高品質的磁芯應具備哪些特性?能贏得整機、磁性元器件企業(yè)認可的磁芯企業(yè)又具備哪些特點?未來磁芯企業(yè)會遇到哪些挑戰(zhàn)和機遇?

磁芯作為磁性元器件的重要組成部分，其性能、品質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，也對下游整機企業(yè)的選材增加了難度。那么，高品質的磁芯應具備哪些特性?能贏得整機、磁性元器件企業(yè)認可的磁芯企業(yè)又具備哪些特點?本文針對占據(jù)磁芯產(chǎn)能絕大部分的軟磁鐵氧體磁芯，邀請光伏領域頭部企業(yè)共同探討磁芯供應商的選擇標準。

鐵氧體磁芯在光伏領域的應用情況及痛點

鐵氧體磁芯主要含錳鋅系 (含功率與高導) 、鎳鋅系和鎂鋅系等，應用于電子系統(tǒng)中電磁信號的感應、耦合、轉換、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，磁芯主要應用在輸入回路的直流EMI濾波器、高頻DC—DC變換電路的儲能電感器 (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、隔離變壓器等相關產(chǎn)品，在光伏系統(tǒng)中有著廣泛的應用。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，中國電源學會磁技術專業(yè)委員會主任委員、太原理工大學楊玉崗教授也表示，磁性元器件的損耗在整個光伏逆變系統(tǒng)中占比約在20%-30%，而磁芯正是解決磁性元器件損耗的關鍵一環(huán)，隨著產(chǎn)品不斷向高頻化演進，未來鐵氧體磁芯在光伏領域，乃至整個新能源領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用在陽光電源逆變器產(chǎn)品中。

吳新勝進一步表示，鐵氧體磁芯的技術已經(jīng)非常成熟，可選材材質種類多，較之金屬粉芯，鐵氧體工作頻率高，損耗相對低，在電路中，根據(jù)不同的設計要求，選擇的鐵氧體軟磁材質選擇也不盡相同，主要是根據(jù)頻率范圍來選擇，比如中高頻損耗低成本低，有利于進入高頻市場。吳新勝透露，2022年，海光鐵氧體磁芯采購額已達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)及機電工業(yè)和工廠產(chǎn)業(yè)的基礎材料，是重要的支柱產(chǎn)品之一，它的應用直接影響電子信息、家電工業(yè)、計算機與通訊、環(huán)保及節(jié)能技術的發(fā)展，是衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)達程的標志之一。

雖然中國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，但整個產(chǎn)業(yè)仍呈大而不強的格局。根據(jù)中國電子元件行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2021年中國軟磁材料的產(chǎn)量36.1萬噸，但目前從事軟磁材料生產(chǎn)的磁芯企業(yè)超過300家，3 萬噸以上產(chǎn)能僅橫店東磁、天通股份和冠優(yōu)達，萬噸以上產(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)供應商選擇標準

數(shù)量眾多的磁芯企業(yè)，加劇了磁芯行業(yè)的競爭，也在一定程度上增加了整機企業(yè)供應商挑選和管理的難度，那么，整機企業(yè)在選擇磁芯企業(yè)供應商時，一般遵循什么流程?會關注磁芯企業(yè)哪些方面的能力?

從采訪中我們也了解到，頭部光伏整機企業(yè)，均已形成較為成熟的管理體系。楊志剛提到，陽光電源在選擇磁性元器件或磁芯供應商方面已形成一整套管理體系，磁芯重點納入二級供方管理，有專門的團隊對新供方進行審核和驗證，重點在供方的技術研發(fā)、質量、資質、實力、配套能力等方面嚴格考核，綜合打分，根據(jù)打分結果分級管理。每個季度對供應商績效評價與反饋，每個年度還會對供應商進行考核與復盤，對優(yōu)秀供應商進行升級管理，對不達標供應商進行降級或者淘汰管理，保證供應鏈的穩(wěn)定發(fā)展和良性循環(huán)發(fā)展。

海光自1988年成立以來，經(jīng)過多年的技術沉淀和穩(wěn)健經(jīng)營，已形成穩(wěn)定的合格磁芯供方清單。據(jù)吳新勝介紹，海光每年也會根據(jù)客戶的要求和內部需求，評估是否增減磁芯供方。如果增加，海光會重點關點和考察磁芯企業(yè)的管理體系、過程管控、技術實力、成本、設備能力、細分領域表現(xiàn)、樣品速度(含雕刻磁芯速度)以及樣品性能等多個維度。

為應對新能源領域外部環(huán)境的激烈競爭及內部整機產(chǎn)品大批量快速迭代發(fā)展的要求，整機端企業(yè)必然會建立自己完整的供應鏈管理體系與準入準出機制，必然會有自己的核心戰(zhàn)略伙伴，未來是強強聯(lián)合發(fā)展的天下，低成本、高性能、高可靠的產(chǎn)品是王道。

前文我們已簡單介紹過目前磁芯行業(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?

