　一是具備一定營(yíng)收和產(chǎn)能規(guī)模。企業(yè)的營(yíng)收與產(chǎn)能規(guī)模是其實(shí)力最直觀的體現(xiàn)方式，對(duì)于規(guī)模體量龐大的頭部整機(jī)企業(yè)而言，上游磁芯供應(yīng)商的產(chǎn)能規(guī)模是考察的重要指標(biāo)，尤其是近幾年國(guó)際環(huán)境的變動(dòng)，整機(jī)企業(yè)為保證自身供應(yīng)鏈的穩(wěn)定，更加劇了這一趨勢(shì)，對(duì)于磁芯供應(yīng)商而言是擴(kuò)大產(chǎn)能規(guī)模較佳的窗口期。

　　二是具備一定的研發(fā)水平和技術(shù)實(shí)力。吳新勝提到，磁芯供應(yīng)商具有哪些資質(zhì)，是否具有專(zhuān)業(yè)的、有經(jīng)驗(yàn)的研發(fā)工程師，能否把磁芯的損耗降低、性能提高等，是考察磁芯供應(yīng)商技術(shù)實(shí)力的重要指標(biāo)，而細(xì)分領(lǐng)域的相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)論文發(fā)表數(shù)量、參與標(biāo)準(zhǔn)制定等也皆是其技術(shù)實(shí)力的加分項(xiàng)。

　　三是完善的流程與品控管理體系。以業(yè)內(nèi)某知名企業(yè)的光伏逆變器解決方案為例，看上去相對(duì)較為簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)變壓器，但使用量高達(dá)16個(gè)，所以現(xiàn)在整機(jī)企業(yè)對(duì)磁性元器件的要求不斷提高，據(jù)了解已有整機(jī)企業(yè)提出產(chǎn)品失效率需≤10ppm甚至更低，這也意味著對(duì)磁芯的穩(wěn)定性提出了更高的要求，需要磁芯供應(yīng)商具備較為完善的流程與品控管理體系。

　　我們認(rèn)為，冠優(yōu)達(dá)、中德電子、尚朋高科和上海繼勝在光伏領(lǐng)域已得到頭部整機(jī)企業(yè)的認(rèn)證和初步的認(rèn)可，且已進(jìn)入頭部整機(jī)企業(yè)供應(yīng)體系，其中尤以冠優(yōu)達(dá)表現(xiàn)最為突出，產(chǎn)能、營(yíng)收均已進(jìn)入磁芯第一梯隊(duì)，在光伏領(lǐng)域具備較大發(fā)展?jié)摿?，也值得廣大工程師給予更多關(guān)注。

　　發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)

　　在全球雙碳背景下，新能源領(lǐng)域迎來(lái)了井噴式發(fā)展，磁性元器件及其上游磁性材料也迎來(lái)了高速發(fā)展機(jī)遇時(shí)期，同時(shí)也充滿(mǎn)前所未有的挑戰(zhàn)。

　　陽(yáng)光電源股份有限公司研發(fā)經(jīng)理?xiàng)钪緞偺岬剑判酒髽I(yè)所面臨的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　一是低成本創(chuàng)新。未來(lái)新能源領(lǐng)域的高速發(fā)展，必然會(huì)有越來(lái)越多的磁芯企業(yè)參與進(jìn)來(lái)，競(jìng)爭(zhēng)會(huì)異常激烈，誰(shuí)能率先掌握同等性能下低成本創(chuàng)新方案，誰(shuí)就能立于不敗之地;

　　二是供應(yīng)鏈穩(wěn)定。未來(lái)磁性器件同質(zhì)化、批量化是趨勢(shì)，誰(shuí)能保證上下游鏈的穩(wěn)定，誰(shuí)就能高速發(fā)展;

　　三是高性能可靠性，未來(lái)磁芯在研發(fā)端仍然會(huì)向著低損耗、高性能、輕量化、小型化等方向極致創(chuàng)新，而且性能顆粒度要求會(huì)更精細(xì)，在生產(chǎn)端工藝必然向著智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展，以保證磁性元器件大批量生產(chǎn)效率的快速性、產(chǎn)品性能的一致性與穩(wěn)定性，這樣企業(yè)才能占領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新高地。

　　深圳市海光電子有限公司技術(shù)研發(fā)部總監(jiān)吳新勝也提到，新能源領(lǐng)域的興起對(duì)常用磁芯的具體要求主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　一是錳鋅功率鐵氧體磁芯的寬溫特性，在整個(gè)使用溫度范圍區(qū)間，對(duì)材料特性的穩(wěn)定性提出更高要求;高溫下的材料特性，在高溫區(qū)間，進(jìn)一步提升材料的Bs，降低磁損等要求;此外對(duì)機(jī)械強(qiáng)度也提出了更高的要求。

　　二是凡過(guò)回流焊產(chǎn)品要關(guān)注爐溫對(duì)磁芯溫度特性的影響，尤其是隨著業(yè)內(nèi)回流焊溫度上限的提升，對(duì)磁芯的耐溫沖特性也提出了更高的要求。

