金属材料行业分析：金属新材料行业深度研究及投资策略

金属材料行业分析：金属新材料行业深度研究及投资策略直驱和半直驱型交流永磁同步电机对钕铁硼的消耗量在 0.67 吨/MW 左右，国内渗透率从 2016 年的 35%提升至 2020 年的 40%左右，到 2025 年有望伴随机组大型提升至 50%，对 应全球钕铁硼的需求从 2016 年的 4400 吨提升至 2020 年的 19200 吨，国内需求在 2021- 2025 年有望维持在 13000-16000 吨/年之间。全球风电对钕铁硼的需求量 2020 年达到 25800 吨，2025 年有望达到 30150 吨。根据国务院新能源发展规划，到 2025 年国内清洁能源占比达到国内能源供给的 20%左右， 对应国内风电和光伏合计年均装机容量需要保持在 120GW 以上，根据光伏和风电大致 6:4 的结构，未来 5 年中国风电新增装机量平均在 50GW/年，保持稳定增长。我们预计海外装 机量在 30GW 的基础上保持稳步增长，年复合增长率为

新能源汽车需求成为钕铁硼主要增长源

全球新能源汽车在经历 2018-2019 年补贴退坡和全产业链降成本后，2020 年进入到爆款产 品（供给端）和市场真实需求的的高速成长期阶段，渗透率加速提升。新能源汽车驱动电机 成为钕铁硼需求最重要的增长源。直流永磁电机由于能量能换效率高，体积较小、安全可靠， 适于在速度频繁变化的使用场景，是目前新能源器汽车主要的驱动电机种类；高性能的交流 同步永磁电机依靠优异的综合性能、大功率及扭矩快速渗透，两者合计占新能源汽车驱动电 机的 95%以上。主流电动车品牌和车型基本均采用永磁电机，仅特斯拉 Model S 和 X 等采 用适于在高速公路稳定行驶的交流感应电机。

未来 5 年全球新能源汽车将保持年化 50%以上的增速。2020 年下半年新能源汽车销量进入 加速阶段，欧美各国的减排政策标准进一步提升，政府对新能源汽车的支持力度也同步提升， 我们预计 2021-2025 年新能源汽车行业将保持高速增长趋势，年复合增长率超 50%，到 2025 年全球新能源汽车销量有望达到 2400 万辆以上，渗透率达到 25%以上；而国内新能 源汽车在 2025 年超过 1180 万辆，渗透率达到 40%左右。（报告来源：未来智库）

碳中和驱动下风电未来发展空间广阔

风电进入平价上网时代

风电具有零排放、制造成本低、使用周期较长等优势，是全球清洁能源中重要的组成部分。 2019 年之前全球风电装机在政策补助的推动下波动增长，随着技术进步、风电制造规模优 势持续显现以及全产业链降本增效，风电也快速过渡到市场化驱动，国内风电市场平价上网 已经在 2020-2021 年来临。 2020 年全球风电装机量 96.3GW，同比增长 59%，其中中国装机量为 71.67GW，同比大幅 增长 178%，超过 2017-2019 年三年的合计量；2021 年无抢装行情情况下，国内装机量预 计在 40-50GW。2020 年受疫情影响，海外风电装机量为 24.63GW，同比出现较大程度下 滑，预计 2021 年随着疫情得到控制以及风机价格的稳步下降恢复到 30GW 以上的装机量。

直驱、半直驱类风机更适合大风机

根据国务院新能源发展规划，到 2025 年国内清洁能源占比达到国内能源供给的 20%左右， 对应国内风电和光伏合计年均装机容量需要保持在 120GW 以上，根据光伏和风电大致 6:4 的结构，未来 5 年中国风电新增装机量平均在 50GW/年，保持稳定增长。我们预计海外装 机量在 30GW 的基础上保持稳步增长，年复合增长率为 5-8%左右，到 2025 年海外装机量 达到 45GW，全球新增装机量有望达到 100GW/年。

直驱和半直驱型交流永磁同步电机对钕铁硼的消耗量在 0.67 吨/MW 左右，国内渗透率从 2016 年的 35%提升至 2020 年的 40%左右，到 2025 年有望伴随机组大型提升至 50%，对 应全球钕铁硼的需求从 2016 年的 4400 吨提升至 2020 年的 19200 吨，国内需求在 2021- 2025 年有望维持在 13000-16000 吨/年之间。全球风电对钕铁硼的需求量 2020 年达到 25800 吨，2025 年有望达到 30150 吨。

