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让美国担心卡脖子?这一高科技材料背后的博弈
来源:华体会携手沃尔夫斯堡版    发布时间:2024-04-30 18:44:11

  “拜登决定:不限制主要从中国进口的钕磁体”——这句有些拗口的话背后,谁能第一反应过来其内涵是担心钕磁体被卡脖子呢?

  美国白宫21日表示,拜登总统已决定不限制进口钕磁体。美国“政治新闻网”称,美国进口的钕磁体主要来自中国,拜登的决定避免了美国与中国等经济体爆发新的贸易战。

  拜登的决定是基于美国商务部为期270天的调查结果。该调查发现,美国对进口强力磁体的依赖是对美国国家安全的威胁,并建议采取一系列措施来增加国内生产。美商务部的建议包括:对磁体供应链的关键环节进行投资;与盟友和伙伴在供应链弹性方面开展合作;支持在美国培养生产钕磁体的熟练劳动力等。

  事实上,更多人细读这条新闻后发现,看似大气的“不限制出口”无非是担心受限。

  去年,美国进口的烧结钕磁体中,75%来自中国,9%来自日本,5%来自菲律宾,4%来自德国。而稀土磁体可用于计算机硬盘、智能手机和核磁共振机等商业领域,也可用于战机和导弹制导系统等军用领域。

  美国保尔森研究所去年的一份报告称,未来5-10年,仅电动汽车和风力涡轮机就需要大量高性能钕磁体供应。这意味着其他用途领域可能会面临供应瓶颈和价格上涨。

  大到风力发电、新能源汽车,小到智能手机、电脑硬盘,在这些设备的内部,你都会发现一种必不可少的新型材料——稀土永磁材料。

  随着我国经济和科学技术的迅猛发展,稀土永磁材料在电子、计算机、信息通讯、医疗、航空航天、汽车、风电、环保节能等传统和新兴领域都发挥着至关重要的作用,已成为促进高新技术发展和当代经济进步不可替代的关键材料。以“中国制造2025”五大工程的核心高端装备创新工程为例,其十大重点领域中,个个都有稀土永磁材料应用的身影,“工业味精”也成了他们的赞誉。

  消费电子一直是钕铁硼永磁产品的主要需求行业之一,钕铁硼永磁由于其高磁能积、高压实密度等优越特点,符合消费电子产品实现小型化、轻量化、轻薄化的发展趋势,因此被广泛应用于音圈电机(VCM)、主轴驱动电机、手机线性震动马达、摄像头、收音器、扬声器、耳机、数码伸缩镜头电机等诸多器件。

  汽车对钕铁硼永磁的需求主要分布在汽车电动助力转向系统(EPS)、新能源汽车驱动电机及部分高端微特电机等零部件中。

  EPS 作为环保、节能、安全、舒适的新一代汽车智能转向助力系统,在乘用汽车市场正逐步取代 HPS。据权威机构 StrategicAnalytics 报告,EPS 装置的渗透率在欧盟地区从 2010 年的 70%提升到 2015 年的 81%。中国 EPS 起步较晚,渗透率从 2010 年的不足 10%提升至 2015 年约 38%。随着 EPS 渗透率的不断提升,EPS 用钕铁硼永磁需求量将得到极大提升。

  而钕铁硼永磁自新能源汽车问世以来就基本占据了永磁同步驱动电机市场。驱动电机对钕铁硼永磁的需求量根据车型和电机功率差异而有所不同,一般混合动力汽车驱动电机耗用钕铁硼 1-2 千克/辆,纯电动车则耗用 5-10 千克/辆。

  目前钕铁硼永磁体是性能最优、用量最大、磁材市场占比最高的永磁材料。钕铁硼磁材中钕镨元素占比在 29%-32.5%,铁元素占比在64%-69%,硼占比在 1.1%-1.2%。近几年由于钕铁硼磁材的高性价比,以及不断优化的磁材生产工艺下,钕铁硼磁材在生产及应用方面得到了高速发展。

