1 、磁性材料概述

　　通常所說的磁性材料是指強(qiáng)磁性物質(zhì)，是古老而用途十分廣泛的功能材料，而物質(zhì)的磁性早在 3000 年以前就被人們所認(rèn)識(shí)和應(yīng)用，例如中國(guó)古代用天然磁鐵作為指南針。早期的磁性材料主要是軟鐵、硅鋼片、鐵氧體等；二十世紀(jì)六十年代起，非晶態(tài)軟磁材料、納米晶軟磁材料、稀土永磁材料等一系列的高性能磁性材料相繼出現(xiàn)。磁性材料廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)及聲像記錄用大容量存儲(chǔ)裝置如磁盤、磁帶，電工產(chǎn)品如變壓器、電機(jī)，以及通訊、無線電、電器和各種電子裝置中，是電子和電工工業(yè)機(jī)械行業(yè)和日常生活中不可缺少的材料之一。磁性材料按磁化后去磁的難易可分為軟磁性材料和硬磁性材料。磁化后容易去掉磁性的物質(zhì)叫軟磁性材料，不容易去磁的物質(zhì)叫硬磁性材料。一般來講軟磁性材料剩磁較小，硬磁性材料剩磁較大。

相關(guān)報(bào)告：北京普華有策信息咨詢有限公司《2018-2025年中國(guó)磁性材料行業(yè)運(yùn)行態(tài)勢(shì)分析及前景預(yù)測(cè)研究報(bào)告》

（1）永磁/硬磁材料

　　永磁材料，又稱硬磁材料，是當(dāng)磁化場(chǎng)去掉之后，仍能具有磁性的材料，是一種不可缺少的重要基礎(chǔ)功能材料。它的應(yīng)用遍及幾乎所有生產(chǎn)部門、科技和軍事領(lǐng)域。永磁材料的基本功能是提供穩(wěn)定持久的磁通量，不需要消耗電能，具有節(jié)約能源的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)永磁材料使器械和設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本和維修保養(yǎng)成本降低，并降低了機(jī)械噪音，減少了廢氣排放，保護(hù)了環(huán)境。因此，永磁材料具有節(jié)能和環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，為國(guó)家產(chǎn)業(yè)投資鼓勵(lì)發(fā)展的方向，其應(yīng)用面越來越廣，應(yīng)用量也越來越大。

（2）稀土永磁

　　稀土永磁材料是將釤、釹混合稀土金屬與過渡金屬（如鈷、鐵等）組成的合金，用粉末冶金方法壓型燒結(jié)，經(jīng)磁場(chǎng)充磁后制得的一種磁性材料。稀土永磁材料自 60 年代問世以來，其科研、生產(chǎn)和應(yīng)用都一直高速發(fā)展，按其開發(fā)應(yīng)用的時(shí)間順序可分為四代：第一代為 SmCo5 型磁體，其在 70 年代獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步；隨后不久開發(fā)了第二代 Sm2Co17 型磁體（其磁能積和熱穩(wěn)定性要高于第一代）；第三代則為 80 年代初期開發(fā)成功的 Nd-Fe-B（釹鐵硼）磁體，因其優(yōu)異的性能和較低的價(jià)格很快在許多領(lǐng)域取代了 Sm2Co17 型磁體，并很快實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)；第四代為稀土鐵氮（Re-Fe-N 系）和稀土鐵碳（Re-Fe-C系），當(dāng)前仍處于理論研究開發(fā)狀態(tài)。其中釤鈷系列磁體的磁能積最高能到 30MGOe，而釹鐵硼系列磁體的磁能積能達(dá)到 52MGOe，是目前磁性最高的永磁材料。釤鈷永磁體，盡管其磁性能優(yōu)異，但含有儲(chǔ)量稀少的稀土金屬釤和稀缺昂貴的戰(zhàn)略金屬鈷，因此，它的發(fā)展受到了很大的限制。

　　稀土永磁材料是現(xiàn)在已知的綜合性能最高的一種永磁材料，它比十九世紀(jì)使用的磁鋼的磁性能高 100 多倍，比鐵氧體、鋁鎳鈷性能優(yōu)越得多，比昂貴的鉑鈷合金的磁性能還高一倍。稀土永磁材料的使用，不僅促進(jìn)了永磁器件向小型化發(fā)展，提高了產(chǎn)品的性能，而且促使了某些特殊器件的產(chǎn)生，所以稀土永磁材料一出現(xiàn)，立即引起全國(guó)的極大重視，發(fā)展極為迅速。我國(guó)研制生產(chǎn)的各種稀土永磁材料的性能已接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

（3）釹鐵硼永磁

　　釹鐵硼磁性材料，作為稀土永磁材料發(fā)展的最新成果，由于其優(yōu)異的磁性能而被稱為“磁王”。釹鐵硼磁性材料是鐠釹金屬，硼鐵等的合金，又稱磁鋼。釹鐵硼永磁體的主要原材料為釹、鐠釹、鏑鐵等稀土金屬或稀土合金以及純鐵、硼鐵合金和其他添加劑，其中，釹占 15-25%（按質(zhì)量，下同）、 鐠占 0-5%、 鏑占 0-5%、 鋱占 0-2%。釹鐵硼具有極高的磁能積和矯力，同時(shí)高能量密度的優(yōu)點(diǎn)使釹鐵硼永磁材料在現(xiàn)代工業(yè)和電子技術(shù)中獲得了廣泛應(yīng)用，從而使儀器儀表、電聲電機(jī)、磁選磁化等設(shè)備的小型化、輕量化、薄型化成為可能。

