稀土永磁产业深度研究报告:碳中和推动钕铁硼永磁体加速渗透
2021-05-11 发布者:中国粉末冶金商务网 浏览次数:3 次
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核心观点:

钕铁硼永磁体是目前综合素质*为优异永磁体。钕铁硼永磁体是磁性参数优异、性价比较高、综合素质*为优异的永磁体,使用烧结钕铁硼磁体能够大幅降低磁材使用量、缩小电机体积和重量,大幅提升电能-机械能转化效率,相对于普通永磁体能效提升10%-15%以上。钕铁硼永磁体的加速渗透有利于节能和减少碳排放,除电冶炼方面的耗电量外,国内电力中80%-90%被电机所消耗;2020年变频空调新的能效标准实施,大幅加速钕铁硼永磁体在变频空调的渗透。未来在国内碳达峰和碳中和政策的推动下,更多领域将调高能效标准,电机标准提升将成为其中*为重要部分。

碳中和政策将推动钕铁硼永磁体加速渗透。钕铁硼永磁体节能优势明显,将主要在两个方面推动碳中和。一方面钕铁硼永磁电机能效较高,其渗透率提升将减少电力的消耗。另一方面钕铁硼永磁体将助力新能源发展,风力发电机中超过40%使用钕铁硼永磁体,将助力清洁能源的发展;同时新能源汽车驱动电机主要采用钕铁硼永磁体,有利于未来减少化石能源使用、减少碳排放。

新能源汽车将成为钕铁硼永磁体*主要的需求增长领域。2020年是新能源汽车市场化驱动的元年,产销量在下半年快速增长,全球实现销量324万辆,对钕铁硼永磁体的需求量在11500吨左右。未来5年新能源汽车将进度加速渗透率阶段,我们预计2021-2025年全球新能源汽车销量将提升至1500万辆以上,年复合增长率超过35%;对钕铁硼的需求量将达到56000吨以上,国内的需求量将达到24000吨左右,成为钕铁硼永磁体*重要的消费领域。

稀土价格趋稳,成本压力缓解。本轮稀土价格自2020年5月份由需求驱动快速上涨,到2021年2-3月份进入加速上涨阶段;随后由于下游迫于成本压力,按需采购降低采购量、导致稀土价格回落;目前全国钕金属均价在75万/吨左右,回落幅度超过15%。稀土元素在钕铁硼永磁体生产成本中占比60%-75%,本轮稀土价格上涨导致钕铁硼永磁体生产成本上涨60%以上,而钕铁硼磁体的价格仅上涨30%-40%。我们认为稀土价格或将趋稳运行。国内2021年增加稀土开采配额,全年配额增长将超过25%,缓解全球稀土供给压力。稀土价格保持在合理水平更加有利于产业链共同合理发展,提升钕铁硼磁体渗透率。

钕铁硼永磁体成本端迎拐点。稀土价格到磁材厂商生产成本的传导周期为1-2个季度,预计2021年1-2季度将成为磁材厂商成本压力*大的阶段,5-6月份将迎来成本端拐点,因此我们看好2-3季度磁材厂商盈利能力回升。同时稀土磁材厂商的股价自2017年下半年以来均维持底部震荡,我们预计随着盈利能力回升,股价也有望触底反弹。

龙头企业加速抢占高端市场。2019年后稀土永磁厂商加快高端产能建设,新建产能产品方向主要集中在新能源汽车、消费电子等高端方面。

我们认为本轮产能扩张主要由高端应用领域需求放量驱动,主要集中在新能能源方面;根据我们测算到2025年仅新能源汽车驱动电机的需求增量将超40000吨/年。以金力永磁和正海磁材为代表,两者均在新能源汽车方向积极扩张产能,预计到2022年末两者钕铁硼毛坯产能将分别达到23000吨/年和18000吨/年。中科三环在赣州新基地建设5000吨/年高性能磁体产能;宁波韵升在2020年通过内部技改提升4000吨/年产能至14000吨/年后,计划通过自有资金建设7000吨/年钕铁硼毛坯产能,主要拓展新能源汽车方向;大地熊除首次发行股份募投1500吨/年产能外,在包头建设5000吨/年高性能钕铁硼磁体产能已经启动。

