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）

行业报告下载 2023年07月05日 07:00 管理员

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。