　　根據(jù)《中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)品目錄（2006）》 ，高性能釹鐵硼永磁材料是指以速凝甩帶法制成、內(nèi)稟矯頑力 Hcj（kOe）及最大磁能積（BH）max（MGOe）之和大于 60 的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，用于制作中、小、微型特殊用途的永磁電機(jī)、傳感器、磁共振儀、高級(jí)音響設(shè)備等。其主要性能由矯頑力、剩磁、最大磁能積以及最高工作溫度來表征。

　　根據(jù)原材料及制造工藝流程的差異，硼永磁材料分為燒結(jié)釹鐵硼、粘結(jié)釹鐵硼和熱壓釹鐵硼等，并表現(xiàn)出不同的特性。

① 燒結(jié)釹鐵硼

　　基本工藝流程：配料→真空熔煉→破碎磨粉→磁場(chǎng)取向→燒結(jié)→熱處理→機(jī)加工→釹鐵硼磁體成品；應(yīng)用領(lǐng)域：廣泛應(yīng)用于電子、電力機(jī)械、醫(yī)療器械、玩具、包裝、五金機(jī)械、航天航空等領(lǐng)域，較常見的有永磁電機(jī)、揚(yáng)聲器、磁選機(jī)、計(jì)算機(jī)磁盤驅(qū)動(dòng)器、磁共振成像設(shè)備儀表等。目前來看，高性能燒結(jié)釹鐵硼成為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的首選，其他磁體對(duì)其替代能力有限；優(yōu)點(diǎn)：磁性能極高，是目前為止磁性能最大的磁性材料，目前商業(yè)化量產(chǎn)產(chǎn)品的最大磁能積高達(dá) 52MGOe；缺點(diǎn)：添加中重稀土鏑/鋱可以提高磁體的內(nèi)稟矯頑力與工作溫度，為了適應(yīng)高溫工作環(huán)境，部分牌號(hào)的燒結(jié)釹鐵硼含較大比例高價(jià)值中重稀土（鏑、鋱），使得產(chǎn)品單位成本較高；制造過程由于是先燒結(jié)為毛坯再進(jìn)行機(jī)加工，使得加工過程損耗較高。

② 粘結(jié)釹鐵硼

　　基本工藝流程：磁粉→與粘結(jié)劑等混料→射出/壓縮成型→固化研磨→表面處理→注塑組裝→充磁→粘結(jié)釹鐵硼磁體成品；應(yīng)用領(lǐng)域：主要用于辦公室自動(dòng)化設(shè)備、電裝機(jī)械、視聽設(shè)備、儀器儀表、小型馬達(dá)和計(jì)量機(jī)械、在手機(jī)、CD-ROM、DVD-ROM 驅(qū)動(dòng)電機(jī)、硬盤主軸電機(jī) HDD、其他微特直流電機(jī)和自動(dòng)化儀器儀表等領(lǐng)域；優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品易成型、具有極高的尺寸精度，從而滿足硬盤、光盤等對(duì)精度要求極高的產(chǎn)品使用；產(chǎn)品不含中重稀土，使得產(chǎn)品單位成本較低；由于直接成型，因此加工過程損耗較低；缺點(diǎn)：磁性能較低，目前產(chǎn)品最大磁能積約為 12MGOe，遠(yuǎn)低于燒結(jié)釹鐵硼的 52MGOe；由于上游磁粉由 MQI 壟斷，產(chǎn)品價(jià)格高昂；內(nèi)稟矯頑力與工作溫度偏低。

③ 熱壓釹鐵硼

　　基本工藝流程：磁粉→磁粉裝模→真空感應(yīng)加熱→壓力下熱壓→惰性氣體下高溫壓力熱變形→熱壓釹鐵硼磁體成品；應(yīng)用領(lǐng)域：由于成型技術(shù)工藝限制，目前熱壓釹鐵硼只能做成環(huán)形，使其應(yīng)用范圍受到一定限制，其主要用于汽車 EPS 電機(jī)領(lǐng)域；優(yōu)點(diǎn)：在基本不使用中重稀土的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)極高的磁性能，目產(chǎn)品最大磁能積可達(dá) 43MGOe；由于直接成型，使得其加工過程損耗低；缺點(diǎn)：目前熱壓釹鐵硼最大的缺點(diǎn)是只能做成環(huán)形，很大程度上限制了熱壓釹鐵硼的應(yīng)用范圍；由于熱壓釹鐵硼技術(shù)壁壘高，目前全球僅有日本大同電子實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，壟斷使得其價(jià)格高昂。因此熱壓釹鐵硼的總產(chǎn)量遠(yuǎn)小于燒結(jié)和粘接釹鐵硼磁體，我國(guó)國(guó)內(nèi)熱壓釹鐵硼磁體生產(chǎn)仍為空白。

2 、稀土 永磁 發(fā)展?fàn)顩r

　　從永磁材料的發(fā)展歷史來看，從十九世紀(jì)末使用的碳鋼磁能積不足 1MGOe發(fā)展到現(xiàn)在能夠批量生產(chǎn)磁能積已達(dá) 52MGOe 的釹鐵硼永磁材料，磁性材料得到了質(zhì)的飛躍。