一、高性能钕铁硼磁体能大幅提升电能转化效率

稀土磁材经历三代发展,目前第四代处于研发阶段

永磁体(硬磁体)是指磁化之后难以退磁的材料,目前主要的永磁材料包括铁氧体永磁材料、金属永磁材料和稀土永磁材料,其中稀土永磁材料(SmCo5)从上世纪30年代被发明、60年代被产业化之后迅速成为当时*为主要的永磁材料。稀土永磁材料主要包括钕铁硼永磁材料(第三代稀土永磁体)、钐钴永磁材料(*、二代稀土永磁体)、稀土铁碳(RE-Fe-C系)及稀土铁氮(RE-Fe-N系),目前钕铁硼永磁体是用量*大、性能*为优异、性价比*高的永磁材料之一,占据高端磁材领域大部分市场空间;钐钴永磁体由于其成本较高,含铁量相对较低,在高温中不易氧化,主要应用于高温作业环境中(250℃-350℃);稀土铁碳(氮)永磁体为未来新一代系统永磁体,目前处于研发阶段,尚未完成产业化。

钕铁硼磁性能优异,性价比高相对于钐钴稀土永磁材料,钕铁硼永磁材料中稀土金属占比相对较低,钕(镨)元素占比在29%~32.5%,铁元素占比64%~69%,硼占1.1%~1.2%,此外部分型号产品需要掺杂镝铽等重稀土元素铌、铜等元素。钐钴稀土永磁体需要的成本主要为钴,第二代稀土永磁体Sm2Co17占比在50%左右(48%-52%),稀土元素钐占比在23%-28%,铁元素占比在14%-17%。

钐钴永磁体中高价格的钴元素占比约为钕铁硼永磁体中高价值镨钕元素的1.7倍,因此在多数稀土价格保持平稳的情况下钐钴永磁体的价格高于钕铁硼磁体。此外,从性能而言,烧结钕铁硼的性能要大幅优于钐钴永磁体,在剩磁、矫顽力以及*大磁能积等指标方面均高于钐钴磁体。

但钕铁硼永磁体居里温度(Tc)相对较低,仅在310-510摄氏度,低于钐钴永磁体的700-800摄氏度,因此钕铁硼的工作温度通常在150℃以下(能够满足绝大部分下游应用温度),钐钴永磁体能够应用到250摄氏度以上的温度,因此目前阶段也主要应用于高温工作环境。钕铁硼永磁体作为目前综合性能*好的永磁材料,按照生产工艺可以划分为烧结钕铁硼、粘结钕铁硼和热压钕铁硼,其中烧结钕铁硼永磁体应用*为广泛、产量占比超过95%。而粘结钕铁硼由于不需要烧结,后续机加工相对简单,能够生产薄壁件、异形件等产品,能够弥补部分烧结产品难以满足的应用方向,但性能弱于烧结钕铁硼。热压钕铁硼磁体通过热等静压等方式制备出高性能磁体,在不添加镝铽的重稀土的情况下实现与烧结钕铁硼相同的磁性能,致密性、耐蚀性、趋向性以及磁性能均较好;缺点主要是成本相对较高,机械性能略差,专利垄断等,目前阶段较多主要应用于汽车EPS电机方向。

钕铁硼永磁体主要指标对电机性能影响较大

钕铁硼永磁的磁性指标直接影响电机的性能,剩磁力、矫顽力(内禀矫顽力)、*大磁能积以及居里温度等是钕铁硼磁体*重要的性能指标。剩磁指标是磁体在充磁后无外磁场后所能提供的*大磁通量强度,其值越大则磁体气隙磁密度越高,*大扭矩和*高效率点越高;矫顽力是表示磁体抵抗退磁能力的参数,其值越大则在设计电机时可以相应降低磁体厚度,抵抗过载的能力也越强;*大磁能积是表示磁体能够对外提供的*大磁能量,其值越高则在相同功率情况下使用的磁体越少。

居里温度Tc是磁体磁性消失的温度点,表征磁体能够工作的温度范围;而温度系数α是磁体则代表磁体的磁性随着温度变化发生可逆变化的百分率,这两个指标是使用磁材是需要考虑的温度指标。此外,磁体的形状也对电机性能产生较大影响,永磁体的厚度、宽度、倒角等外形条件不仅能够影响磁体效率,还会影响磁体机械安装时的精度以及使用中的震动情况,并*终影响电机的效率和成本。在电机外磁路固定的情况磁体厚度的增加能够降低气隙,提升电机效率,但会导致电机换向震动。方形磁体如果不进行倒角会造成磁场变化率大,导致电机的脉震,倒角越大脉震越小;但倒角会导致磁通较少。

高性能钕铁硼永磁体能够提升大幅电机性能

高性能钕铁硼永磁体具有较高的磁性能指标,高剩磁及高矫顽力提升电机的电能转化效率,能在低速情况下产生较大扭矩,功率系数高;同时能够降低磁体及电机体积,相应能够降低设备体积,便于维护维修、节省其他原材料等。高性能钕铁硼电机的磁损耗量较小,带来高的电能转化效率和较低的发热量。高性能钕铁硼的磁通量、磁能积高能够大幅提升电机控制的准确度和灵敏性,调速范围能够大幅提升,达到1000:1以上,使电机启动更平稳、控制更*,频繁启动及变速的损耗较小。

