磁材行业报告：高频高功率送代推动磁件与磁粉芯爆发式增长（24页）

半导体功率器件的发展是随着半导体材料的第一代、第二代、第三代禁带宽度的逐渐打 开以及功率密度的提高决定的，同时对配套的磁性元器件也提出了更高的性能要求。目 前半导体器件在于成本端的考量，实际上限制电源性能的，是配套的磁性元器件技术的 进步，滞后于半导体器件的发展。 磁性元器件是利用电磁感应原理，将电能和磁能相互转换，从而达到能量转换、传输的 电子元器件，主要分为变压器和电感器两大类。变压器是实现电能变换或把电能从一个 电路传递到另一个电路的静止电磁装置。电感器将电能转化为磁能而存储起来，主要功 能为通直流阻交流，对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。软磁材料是指矫顽力较小，容易磁化，也容易退磁的一类磁性材料，具有磁滞损耗小、 磁导率高、饱和磁感应强度高等特点。作为磁性元器件的磁芯，软磁材料要向高电阻率、 高功率、高饱和磁通密度、低能耗方向发展。根据性能和使用功能不同，软磁磁芯主要 分为硅钢片、软磁铁氧体、合金粉芯、非晶纳米晶几大类。

从软磁材料的历史看，经历从传统金属软磁—铁氧体软磁—非晶、纳米晶软磁—软磁复 合材料（金属磁粉芯）四个发展阶段，金属磁粉芯结合了传统金属软磁与铁氧体软磁的 优点，应用领域不断扩张，工业化程度逐渐超过其他软磁材料。 1）传统金属软磁 纯铁价格低廉储量丰富，是最早投入使用的软磁材料，但电阻率很低只能在低频或直流 下工作。硅钢在 19 世纪末被成功开发，电阻率是电工纯铁的数倍，易于批量生产，价格 便宜并且稳定性好，但是应用频率限制在几百赫兹，目前主要用于变压器铁芯。坡莫合 金初始磁导率较高，但价格昂贵，电阻率较低，并且制造工艺复杂，应用范围有限。 2）铁氧体软磁 铁氧体软磁于 1935 年问世，由具有磁性的 Fe2O3 与其他金属氧化物配置烧结而成，具有 较高的电阻率和磁导率，成功解决了高频条件下高损耗的问题。但较低的初始磁导率和 饱和磁化强度，导致其磁能存储能力差，限制了其在高磁能密度和高功率需求的应用， 使其更适合于高频和低功率场景。