　　這一個(gè)世紀(jì)以來，磁性材料磁能積的提高要?dú)w功于矯頑力的提高。而矯頑力的提高，主要得益于對(duì)其本質(zhì)的認(rèn)識(shí)和高磁晶各向異性化合物的發(fā)現(xiàn)，以及制備技術(shù)的進(jìn)步。二十世紀(jì)初，人們主要使用碳鋼、鎢鋼、鉻鋼和鈷鋼作為永磁材料。三十年代末，鋁鎳鈷永磁材料開發(fā)成功，才使永磁材料的大規(guī)模應(yīng)用成為可能。

　　五十年代，BaFe（鋇鐵）氧體的出現(xiàn)，既降低了永磁體成本，又將永磁材料的應(yīng)用范圍拓寬到高頻領(lǐng)域。到六十年代，稀土鈷永磁的出現(xiàn)，則為永磁體的應(yīng)用開辟了一個(gè)新時(shí)代。1967 年，美國(guó) Dayton 大學(xué)的 Strnat 等，用粉末粘結(jié)法成功地制成 SmCo5（釤鈷）永磁體，標(biāo)志著稀土永磁時(shí)代的到來。由于稀土永磁材料優(yōu)異的性能，它的出現(xiàn)為實(shí)際應(yīng)用打開了一扇全新的大門，特別是 1983 年問世的第三代稀土永磁材料 Nd-Fe-B（釹鐵硼），一直是當(dāng)今世界上磁性最強(qiáng)的永磁材料。

　　迄今為止，稀土永磁已經(jīng)歷第一代 SmCo5，第二代沉淀硬化型 Sm2Co17，發(fā)展到第三代釹鐵硼永磁材料。此外，在歷史上被用作永磁材料的還有 Cu-Ni-Fe（銅鎳鐵）、Fe-Co-Mo（鐵鈷鉬）、Fe-Co-V（鐵鈷礬）、MnBi（錳鉍）、Al-Mn-C（鋁錳碳）合金等，這些合金由于性能不高、成本不低，在大多數(shù)場(chǎng)合已很少采用。而 Al-Ni-Co（鋁錳碳）、Fe-Cr-Co（鐵鉻鈷）、PtCo（鉑鈷）等合金在一些特殊場(chǎng)合還得到應(yīng)用。目前 Ba（鋇）、Sr（硒）鐵氧體仍然是用量最大的永磁材料，但其許多應(yīng)用正在逐漸被釹鐵硼類材料取代。并且，當(dāng)前稀土類永磁材料的產(chǎn)值已大大超過鐵氧體永磁材料，稀土永磁材料的生產(chǎn)已發(fā)展成一大產(chǎn)業(yè)。

　　而在市場(chǎng)方面，20 世紀(jì) 70 年代以前磁體市場(chǎng)的主體是鋁鎳鈷，在 20 世紀(jì)70 年代至 2000 年以鐵氧體為主，從 2000 年以后，稀土磁體(釹鐵硼+釤鈷)產(chǎn)值首次超過鐵氧體，成為磁體市場(chǎng)的主體。在釹鐵硼剛開始生產(chǎn)應(yīng)用之初，釹鐵硼的生產(chǎn)能力主要集中在日、美、歐等少數(shù)國(guó)家手中。其中，日、美在永磁的開發(fā)、生產(chǎn)和推廣應(yīng)用等方面一直位居世界前列，也是最大的永磁消費(fèi)市場(chǎng)，并形成了幾家能力大、質(zhì)量好、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的超大規(guī)模企業(yè)。近年來，美國(guó)、日本等稀土永磁材料生產(chǎn)，在國(guó)際制造業(yè)轉(zhuǎn)移以及稀土原料價(jià)格、人工成本居高不下等多重因素的影響下，以美、歐為代表的西方發(fā)達(dá)國(guó)家磁材企業(yè)紛紛進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)調(diào)整，紛紛關(guān)閉了或減產(chǎn)國(guó)內(nèi)釹鐵硼生產(chǎn)企業(yè)，使釹鐵硼產(chǎn)業(yè)的國(guó)際格局發(fā)生了重大變化。進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，我國(guó)的釹鐵硼產(chǎn)品性能和品質(zhì)大幅度提升，裝備水平與發(fā)達(dá)國(guó)家逐步接近，使得我國(guó)釹鐵硼產(chǎn)業(yè)迅猛擴(kuò)張。目前我國(guó)已經(jīng)取代日本，成為世界第一大稀土釹鐵硼生產(chǎn)國(guó)，正在成為越來越重要的應(yīng)用市場(chǎng)。