因此高性能钕铁硼磁体能够大幅节能,相对于普通钕铁硼磁体进一步降低5PCT以上的能耗,平均节能效率可达到15%以上,在变频空调、电梯等需要频繁启停、变换工作速度的应用领域能够节能25%-30%。

二、受益于碳中和,钕铁硼磁体需求将加速增长

2015年之后国内稀土永磁体产量稳步增长

自上世纪90年代开始产业化后,中国钕铁硼永磁体产量快速增长,依托于上游原材料优势和生产制造能力优势,中国钕铁硼永磁体产量在2000年左右登顶全球*,并保持高于全球产量的增速、市占率稳步提升。

根据中国稀土协会数据,2019年中国系统永磁体产量约17.9万吨,同比增长5%左右,近10年复合增长率为9%,原有主要下游领域对钕铁硼的需求从高速增长逐步过渡到增长。分产品种类方面,烧结钕铁硼产量为17万吨、粘结钕铁硼为7900吨,钐钴永磁体约为2400吨,烧结钕铁硼占稀土永磁体总产量的95%左右。

国内钕铁硼产量有三个高速增长期,2002-2007年为需求快速渗透驱动高增长,国内产量从2003年的1.7万吨快速增长到2007年的5万吨,2008年全球金融危机导致产量下滑。2009-2011年由于国内经济刺激计划带动国内需求增长,产量重回增长,到2011年产量增长到9万吨左右;但由于国内政策变化导致稀土价格上涨超10倍,高价格影响下游需求导致产量增速快速下滑。2014-2015年随着稀土价格下跌至相对较低水平,下游被压制需求逐步释放,节能电梯、风电产品以及中国汽车产量增长均不同程度带动需求复苏,国内钕铁硼磁体需求量重回中高速增长。2016年之后稀土价格维持底部震荡,成本端不再对需求产生较大的干扰,钕铁硼永磁体产量进入稳步增长阶段。

钕铁硼永磁体出口量占比稳定在30%左右

中国拥有全球*完备的稀土永磁体产业链,是全球钕铁硼永磁体*重要的生产地,2019年中国产量占比超过85%,其他生产国为日本和德国,产量分别为1.39万吨、0.66万吨,因此中国磁材主要通过出口以及加工成电机形式满足全球需求。2019年中国钕铁硼磁材系列产品量达到4.07万吨,其中钕铁硼成材出口量为3.53万吨,钕铁硼合金磁粉出口量为4982吨。2020年虽受到疫情影响,出口量从2季度恢复至正常水平以上,全年实现稀土永磁产品出口4.08万吨,同比基本持平,其中钕铁硼永磁体出口3.6万吨,同比增长2.0%;稀土磁粉和速凝片产品出口稳步下降,与出口产品高端化、原材料类及半成品出口量下降趋势一致。2011年以来,中国钕铁硼永磁体出口整体维持增长趋势,出口增速有所回落,一方面与以加工后电机等终端产品形式出口有关,另一方面原因为低端产品出口数量减少,高端成材料产品出口增加。

出口金额及出口均价方面,2020年与2019年基本持平,2020年上半年疫情影响较大、导致价格较低,下半年出口金额和价格均快速提升,全年出口产品均价持平为46.6美元/千克。钕铁硼永磁体出口价格与稀土价格高度相关,高端占比提升也一定程度抬升整体出口价格。

出口国别方面,国内钕铁硼永磁体出口地较为集中,2020年前五大和前十大购买国占比分别达到63%、85%;其中德国、日本及美国为前三大国家,分别进口5893吨、4928吨及4924吨,预计在2021年均将超过5000吨。