　　鐵氧體磁芯未來(lái)發(fā)展?jié)摿胺较?/p>

　　吳新勝在采訪(fǎng)中表示，鐵氧體磁芯在新能源領(lǐng)域大有可為，可以滿(mǎn)足光儲(chǔ)充、新能源汽車(chē)大部份磁元器件的應(yīng)用要求，各類(lèi)高頻功率變壓器仍然以鐵氧體材質(zhì)為主，光伏磁元件中需求量較大的電抗體，以前主要使用金屬粉或金屬粉磁柱+鐵氧體，當(dāng)前已有客戶(hù)使用鐵氧體磁芯方案。但未來(lái)是高功率密度、高頻率、小尺寸的產(chǎn)品需求，相對(duì)于鐵粉芯材料直流偏置差，飽和磁通密度低，溫度穩(wěn)定性差，鐵氧體的使用頻率當(dāng)前還有局限，急切需要能使用在更高頻率的鐵氧體種類(lèi)材料。

　　楊志剛認(rèn)為，為應(yīng)對(duì)新能源領(lǐng)域外部環(huán)境的激烈競(jìng)爭(zhēng)及內(nèi)部整機(jī)產(chǎn)品大批量快速迭代發(fā)展的要求，鐵氧體磁芯企業(yè)也應(yīng)該在以下方面不斷提升自身實(shí)力和產(chǎn)品性能，才能跟上整機(jī)企業(yè)發(fā)展步伐。因此，對(duì)于磁芯企業(yè)而言，開(kāi)發(fā)低損耗、高性能、一致性高的大批量產(chǎn)品，提高產(chǎn)線(xiàn)智能化水平是與整機(jī)端企業(yè)合作的根本與前提。

　　提高產(chǎn)線(xiàn)智能化水平。當(dāng)前新能源領(lǐng)域爆發(fā)式增長(zhǎng)，上游磁性器件和磁性材料傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造工藝難以滿(mǎn)足高速高穩(wěn)定性供貨的需求，隨著全球制造業(yè)正迎來(lái)以數(shù)字化、信息化、智能化為發(fā)展方向的深刻變革，現(xiàn)代化的信息技術(shù)也正和傳統(tǒng)軟磁鐵氧體生產(chǎn)逐步融合，當(dāng)前我國(guó)軟磁鐵氧體企業(yè)普遍面臨產(chǎn)品附加值低、勞動(dòng)力成本上漲的問(wèn)題，推進(jìn)智能制造生產(chǎn)可以有效提升產(chǎn)品一致性、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和企業(yè)效益提升，行業(yè)內(nèi)大型生產(chǎn)企業(yè)需要加快推進(jìn)生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)化應(yīng)用水平。

　　定制化的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)能力。隨著新能源領(lǐng)域產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷提升，電子磁性器件的升級(jí)速度也進(jìn)一步加快。鐵氧體磁芯企業(yè)需要結(jié)合下游客戶(hù)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，定制化調(diào)整產(chǎn)品的材質(zhì)和尺寸，甚至需要從原材料端到磁性器件應(yīng)用端整個(gè)器件開(kāi)發(fā)周期內(nèi)配合客戶(hù)，設(shè)計(jì)出符合客戶(hù)個(gè)性化需求的產(chǎn)品。未來(lái)軟磁鐵氧體材料生產(chǎn)的一大趨勢(shì)是多品種小批量，行業(yè)內(nèi)企業(yè)需要不斷提升針對(duì)差異化客戶(hù)需求進(jìn)行同步開(kāi)發(fā)、快速響應(yīng)的能力。

　　臺(tái)達(dá)電子楊海軍也提到，100kW及更大功率產(chǎn)品需要定制化磁元件解決方案，希望磁性元器件企業(yè)針對(duì)功率分段、特殊結(jié)構(gòu)、空間預(yù)留，以及如何開(kāi)模以保證磁元件損耗相對(duì)穩(wěn)定且較小等問(wèn)題，可以給出指導(dǎo)意見(jiàn)或咨詢(xún)資料，甚至能夠提前介入前期開(kāi)發(fā)以確定產(chǎn)品形狀和特性。

　　結(jié)語(yǔ)

　　新能源領(lǐng)域產(chǎn)品在市場(chǎng)端的發(fā)展趨勢(shì)是低成本、高性能、高可靠，在技術(shù)端的發(fā)展方向是高頻化、高效化、輕量化，磁性器件作為新能源領(lǐng)域產(chǎn)品的重要組成元器件，必然也要隨下游終端產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)而創(chuàng)新發(fā)展。新能源領(lǐng)域產(chǎn)品磁性器件需要在體積小型化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)較高的功率輸出，這要求軟磁鐵氧體材料需達(dá)到更高的功率密度，未來(lái)軟磁鐵氧體材料將進(jìn)一步向?qū)挏貙掝l、高飽和磁通密度等方向發(fā)展，以滿(mǎn)足新能源領(lǐng)域產(chǎn)品升級(jí)發(fā)展的需要。對(duì)于高導(dǎo)類(lèi)磁性材料，除提升量產(chǎn)材料的磁導(dǎo)率水平外，還需要使材料在更寬的頻率范圍內(nèi)都具備良好的阻抗特性。此外，以光伏發(fā)電、新能源汽車(chē)為代表的新能源領(lǐng)域應(yīng)用場(chǎng)景均處于戶(hù)外更加復(fù)雜的環(huán)境中，因而需要軟磁鐵氧體材料具備更高的溫度穩(wěn)定性?？傮w來(lái)看，綜合性能和可靠性更優(yōu)的軟磁鐵氧體材料更契合新能源領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)和方向，在單品附加值和應(yīng)用數(shù)量上發(fā)展前景都更為廣闊。

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