3 、區(qū)域布局

　　目前，中國(guó)和日本已成為釹鐵硼永磁材料的主要生產(chǎn)中心，產(chǎn)量總和占世界的 95%以上。而美國(guó)、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)出于成本和利潤(rùn)考慮，逐步調(diào)整稀土永磁材料產(chǎn)業(yè)布局，將磁體特別是永磁合金的生產(chǎn)向主要稀土原料地中國(guó)進(jìn)行轉(zhuǎn)移。當(dāng)前，美國(guó)已無高性能釹鐵硼永磁材料生產(chǎn)基地，歐洲只有一家燒結(jié)釹鐵硼企業(yè)即德國(guó)的真空熔煉公司（VAC），包括位于德國(guó) Hanau 的總部以及位于芬蘭 Pori 的子公司 Neorem，總共不到 2000 噸/年的產(chǎn)能。同時(shí)，日立金屬 Neomax公司、TDK 公司、Neorem 公司等國(guó)際主要釹鐵硼永磁生產(chǎn)企業(yè)，都已經(jīng)在中國(guó)建立磁體后加工基地。

　　日本是除我國(guó)之外最大的釹鐵硼磁體生產(chǎn)國(guó)家，燒結(jié)釹鐵硼主要廠商包括TDK、信越化工、日立金屬旗下 Neoma 等。日立金屬在全球范圍內(nèi)擁有燒結(jié)釹鐵硼生產(chǎn)、銷售專利，根據(jù)日立金屬專利內(nèi)容，只有擁有專利授權(quán)的企業(yè)才可以在專利保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)生產(chǎn)、銷售釹鐵硼產(chǎn)品（包括釹鐵硼合金及下游成品元件）。雖然日立金屬在中國(guó)的專利是工藝改進(jìn)類型，對(duì)中國(guó)釹鐵硼的生產(chǎn)和使用不構(gòu)成障礙，但高端釹鐵硼消費(fèi)市場(chǎng)主要在海外，因此，海外高端市場(chǎng)形成較高的進(jìn)入門檻（目前，日立金屬燒結(jié)釹鐵硼的專利保護(hù)區(qū)包括美國(guó)、加拿大、日本、德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、瑞士、意大利、荷蘭、俄羅斯、韓國(guó)、中國(guó)香港、中國(guó)臺(tái)灣等絕大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)）。

4 、釹鐵硼永磁材料需求前景

　　從釹鐵硼磁性材料的下游應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)程來看，可以大致分為傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域和新興領(lǐng)域。傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域包括 VCM、硬盤驅(qū)動(dòng)器、磁盤驅(qū)動(dòng)器等消費(fèi)電子市場(chǎng)，新興領(lǐng)域主要包括新能源汽車和機(jī)器人等領(lǐng)域。在經(jīng)歷過釹鐵硼材料在傳統(tǒng)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域的等額替代之后，2015-2020 年，國(guó)內(nèi)釹鐵硼需求復(fù)合增長(zhǎng)率最快的領(lǐng)域是新能源汽車領(lǐng)域、機(jī)器人領(lǐng)域、車載電機(jī)、EPS 領(lǐng)域等，預(yù)計(jì)這些領(lǐng)域?qū)Ω咝阅茆S鐵硼的需求量將從 2015 年的 2.6 萬噸增至 8.3 萬噸，其中新能源汽車領(lǐng)域的需求量達(dá) 2.6 萬噸，服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域需求近 1 萬噸，工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域需求將超過 5萬噸。未來 5 年行業(yè)整體需求將保持 25%以上的增速水平。

　　從產(chǎn)業(yè)發(fā)展及下游市場(chǎng)周期的角度看，據(jù)估算未來五年釹鐵硼下游市場(chǎng)將在總量高速增長(zhǎng)的同時(shí)完成從傳統(tǒng)領(lǐng)域向新興領(lǐng)域的轉(zhuǎn)移。新能源汽車及機(jī)器人領(lǐng)域作為新興領(lǐng)域，具有一定的技術(shù)壁壘，但同時(shí)具備極大的開發(fā)潛力。新能源汽車整體的需求占比將從 4%提升至 27%，機(jī)器人領(lǐng)域的需求占比將從 6%提升至16%，而消費(fèi)電子領(lǐng)域的需求占比將下降，消費(fèi)電子占比從 20%降至不足 10%。

　　新興應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒊蔀橥苿?dòng)未來釹鐵硼需求的主要驅(qū)動(dòng)力，而新能源汽車將是高性能釹鐵硼未來產(chǎn)生增量需求的重要環(huán)節(jié)。新能源汽車領(lǐng)域內(nèi)釹鐵硼產(chǎn)品的顯著特征在于其對(duì)產(chǎn)品規(guī)格和精度的要求比較高，存在較長(zhǎng)的產(chǎn)品認(rèn)證期。根據(jù)測(cè)算，新能源汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)將成為釹鐵硼的主要下游市場(chǎng)，到 2020 年，需求占比將占到總需求的 13.8%。

　　新能源汽車領(lǐng)域?qū)︹S鐵硼的需求主要體現(xiàn)在節(jié)能高效的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和伺服電機(jī)應(yīng)用上。由于此類產(chǎn)品技術(shù)含量相對(duì)高，不論是驅(qū)動(dòng)電機(jī)、微型電機(jī)還是伺服電機(jī)，電機(jī)企業(yè)的購(gòu)買大多需要先提供校驗(yàn)樣件，通過電機(jī)企業(yè)對(duì)材料進(jìn)行一定時(shí)間的使用條件測(cè)試后，方能給予資格認(rèn)證，然后才能穩(wěn)定供貨。在實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供貨后，下游企業(yè)通常不會(huì)輕易更換供貨商，并且出于保護(hù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的考慮，下游企業(yè)通常不允許材料供應(yīng)商同時(shí)供應(yīng)其他同類企業(yè)，存在一定排他性。