海上风电进入爆发期

2021 年国家实施 100GW 风光大基地项目建设，到 10 月已有 30GW 的项目开工建设，其 中海上风电是风电大基地建设的重要组成部分。沿海各省陆续出台十四五期间海上风电项目 发展规划，广东、山东及江苏规划到 2025 年装机量分别达到 18GW、10GW 及 14GW，我 们统计沿海几省发展规划，2021-2025 年海上风电的新增装机规模将超过 30GW，而 2020 年底存量装机量约为 9GW，5 年复合增速超过 35%。 海上风电将以 10MW 以上风机为主，更适合使用半直驱风机，将限制提升供钕铁硼永磁的 使用量。风光大基地建设以及国内风机技术的快速进步，海上风电发展进度有望超预期。

工业领域加速渗透，未来需求空间有望超过2 万吨/年

2021 年 11 月 20 日，工信部和市场监管总局近日联合印发《电机能效提升计划（2021-2023 年）》，目标到 2023 年高效节能电机年产量达到 1.7 亿千瓦，在役高效节能电机占比达到 20% 以上，实现年节电量 490 亿千瓦时，相当于年节约标准煤 1500 万吨，减排二氧化碳 2800 万吨。针对风机、水泵、压缩机、机床等通用设备鼓励 2 级能效以上的电机，其中钕铁硼电 机作为目前最为高效的电机种类，将直接受益于国家政策支持。工业电机领域的转换在 2021 年有明显加速，一方面为国家政策大力支持，另一方面钕铁硼电机相对于普通感应电机具有 10%-30%的节能，在近年来政策推动能耗双控的推动下，工业企业从自身总能耗以及降低 电力成本的角度考量，更换意愿持续提升。尤其是在 2021 年全国范围内出现电力紧张致使 电价市场化浮动上行的背景下，工业电机领域更换钕铁硼的速度加速。

《电机能效提升计划 2018》中提到 2018 年我国电机能效比海外发达国家低 3-5 个百分点， 高效渗透率只有 3%，而电机系统运行效率比国外先进水平低 10-20 个百分点。我们预计目 前我国电机保有量约 20 亿千瓦，其中工业电机占比超过 75%，同时每年电机新增量超过 2 亿千瓦。工业电机的种类较多，能效和功率强度有所差异，根据电梯、空调电机、伺服电机 等电机的情况，钕铁硼的需求量在 0.1-0.7kg/kw，平均约在 0.2-0.5kg/kw。如果未来 5 年新 增工业电机中钕铁硼渗透率为 10%，则每年新增需求为 4000-10000 吨/年；若存量电机中 每年钕铁硼电机渗透率每年增加 5 pct，则需要 20000 吨钕铁硼，增长和替代空间巨大。

汽车行业需求占比较大

目前传统汽车领域仍是钕铁硼永磁体最大的消费方向，占比在 25%左右，相对于 2017-2018 年高点超过 35%的水平有所下降。普通燃油汽车所需要的小微特电机超过 25 个，对电机性 能要求较高的 EPS（电子助力转向，Electric Power Steering）、防抱死系统（ABS）及点火 器等需要使用钕铁硼永磁体，且主要为烧结钕铁硼永磁体（部分 EPS 电机采用热压钕铁硼 永磁或粘结钕铁硼永磁体）。中高端汽车使用 40-50 个小微电机，而豪华汽车可以超过 100 个，除了传统的 EPS 和 ABS 产品外，扁平式、离心式的永磁步进电机在汽车速度表、通风 系统加速渗透；汽车方向盘扭转传感器、油泵电机、座椅调节器、风扇等零部件也向钕铁硼 永磁体过渡。

我们认为未来汽车行业钕铁硼永磁体需求提升主要来自两个方面的驱动，一方面烧结钕铁硼 永磁利用晶界渗透等技术提升性能、降低成本，高电能效率带来全生命周期成本优势将体现，。 汽车利用效率更高、质量更轻（不仅磁体自身重量轻，还使整个电机更为紧凑、重量更小）。 另一方面汽车数字控制化、电动化、智能驾驶化程度提升，对各控制电机的灵敏性、准确性 等性能均提出较高要求，加速钕铁硼永磁体等在汽车各类控制电机方面的应用。2010 年之 后汽车 EPS 和 ABS 渗透率快速提升，带动传统汽车用钕铁硼永磁电机额的提升，改变钕铁 硼永磁体的下游消费结构；2013 年汽车消费占比仅不到 10%，而到 2017-2018 年之后燃油 汽车及新能源汽车应用占比接近 50%。

