高性能稀土永磁材料行业壁垒分析

  • 2020-09-25
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摘要:高性能稀土永磁材料行业进入门槛较高,主要体现在技术壁垒、非标设计及制造壁垒、资金壁垒、客户认证壁垒和专利壁垒等5个方面。其中,技术壁垒、资金壁垒、客户认证壁垒和专利壁垒成为限制企业进入和海外扩张的主要因素。

摘要:高性能稀土永磁材料行业进入门槛较高,主要体现在技术壁垒、非标设计及制造壁垒、资金壁垒、客户认证壁垒和专利壁垒等5个方面。其中,技术壁垒、资金壁垒、客户认证壁垒和专利壁垒成为限制企业进入和海外扩张的主要因素。

近年来,随着下游市场需求的快速增长,我国稀土永磁产业增速明显加快,但高性能稀土永磁材料国际化进程缓慢,本文从行业壁垒的角度出发,重点分析了稀土永磁行业的技术壁垒、资金壁垒、客户认证壁垒和专利壁垒,并探讨我国磁材生产企业国际化进程缓慢的原因。

高性能稀土永磁技术壁垒较高,我国企业处于国际领先水平

高性能钕铁硼永磁材料属于典型的技术和人才密集型行业,其生产涉及配料、熔炼、制粉、速凝、成型、烧结、切片等众多环节以及多项关键工艺和技术。其中,低氧技术、细粉制备技术和晶界扩散技术是提高永磁材料磁体性能的关键技术环节。

图1 高性能稀土永磁材料的生产流程

(资料来源:金智创新行业研究中心整理)

氧含量的高低是决定产品性能的关键。稀土金属化学性能活跃,在生产过程中极易被氧化,金属表面的氧化物会大幅降低磁材的综合性能。因此,生产过程中控制氧的含量是提高磁材产品性能的关键。目前国内钕铁硼龙头企业正海磁材的无氧工艺处于行业领先水平,正海磁材从磁材熔炼到热处理的全部生产过程在无氧环境中进行,运行系统均抽真空至10-3Pa以下。

细粉制备技术是提高磁体矫顽力的重要途径之一。微磁学理论认为,主相晶粒边缘存在的成分结构不均匀区优先开始反磁化,使实际矫顽力远小于理论值。而通过晶粒细化能缩小晶粒尺寸,使单个磁体表面缺陷面积大幅减小,从而达到提高矫顽力的目的。目前,天和磁材通过对气流磨喷嘴选型以及分选轮尺寸、旋风分离器结构、过滤器过滤量、精确控制研磨室进料速度及进气流量的研发和改进,中值粒径和粒度分布等性能参数得到进一步提升,使得D50(中值粒径)由原来的5.0微米提升到2.0微米,工艺处于行业领先水平。

晶界扩散技术是将重稀土金属或化合物通过加热方法扩散到钕铁硼磁体晶界,在不降低剩磁的情况下,最终达到提高内禀矫顽力的效果。目前,国内高性能钕铁硼永磁材料企业已经基本掌握了晶界扩散技术,通过技术攻关,使重稀土含量大幅降低,如正海磁材利用THRED重稀土扩散技术使重稀土耗用量减少30%,大地熊晶界掺杂调控技术和晶界扩散调控技术使重稀土添加量减少20%-50%等。此外,部分企业已经可以实现生产过程中的零重稀土添加,如天和磁材应用自主开发的DFP技术,通过改善配方、细化晶粒、控制杂质含量等方法,达到重稀土用量降低50%-100%的目的,目前已经可以实现N54、52M、50H、45SH及以下牌号产品的零重稀土。

较高的客户认证壁垒和资金壁垒进一步提高行业进入门槛

高性能稀土永磁行业存在较高的客户认证壁垒和资金壁垒,使企业进入门槛进一步提高。
稀土永磁材料行业属于典型的资金密集型行业,只有在达到一定的生产规模后,才能体现出一定的经济效益和市场竞争力。新进入者必须建成高起点、大规模的专业化生产装置,这就需要在制造、试验及检测设备等方面进行大量的资金投入。一般来说,产能在1000吨以上的高性能钕铁硼磁材生产线往往需要过亿的资本投入。
稀土永磁材料行业还拥有较高的客户认证壁垒。高性能稀土永磁材料作为重要的功能性材料,对下游产品的性能有着重要影响。磁材企业往往需要长时间的积累,证明其具备稳定的产品供应能力和可靠的售后服务能力,才能得到大型客户的认可。在客户选定了供应商之后,出于对产品稳定性和一致性的考虑,通常不会轻易更换供应商,新企业往往需要较长的时间和更高的产品可靠性才能进入大型客户的产业链。

专利壁垒是限制我国高性能稀土永磁材料向海外扩张的重要因素

我国稀土永磁行业起步较晚,日本、美国等发达国家凭借先发优势在主要市场国家抢先注册了专利。我国企业在进入海外市场时必须获得企业的专利授权,对我国稀土永磁企业扩张海外市场造成了较大的阻碍。如果未获得专利授权,我国企业生产的钕铁硼磁材出口到专利保护区(欧美、日韩及东南亚等),将存在侵权的法律风险。下游客户特别是知名企业,也不愿冒险采用无专利授权的钕铁硼磁体及其组件。

截至目前,我国仅有8家企业获得了专利许可或授权,这就意味着我国剩下的200多家稀土永磁企业产品难以出口,丧失了国外高端市场份额,使我国稀土永磁行业国际进程缓慢。

表1 获得日立金属专利授权的8家企业汇总

(资料来源:金智创新行业研究中心整理)

据日立金属官网公布,其在全球共计申请了600多项专利,虽然部分核心专利已经到期,但日立金属通过将核心专利与外围专利相捆绑,核心专利到期之后,我国被许可企业仍然不得不受到外围专利的约束。根据大地熊的招股说明书披露,日立金属的专利授权最晚已经到了2032年。

表2 日立金属对大地熊授权专利到期日汇总

(资料来源:金智创新行业研究中心整理)

结语

稀土永磁行业具备较高的行业壁垒,其中技术壁垒、资金壁垒、客户认证壁垒和专利壁垒成为我国企业进军国外高端市场,实现产能扩张和产业链升级的主要障碍。目前,我国已有8家企业获得相关专利授权,成为我国稀土永磁行业出口的主要企业。未来随着日立金属和麦格昆磁相关专利到期,我国稀土永磁行业拓展海外市场的步伐将有望加快。

 

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