　　目前來看，全球范圍內(nèi)的混合動(dòng)力車的主動(dòng)力電機(jī)大部分使用的是高性能釹鐵硼永磁材料制造的永磁電機(jī)。新能源汽車動(dòng)力電機(jī)成將成為釹鐵硼最重要的新興應(yīng)用領(lǐng)域。動(dòng)力電機(jī)工作環(huán)境苛刻，運(yùn)行穩(wěn)定性要求較高，其對(duì)高性能釹鐵硼永磁材料的磁性能、一致性及耐腐蝕性要求非常高。高性能釹鐵硼對(duì)于混合動(dòng)力與新能源汽車不可或缺、難以替代：首先，驅(qū)動(dòng)電機(jī)在混合動(dòng)力與純電動(dòng)汽車中不可或缺、無可替代；其次，驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)磁體磁性能有著極高要求，使得擁有最大磁能積的燒結(jié)釹鐵硼成為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的首選，其他磁體對(duì)其替代能力有限。

　　就新能源汽車而言，稀土永磁同步電機(jī)是新能源汽車的心臟，每輛混合動(dòng)力汽車（HEV）的釹鐵硼用量約 3kg，純電動(dòng)汽車（EV）的用量為 5-10kg，新能源汽車產(chǎn)能提升和市場(chǎng)需求放量勢(shì)必會(huì)大幅提高燒結(jié)釹鐵硼的市場(chǎng)空間。而在我國(guó)，新能源汽車已被列為中國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略，政策面持續(xù)加碼。經(jīng)過多年積累，企業(yè)已經(jīng)在幾乎產(chǎn)業(yè)鏈所有關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)取得確定性突破；由于充電樁等配套設(shè)施建設(shè)速度相對(duì)落后，我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)占有率顯著低于全球水平，而技術(shù)設(shè)施的配套建設(shè)已經(jīng)在加速。

　　新能源汽車的中國(guó)時(shí)代即將到來，具體體現(xiàn)在三個(gè)層面：（1）未來 3-5 年，中國(guó)有望超過美國(guó)，成為全球最大的新能源汽車制造國(guó)和消費(fèi)國(guó)；（2）在全球新能源汽車全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)中，中國(guó)企業(yè)均將扮演有分量的或是重量級(jí)的角色；（3）中國(guó)的新能源汽車將以基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和完善配套環(huán)境為依托，走大眾化路線，產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的強(qiáng)度將遠(yuǎn)超發(fā)達(dá)國(guó)家過去三年的表現(xiàn)。

5 、稀土永磁電機(jī)與特斯拉電機(jī)的比較情況

　　特斯拉使用的電機(jī)學(xué)名為三項(xiàng)感應(yīng)電機(jī)，也稱為異步電機(jī)，是由定子繞組形成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的交流電動(dòng)機(jī)。永磁電動(dòng)機(jī)是同步電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)子使用永磁體,定子產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩來推動(dòng)轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)圍繞軸心線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，定子和轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)是同步的。兩者比較如下：

（1）節(jié)能、高功率是稀土永磁同步電機(jī)相比異步電機(jī)的最大優(yōu)勢(shì)

　　異步感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子上沒有永磁體，也無需換向器、電刷，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。但是，異步感應(yīng)電機(jī)由于單邊勵(lì)磁，產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)矩需要的電流較多，因此能耗較大，一般而言永磁同步電機(jī)比異步電機(jī)節(jié)能 20%以上。節(jié)能對(duì)于新能源與混動(dòng)汽車意義重大，這也意味著在不增加電池組容量的情況下，同等車況下，采用同步電機(jī)的汽車可比采用異步電機(jī)的汽車?yán)m(xù)航里程適當(dāng)增加，混合動(dòng)力汽車的油耗也可得到有效降低。

　　異步感應(yīng)電機(jī)在汽車應(yīng)用中的另一主要缺點(diǎn)是功率因數(shù)滯后，定子中有無功勵(lì)磁電流因而功率低（特別是在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)），進(jìn)而制約汽車性能。節(jié)能性、小體積、輕量化等方面的劣勢(shì)，使得異步感應(yīng)電機(jī)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)拖動(dòng)領(lǐng)域中。但國(guó)內(nèi)企業(yè)有所不同。目前國(guó)內(nèi)混合動(dòng)力城市公交，多采用異步電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

（2）稀土永磁同步電機(jī)可實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)難以實(shí)現(xiàn)的小體積與輕量化

　　由于異步感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度低于永磁同步電機(jī)，使得小體積、輕量化難以實(shí)現(xiàn)。而對(duì)于新能源，特別是混合動(dòng)力汽車，小體積與輕量化至關(guān)重要。輕量化進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了汽車的節(jié)能進(jìn)而降低能耗、延長(zhǎng)續(xù)航里程。小體積對(duì)于混合動(dòng)力汽車至關(guān)重要，因?yàn)槠涑?qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)外還有燃油驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，體積過大會(huì)大大增加其汽車電路設(shè)計(jì)難度。

（3）政策驅(qū)動(dòng)和稀土資源優(yōu)勢(shì)將有利于我國(guó)發(fā)展高性能稀土永磁電機(jī)