此次采訪中，我們也了解到，冠優(yōu)達、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，也開始逐步受到越來越多的整機企業(yè)關注。目前冠優(yōu)達、中德電子已進入陽光電源資源池，吳新勝還提到，海光也正在使用冠優(yōu)達鐵氧體磁芯產(chǎn)品，尚朋高科也已進入其合格供方，同時在進一步了解和觀察中德電子和上海繼勝。

部分磁芯企業(yè)營收及產(chǎn)能情況匯總

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

二是具備一定的研發(fā)水平和技術實力。吳新勝提到，磁芯供應商具有哪些資質，是否具有專業(yè)的、有經(jīng)驗的研發(fā)工程師，能否把磁芯的損耗降低、性能提高等，是考察磁芯供應商技術實力的重要指標，而細分領域的相關產(chǎn)品的生產(chǎn)經(jīng)驗、技術論文發(fā)表數(shù)量、參與標準制定等也皆是其技術實力的加分項。

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

我們認為，冠優(yōu)達、中德電子、尚朋高科和上海繼勝在光伏領域已得到頭部整機企業(yè)的認證和初步的認可，且已進入頭部整機企業(yè)供應體系，其中尤以冠優(yōu)達表現(xiàn)最為突出，產(chǎn)能、營收均已進入磁芯第一梯隊，在光伏領域具備較大發(fā)展?jié)摿Γ仓档脧V大工程師給予更多關注。

發(fā)展機遇與挑戰(zhàn)

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

陽光電源股份有限公司研發(fā)經(jīng)理楊志剛提到，磁芯企業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

一是低成本創(chuàng)新。未來新能源領域的高速發(fā)展，必然會有越來越多的磁芯企業(yè)參與進來，競爭會異常激烈，誰能率先掌握同等性能下低成本創(chuàng)新方案，誰就能立于不敗之地;

二是供應鏈穩(wěn)定。未來磁性器件同質化、批量化是趨勢，誰能保證上下游鏈的穩(wěn)定，誰就能高速發(fā)展;

三是高性能可靠性，未來磁芯在研發(fā)端仍然會向著低損耗、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更精細，在生產(chǎn)端工藝必然向著智能化、自動化方向發(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)才能占領技術創(chuàng)新高地。

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

一是錳鋅功率鐵氧體磁芯的寬溫特性，在整個使用溫度范圍區(qū)間，對材料特性的穩(wěn)定性提出更高要求;高溫下的材料特性，在高溫區(qū)間，進一步提升材料的Bs，降低磁損等要求;此外對機械強度也提出了更高的要求。

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

鐵氧體磁芯未來發(fā)展?jié)摿胺较?/p>

吳新勝在采訪中表示，鐵氧體磁芯在新能源領域大有可為，可以滿足光儲充、新能源汽車大部份磁元器件的應用要求，各類高頻功率變壓器仍然以鐵氧體材質為主，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，當前已有客戶使用鐵氧體磁芯方案。但未來是高功率密度、高頻率、小尺寸的產(chǎn)品需求，相對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前還有局限，急切需要能使用在更高頻率的鐵氧體種類材料。

楊志剛認為，為應對新能源領域外部環(huán)境的激烈競爭及內部整機產(chǎn)品大批量快速迭代發(fā)展的要求，鐵氧體磁芯企業(yè)也應該在以下方面不斷提升自身實力和產(chǎn)品性能，才能跟上整機企業(yè)發(fā)展步伐。因此，對于磁芯企業(yè)而言，開發(fā)低損耗、高性能、一致性高的大批量產(chǎn)品，提高產(chǎn)線智能化水平是與整機端企業(yè)合作的根本與前提。

提高產(chǎn)線智能化水平。當前新能源領域爆發(fā)式增長，上游磁性器件和磁性材料傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造工藝難以滿足高速高穩(wěn)定性供貨的需求，隨著全球制造業(yè)正迎來以數(shù)字化、信息化、智能化為發(fā)展方向的深刻變革，現(xiàn)代化的信息技術也正和傳統(tǒng)軟磁鐵氧體生產(chǎn)逐步融合，當前我國軟磁鐵氧體企業(yè)普遍面臨產(chǎn)品附加值低、勞動力成本上漲的問題，推進智能制造生產(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，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉型升級和企業(yè)效益提升，行業(yè)內大型生產(chǎn)企業(yè)需要加快推進生產(chǎn)線的自動化應用水平。

定制化的產(chǎn)品開發(fā)設計能力。隨著新能源領域產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度不斷提升，電子磁性器件的升級速度也進一步加快。鐵氧體磁芯企業(yè)需要結合下游客戶的實際應用場景，定制化調整產(chǎn)品的材質和尺寸，甚至需要從原材料端到磁性器件應用端整個器件開發(fā)周期內配合客戶，設計出符合客戶個性化需求的產(chǎn)品。未來軟磁鐵氧體材料生產(chǎn)的一大趨勢是多品種小批量，行業(yè)內企業(yè)需要不斷提升針對差異化客戶需求進行同步開發(fā)、快速響應的能力。

臺達電子楊海軍也提到，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)針對功率分段、特殊結構、空間預留，以及如何開模以保證磁元件損耗相對穩(wěn)定且較小等問題，可以給出指導意見或咨詢資料，甚至能夠提前介入前期開發(fā)以確定產(chǎn)品形狀和特性。

結語

新能源領域產(chǎn)品在市場端的發(fā)展趨勢是低成本、高性能、高可靠，在技術端的發(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)展趨勢而創(chuàng)新發(fā)展。新能源領域產(chǎn)品磁性器件需要在體積小型化的同時實現(xiàn)較高的功率輸出，這要求軟磁鐵氧體材料需達到更高的功率密度，未來軟磁鐵氧體材料將進一步向寬溫寬頻、高飽和磁通密度等方向發(fā)展，以滿足新能源領域產(chǎn)品升級發(fā)展的需要。對于高導類磁性材料，除提升量產(chǎn)材料的磁導率水平外，還需要使材料在更寬的頻率范圍內都具備良好的阻抗特性。此外，以光伏發(fā)電、新能源汽車為代表的新能源領域應用場景均處于戶外更加復雜的環(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。總體來看，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域的發(fā)展趨勢和方向，在單品附加值和應用數(shù)量上發(fā)展前景都更為廣闊。

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審核編輯黃宇