10 新兴需求领域拓展叠加国产替代化推动新材料产业

MLCC 粉体：受 5G 及新能源汽车推动，国产替代空间较大

MLCC 粉体指的是制作片式多层陶瓷电容器（MLCC）的电子专用高端金属粉末。MLCC 的 主要原材料是陶瓷粉与构成内电极与外电极的镍、铜等金属粉体材料。目前，电子产品的多 功能化和便携式发展趋势要求 MLCC 向薄层化、小型化、大容量化和低成本发展，MLCC 电极浆料所用的金属镍粉、金属铜粉也向纯度高、粉体颗粒近球形、粒径小及分散性好等趋 势发展。

MLCC 粉体存在技术壁垒与下游制程匹配壁垒，主要生产厂家位于日本。电子专用高端金 属粉体材料由于其对材料性能要求具有特殊性，且制备工艺复杂、难度较大，尤其是大批量 制备纯度高、粉体颗粒近球形、粒径小及分散性好的金属粉体材料存在一定的技术壁垒；同 时，镍粉、铜粉作为 MLCC 的关键原材料之一，下游客户对其产品质量、性能有较高的要 求。目前世界上能够工业化量产 MLCC 等电子元器件用镍粉、铜粉的企业较少，主要为中 国的博迁新材、日本的 JFE 矿业有限公司、住友金属矿山株式会社等企业。

MLCC 电子元器件行业发展的核心驱动因素在于终端市场的产品迭代和需求升级。MLCC 行业的发展主要受智能化消费电子产品的普及与更新、新能源汽车和无人驾驶技术等带来的 汽车电子化水平的提高、5G 通信的推广和工业自动化不断深入等终端需求驱动。目前，消 费电子产品在 MLCC 的下游应用领域中依然占据主导地位，影音设备、手机及 PC 端应用 占比达到 70%。但汽车的新能源化趋势将大大促进中高压、高容等高端 MLCC 产品的需求 增长，因此新能源汽车的大力发展有望成为行业新的增长点，MLCC 市场规模将得到有效提 升。

汽车电子领域：作为 MLCC 等电子元器件重要的应用领域之一，汽车电子行业对于 MLCC 等电子元器件需求的拉动主要体现在汽车电子化率的提升和新能源汽车领域的快速发展两 个方面。汽车电子类产品包括车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置，包括卫星定 位系统、中央控制系统、无线电导航系统、车身稳定控制系统等，有助于提高汽车的安全性、 舒适性、经济性和娱乐性。随着信息技术的发展和汽车无人驾驶技术等智能化进程的加速， 汽车行业与互联网行业不断融合，汽车电子化率提升趋势在未来将得以延续，从而带动 MLCC 的市场需求不断释放。另外 MLCC 通常用于新能源汽车的动力引擎、转向引擎、怠 速停止、再生制动、发动机驱动等多个环节。不同车型的 MLCC 用量差异较大。

金属软磁材料：电网及电子元器件需求长期上行

磁性材料按照磁化后去磁的难易程度可以分为永磁和软磁材料。软磁材料是具有低矫顽力 和高磁导率的磁性材料，易于磁化，也易于退磁，其主要功能是导磁、电磁能量的转换与传 输，广泛用于各种电能变换设备中。软磁材料主要包括金属软磁材料、铁氧体软磁材料以及 其他软磁材料。

金属软磁材料包含金属磁粉芯、非晶及纳米晶合金、工业纯铁及传统合金。其中金属磁粉芯 是用高频率条件下低损失的金属合金粉末制造的磁芯，由于磁粉芯内部均匀分布的气隙，不 泄露磁通量而且在高 DC 电流下也不易饱和。主要包括铁粉芯、铁硅铝磁芯、高磁通粉芯 和铁镍钼粉芯，除铁粉芯外一般称其他粉芯为合金磁粉芯。非晶合金和纳米晶合金是经过急 速、高精度冷却工艺形成非晶态合金后，再经过高度控制的退火环节，形成具有纳米级微晶 体和非晶混合组织结构的材料。具有较高的饱和磁密、高初始磁导率和较低的高频损耗等特 性。

非晶合金主要应用于工频环境的配电变压器，主要应用于包括电力配送、轨道交通、数据中 心和新能源发电等相对传统的电力行业领域；纳米晶合金和金属磁粉芯主要应用于中、高频 环境的电子磁性元器件，主要应用于包括消费电子、新能源发电、新能源汽车、家电、粒子 加速器等新兴行业领域，下游应用领域更为广阔。