　　科技部發(fā)布的《國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃新能源汽車重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施方案(征求意見稿)》提出，抓住新能源、新材料、信息化科技帶來的新能源汽車新一輪技術(shù)變革機(jī)遇，超前研發(fā)下一代技術(shù)；到 2020 年，建立起完善的電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)科技體系和產(chǎn)業(yè)鏈。為 2020 年實(shí)現(xiàn)新能源汽車保有量達(dá)到 500 萬輛提供技術(shù)支撐。方案的具體目標(biāo)顯示，驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)水平保持國(guó)際先進(jìn)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器比功率 2020 年比 2014 年提高一倍，趕上國(guó)際先進(jìn)水平；全面提升純電動(dòng)汽車電氣化、輕量化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化水平，小型電動(dòng)轎車技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)、市場(chǎng)化推廣達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先。

　　新能源汽車電機(jī)技術(shù)要求較高，永磁同步電機(jī)最具優(yōu)勢(shì)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)是新能源汽車的三大核心部件之一，相比傳統(tǒng)工業(yè)電機(jī)，新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)有更高的技術(shù)要求。從綜合性能來看，永磁同步電機(jī)最具優(yōu)勢(shì)，更能代表新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的發(fā)展方向。永磁同步電機(jī)具有正弦波電流，且轉(zhuǎn)子都是永磁體，減少了勵(lì)磁所帶來的損耗，定子上安裝有繞組通過交流電來產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，所以冷卻相對(duì)容易。由于這類電機(jī)不需要安裝電刷和機(jī)械換向結(jié)構(gòu)，工作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生換向火花，運(yùn)行安全可靠，維修方便，能量利用率較高。當(dāng)前，越來越多的新能源汽車企業(yè)使用永磁同步電機(jī)。同時(shí)永磁電動(dòng)機(jī)的主原料是稀土，這是中國(guó)得天獨(dú)厚的資源，我國(guó)新能源汽車電機(jī)系統(tǒng)會(huì)朝著永磁化、數(shù)字化和集成化的方向發(fā)展?；谝陨显颍厮估?，目前市場(chǎng)上尤其是中國(guó)市場(chǎng)，新能源汽車均采用了稀土永磁同步電機(jī)。

6 、我國(guó)釹鐵硼行業(yè)現(xiàn)行問題

（1）專利受制于人

　　下游市場(chǎng)開拓難度較大，釹鐵硼稀土永磁行業(yè)專利保護(hù)現(xiàn)象突出，目前全球稀土永磁材料的專利主要集中在日本、美國(guó)和中國(guó)大陸，日本專利申請(qǐng)量占總量的 53%左右，位居第一；美國(guó)占申請(qǐng)總量的 16%，排在第二；中國(guó)大陸地區(qū)占申請(qǐng)總量的 10%，位居第三。我國(guó)在稀土永磁材料方面的專利擁有量與世界第一的產(chǎn)量不對(duì)稱，說明我國(guó)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)掌握和技術(shù)突破仍然不夠。由于目前釹鐵硼永磁制造方法分為燒結(jié)和粘結(jié)兩種，專利所有者分別為日本住友特殊金屬株式會(huì)社和美國(guó)麥格昆磁（MQI）公司。在中國(guó)制造、銷售和使用釹鐵硼磁體并不涉及任何專利問題，但是其產(chǎn)品不能出口到專利覆蓋區(qū)，否則構(gòu)成侵權(quán)。當(dāng)前，日本日立金屬和美國(guó)麥格昆磁壟斷了歐美、日本等大部分國(guó)家和地區(qū)的關(guān)鍵技術(shù)專利，對(duì)燒結(jié)釹鐵硼的全球市場(chǎng)形成技術(shù)壟斷，這些專利涵蓋磁體生產(chǎn)制造的全部制程，且每年不斷更新專利包，搶先申請(qǐng)了相關(guān)專利，日本和歐美之間形成了交叉許可。這種專利壟斷大大制約了我國(guó)高性能永磁材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。一方面，我國(guó)釹鐵硼產(chǎn)業(yè)在向歐美日等國(guó)家和地區(qū)銷售出口產(chǎn)品時(shí)必須取得相關(guān)專利授權(quán)，這無疑增加了產(chǎn)品的費(fèi)用，降低了利潤(rùn)；另一方面，我國(guó)釹鐵硼廠商給客戶研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、航空航天部件等，往往受到日立金屬等相關(guān)專利擁有者的干預(yù)，從而增加了與下游應(yīng)用商的合作難度，很難推動(dòng)下游市場(chǎng)的開拓。