  钕铁硼磁材的能量密度及矫顽力都极高,且具有较强的磁性及机械性能,不足之处在于耐高温性差,且易粉化腐蚀。根据行业惯例,内禀矫顽力(Hcj,kOe)和最大磁能积((BH)max,MGOe)之和大于 60 的烧结钕铁硼永磁材料,属于高性能钕铁硼永磁材料。

  根据弗若斯特沙利文的数据,2020 年全球稀土永磁材料产量达到 21.74 万吨,同比增长 8.43%,2015 至 2020 年复合增速达到 7.72%。2020 年全球烧结钕铁硼为 20.55 万吨,占稀土永磁材料总产量产量 94.5%。全球高性能钕铁硼磁性材料产量近年来稳步提升,2021 年全球产量达到 7.53万吨,同比增长 13.57%。预计到 2025 年,稀土永磁材料总产量及烧结钕铁硼产量将分别达到 31.02 和 29.67 万吨,2020~2025 年均复合增长率分别为为 7.4%和 7.6%。

  中国具备全球最完备的稀土永磁产业链,也是全球最重要的稀土永磁生产基地,2020年中国磁材产量占全球达到 90.25%。2021 年中国稀土永磁材料产量达到 21.33 万吨,居全球首位,消耗量达到 16.07 万吨。目前,中国生产的稀土永磁材料以烧结钕铁硼为主,占比达到 94%以上,烧结钕铁硼按照矫顽力高低不同可分为低矫顽力到至高矫顽力共 7

  根据百川盈孚数据,2022 年 1 月-2 月,中国烧结钕铁硼产量达 44440 吨,同比增长15.67%。自 2021 年 6 月份以来,烧结钕铁硼价格持续上涨,截至 2022 年 3 月 25 日,毛坯烧结钕铁硼 N35 价格达到 285 元/公斤,毛坯烧结钕铁硼 H35 价格达到 345 元/公斤。

  中国稀土永磁材料产量稳步增长,稀土永磁产业已初步形成规模。国内磁材龙头如金力永磁、中科三环、宁波韵升等已形成生产钕铁硼材料的完整产业链。其中,中科三环、宁波韵升、英洛华主营产品包括烧结钕铁硼及粘结钕铁硼,银河磁体主要生产粘结钕铁硼且为全球最大粘结钕铁硼材料生产企业,其余企业以生产烧结钕铁硼为主。稀土永磁行业进入壁垒较高,产品研发、技术突破等方面需要大量的研发费用及时间投入。

  目前大型稀土永磁厂商生产体系已成规模,且与下游客户粘性较好,通过不断的扩增扩产以及技术更新来推动整个行业的发展,新进者将面临较大竞争。

  反观美国,上世纪八十年代,美国的通用汽车和日本的住友几乎同时研发了钕铁硼化合物。一经推出,大家都惊叹于它的强大,并有意将它推向更多应用。但不同的是,两家企业采用了不同工艺。美国坚持使用粘结钕磁体,日本则采用烧结工艺。

  由于技术的不成熟以及稀土原料供应问题,通用汽车于 1995 年将磁铁子公司出售给了一家由中国公司组成的财团;并于 2001 年关闭了所有在美国的生产线。

  一方面是终端市场的刚需,一方面是本国产业链的归零,拜登放开钕磁体进口也就不让人感到意外了。

  由钕铁硼磁材构成的稀土永磁电机轻便灵活,方便运输易于携带,给电机的装运等环节带来极大的便利;在充磁之后能保持较长时间的磁性,性能更加稳定;精度可控,运行噪声小、载重能力强,电机误差能控制在0.1%以内;可以灵活变速调节,最大限度的提升运转效率,降低能耗,有效节约了使用成本。

  特斯拉人形机器人有望于月底亮相。考虑到人形机器人的体型、重量,以及驱动精确性要求高,活动关节小且多,响应速度要求快,高性能钕铁硼可能是优选。

  对于机器人这一赛道,中信证券直接喊出,“有望迎来不亚于新能源车的新增长极”。同时预计,2025年全球机器人行业高性能钕铁硼需求量为6.1万吨,届时全球机器人领域高性能钕铁硼市场规模为305亿元。

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