（2）高性能釹鐵硼永磁占比少

　　終端應(yīng)用滯后由于受生產(chǎn)水平和國(guó)外專利的雙重限制，我國(guó)的釹鐵硼磁體多為中低檔產(chǎn)品，其中高端產(chǎn)品占比僅為 15%，而中低檔占比高達(dá) 85%，總體售價(jià)也低于世界的平均水平。目前，我國(guó)大多數(shù)企業(yè)的燒結(jié)釹鐵硼磁體的磁能積在N35-N45，只有少數(shù)大企業(yè)能生產(chǎn)超高矯頑力產(chǎn)品。從目前國(guó)內(nèi)釹鐵硼下游市場(chǎng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)上看，與國(guó)內(nèi)釹鐵硼行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r類似，國(guó)內(nèi)釹鐵硼的應(yīng)用亦主要以中低端產(chǎn)品為主（磁能積 38-45MGOe），主要應(yīng)用領(lǐng)域包括音像器材、電動(dòng)自行（助力）車電機(jī)、磁選工具、磁化設(shè)備、電動(dòng)玩具以及磁性組合積木玩具等。此外，我國(guó)生產(chǎn)的燒結(jié)釹鐵硼磁體以毛坯產(chǎn)品為主，直接應(yīng)用的終端磁部件較少?？傮w來說，我國(guó)雖然是世界第一釹鐵硼生產(chǎn)大國(guó)，但由于受生產(chǎn)設(shè)備、工藝控制水平、管理水平、工業(yè)和生產(chǎn)的自動(dòng)化程度等的限制，我國(guó)釹鐵硼磁體在產(chǎn)品的均勻性、一致性、穩(wěn)定性等方面與日本相比有一定差距。釹鐵硼產(chǎn)業(yè)屬于典型的少批量、多批次產(chǎn)品，生產(chǎn)過程中的工藝技術(shù)控制是重要的因素，“質(zhì)量穩(wěn)定，工藝精細(xì)”是下游應(yīng)用廠商的要求，且釹鐵硼行業(yè)的“合作慣性”很強(qiáng)，前期對(duì)供應(yīng)商的資格認(rèn)證周期較長(zhǎng)，一旦形成供貨協(xié)議，則能形成較為長(zhǎng)期持續(xù)的合作關(guān)系，因此，釹鐵硼的“先期研發(fā)”及初期產(chǎn)品的品質(zhì)至關(guān)重要。

（3）中低端釹鐵硼產(chǎn)品產(chǎn)能過剩較為嚴(yán)重

　　當(dāng)前，我國(guó)釹鐵硼行業(yè)內(nèi)不同企業(yè)的開工情況呈現(xiàn)較為明顯的分化狀態(tài)，對(duì)于部分優(yōu)勢(shì)企業(yè)，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對(duì)高端，客戶渠道相對(duì)穩(wěn)定，受到整體宏觀經(jīng)濟(jì)以及行業(yè)大幅波動(dòng)的影響并不明顯，整體開工水平相對(duì)較高；但對(duì)于行業(yè)整體尤其是產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的中低端產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)，開工率水平相對(duì)較低，低端產(chǎn)能利用率僅為 30%。同時(shí)，除少數(shù)大型釹鐵硼廠商外，大多數(shù)釹鐵硼企業(yè)規(guī)模小、產(chǎn)能低、抗風(fēng)險(xiǎn)能力差。根據(jù)山西磁材聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，目前我國(guó)釹鐵硼 61.2%的生產(chǎn)企業(yè)年產(chǎn)量均不足 500 噸，有些甚至只有幾十噸，小企業(yè)的涌入造成行業(yè)產(chǎn)能過剩，引發(fā)部分的惡性競(jìng)爭(zhēng)。

（4）嚴(yán)重依賴重稀土

　　釹鐵硼磁體受稀土價(jià)格波動(dòng)影響較大。為了提高磁體的矯頑力和溫度使用穩(wěn)定性，當(dāng)前，釹鐵硼磁體通常要添加過多比例的重稀土鋱、鏑，如混合動(dòng)力汽車用磁鋼中重稀土使用量占到稀土總量的 25%-30%。而目前我國(guó)稀土元素分配極不平衡，鋱儲(chǔ)量?jī)H為釹的 1/400，鏑儲(chǔ)量?jī)H為釹的 1/60，與鑭鈰等量最大的輕稀土元素比就更為稀少，鋱鏑價(jià)格昂貴。在稀土永磁產(chǎn)品中，原材料的成本占到總成本的 70%左右。因此，近年來稀土價(jià)格的劇烈波動(dòng)，嚴(yán)重影響釹鐵硼磁性材料的需求。釹鐵硼開工率不足 較低，一旦稀土原料成本提高到一定程度，下游應(yīng)用容易重新回歸成本較低、技術(shù)成熟的鐵氧體永磁市場(chǎng)。如在低磁療產(chǎn)品、箱包磁體、中低磁場(chǎng)磁選機(jī)等領(lǐng)域，低端燒結(jié)釹鐵硼不再具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)完全退出市場(chǎng)；在中端市場(chǎng)如電子產(chǎn)品領(lǐng)域，廠家為了節(jié)省成本，開始重新使用鐵氧體來代替釹鐵硼，部分中小規(guī)模的生產(chǎn)廠商被迫停產(chǎn)。中低端釹鐵硼永磁材料的需求發(fā)生萎縮，使得燒結(jié)釹鐵硼整體供給的增速放緩，進(jìn)而嚴(yán)重影響了我國(guó)整個(gè)稀土永磁材料產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

7、未來方向

（1）加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)

　　知識(shí)產(chǎn)權(quán)和專利對(duì)企業(yè)來說至關(guān)重要，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該行業(yè)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，推動(dòng)企業(yè)技術(shù)的自主創(chuàng)新，積極應(yīng)對(duì)國(guó)際專利壟斷對(duì)我國(guó)釹鐵硼稀土永磁材料領(lǐng)域的限制。首先，應(yīng)建立稀土永磁材料的關(guān)鍵技術(shù)專利檢索、分析和預(yù)警平臺(tái)，通過提供國(guó)際技術(shù)現(xiàn)狀，預(yù)測(cè)未來發(fā)展趨勢(shì)，為專利建設(shè)和技術(shù)開發(fā)提供信息基礎(chǔ)。其次，加強(qiáng)中國(guó)稀土聯(lián)盟在知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和專利訴訟中的作用。準(zhǔn)確分析日本日立金屬某些專利申請(qǐng)要求的正確性，打破其在釹鐵硼永磁材料上的專利壟斷，維護(hù)中國(guó)企業(yè)的專利，推動(dòng)中國(guó)生產(chǎn)商的市場(chǎng)拓展。加強(qiáng)對(duì)我國(guó)釹鐵硼企業(yè)的產(chǎn)品制程和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行研發(fā)和改進(jìn)，并對(duì)核心技術(shù)進(jìn)行專利申請(qǐng)，形成一整套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的聯(lián)盟工藝。

（2）加強(qiáng)與下游應(yīng)用的合作對(duì)接

　　推動(dòng)向高端應(yīng)用延伸加強(qiáng)政府的宏觀指導(dǎo)功能，制訂稀土材料開發(fā)和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，構(gòu)建健康完善的稀土材料及其應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)鏈條，支持稀土在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。建立研發(fā)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)企業(yè)和下游應(yīng)用的產(chǎn)學(xué)研用的技術(shù)創(chuàng)新體系，聯(lián)合攻克核心關(guān)鍵技術(shù)和裝備，建立稀土永磁創(chuàng)新應(yīng)用示范基地，實(shí)現(xiàn)研發(fā)試驗(yàn)和工程化、產(chǎn)業(yè)化的無縫連接。重點(diǎn)突破新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電、核磁共振、國(guó)防軍事等領(lǐng)域所需要的稀土永磁發(fā)展，促成高端稀土新材料在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。積極與世界 500 強(qiáng)、國(guó)內(nèi)重點(diǎn)企業(yè)及國(guó)內(nèi)外知名高校和科研院所開展合作，做長(zhǎng)、做深稀土永磁產(chǎn)業(yè)鏈，培育并深化高性能稀土永磁在工業(yè)節(jié)能裝備、變頻空調(diào)、新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電等新興領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用，形成長(zhǎng)期的合作和供應(yīng)關(guān)系。

（3）穩(wěn)定稀土產(chǎn)品價(jià)格

　　加快研發(fā)低成本高性能稀土永磁材料，稀土原料特別是重稀土在稀土永磁材料的成本構(gòu)成中占比較大，稀土價(jià)格的較大變動(dòng)容易引發(fā)稀土永磁材料市場(chǎng)的波動(dòng)，從而制約產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，一是要維護(hù)稀土政策的持續(xù)性和一致性，形成良好的政策信號(hào)和預(yù)測(cè)，從而穩(wěn)定我國(guó)稀土價(jià)格，同時(shí)要加強(qiáng)稀土永磁及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的交易平臺(tái)建設(shè)，不斷拓展稀土永磁材料及其關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的綜合展示、交易、技術(shù)合作、信息與服務(wù)等功能，成立關(guān)聯(lián)企業(yè)聯(lián)盟，在價(jià)格上實(shí)行適度的聯(lián)合，謀取全球稀土永磁材料定價(jià)權(quán)。二是要加大對(duì)高性能、低成本燒結(jié)釹鐵硼永磁材料產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)、高性能粘結(jié)釹鐵硼磁粉產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及燒結(jié)釹鐵硼耐高溫和防腐蝕表面處理技術(shù)的研發(fā)力度，獲得比較優(yōu)勢(shì)，增加在下游產(chǎn)業(yè)的價(jià)格談判能力。三是要加強(qiáng)稀土永磁技術(shù)科研投入，加強(qiáng)探索新型稀土過渡金屬化合物和亞穩(wěn)相，研發(fā)高性能納米復(fù)合稀土永磁材料以及薄膜材料等基礎(chǔ)性研究，推動(dòng)高性能、低成本的新型稀土永磁材料的突破。

（4）推進(jìn)產(chǎn)業(yè)兼并重組,培育一批具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的龍頭企業(yè)

　　當(dāng)前，我國(guó)釹鐵硼稀土永磁生產(chǎn)能力已大大超過市場(chǎng)需求，但新企業(yè)仍然不斷涌現(xiàn)，投資力度進(jìn)一步加大，加劇行業(yè)的惡性競(jìng)爭(zhēng)，不利于我國(guó)稀土永磁產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。應(yīng)按照市場(chǎng)規(guī)律和行業(yè)特性，依托重點(diǎn)骨干企業(yè)，以資本和產(chǎn)權(quán)為紐帶，通過政府推動(dòng)、市場(chǎng)拉動(dòng)等多種方式，以產(chǎn)品的縱向聯(lián)合和技術(shù)的橫向拓展為方向，通過兼并、聯(lián)合、重組，形成一批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、品牌、核心競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的稀土永磁材料企業(yè)集團(tuán)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)資源向優(yōu)勢(shì)企業(yè)集中，堅(jiān)持“以質(zhì)取勝”和發(fā)揮集團(tuán)優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)略思想，樹立名牌產(chǎn)品，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的有利地位。