碳中和趋势下新能源需求崛起推动稀土磁材新一轮高速增长

烧结钕铁硼永磁体的应用方向多为需高性能中小电机产品的领域,主要包括消费电子、节能空调、汽车电机、伺服电机等;随着电机设计技术的进步,部分中大型电机产品在磁材性能提升及用量降低的情况下逐步采用烧结钕铁硼永磁产品,如风电发电机、节能电梯曳引机、军工装备等,未来随着磁材性能进一步提升、设备高端化进程稳步推进,大型钕铁硼永磁电机的使用量将继续增长。钕铁硼永磁体产业链相对简单,上游为主要稀土原材料,下游为各种类型电机产品,终端产品渗透到整个工业体系,主要终端为消费电子、风力发电机、节能空调、节能电梯、伺服电机、汽车电机(多种)等。消费电子、传统汽车用小型电机等方向成熟度高,增速相对较慢;而新能源相关的方向则将在电动汽车、风电的加速渗透趋势下迎来新一轮增长。中国钕铁硼永磁体产量在2015年进入新一轮增长。所有对电磁性能要求较高的领域均需要使用钕铁硼产品,2015年以来中国稀土磁材行业维持大个位数增长,2016年出现短暂下滑,2017年重回增长;2019年国内钕铁硼毛坯产量为17.79万吨,同比增长9.5%;其中烧结钕铁硼约17万吨,同比增长9.7%;粘结钕铁硼0.79万吨,同比增长5%;而热压钕铁硼处于起步阶段,中国*条300吨/年产能于2018年在成都投产。

按照毛坯到成材平均70%的成材率,2019年钕铁硼永磁体成材的产量约为12.45万吨,扣除出口钕铁硼磁材后,国内钕铁硼永磁体成材需求量约为8万吨左右;预计2020年随着海外订单转移以及国内风电、节能变频空调等领域的需求带动,国内需求量增长将超过10%。2018年钕铁硼的下游需求中传统汽车、新能源汽车、工业位列前三位,占比分别为37.5%、11.8%和10.9%;其次为风电、消费电子、变频空调和节能电梯,分别占比10%、9.1%、9%和8.4%。2019年主要消费领域除新能源汽车之外均受到宏观经济下行一定影响,需求有所降速。2020年虽遭受“新冠疫情”冲击,但全球宏观刺激、流动性宽松等政策对钕铁硼下游领域有巨大推动作用,其中新能源汽车在下半年实现快速放量,风电装机量受益于平价上网的抢装行情大幅跳升,我们预计两者占比均有望提升至15%以上。国内除新能源汽车外,传统汽车产销量也实现触底反弹,2020年4月后实现连续单月同比正增长。传统应用领域电声学、VCM等也取得逆势增长。而变频空调是增长*为明显的细分方向之一,国内新的空调能效标准在2020年7月生效,使用钕铁硼永磁电机才能满足能效标准,大幅提升钕铁硼永磁体在空调领域的渗透率,我们预计空调领域的需求量增长达到50%以上。

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*大的消费方向,占比约为30%,相对于2017-2018年超过35%的水平有所下降,主要因为2020年全球汽车产量下降超10%,且新能源汽车、空调及风电领域需求增长。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,ElectricPowerSteering)、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)。

中高端汽车小微电机使用量一般在40-50个,而豪华汽车小微电机的使用量可以超过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、风扇等零部件也逐步向钕铁硼永磁体过渡,现阶段粘结类产品已经有相对较高的渗透率,未来烧结钕铁硼产品也将加速替代。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,与铁氧体产品的价差逐步收窄,高电能效率带来全生命周期成本优势将体现,尤其是在全球节能碳达峰、碳中和带来的节能减排压力推动下,汽车利用效率更高、质量更轻(不仅磁体自身重量较轻,还使整个电机设计更为紧凑、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,加速烧结钕铁硼永磁体等高端产品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年下游*重要的消费为电声学和VCM等,电声学占比约35%、VCM占比约6%-7%,合计占比超过40%,而到2017-2018年之后传统汽车及新能源汽车应用占比接近50%。目前汽车上小微电机仍以铁氧体永磁体电机为主,随着碳达峰、碳中和政策的推进,汽车碳排放的标准提升将加速,高性能钕铁硼微特电机电能转化效率较高,助力汽车降低油耗和排放,也将受益于行业实现智能化、联网化和自动化。

新能源汽车需求持续高增

全球新能源汽车在经历2018-2019年全产业链成本下降以及补贴退坡后,2020年其驱动力从政策逐步过渡到市场需求,开启新一轮爆款产品和需求驱动的高速成长期,新能源汽车用驱动电机也将成为未来钕铁硼需求*重要的增量。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,并且技术要求相对较低,目前是电动汽车的主要驱动电机种类;高性能的交流同步永磁电机依靠其综合性能优异、功率及扭矩较大快速渗透,两者合计占目前新能源汽车驱动电机的95%左右,主流电动车品牌和车型基本均采用直流永磁电机,仅特斯拉ModelS和X等采用较适于在高速公路稳定行驶的交流感应电机。

新能源汽车驱动电机钕铁硼永磁体用量在2.5Kg左右。电动汽车一般使用单电机,部分高性能型号使用双电机,而一般驱动电机需要使用2.5Kg钕铁硼永磁体成材(具体用量需要根据汽车扭矩和功率计算)。由于电动车直流永磁电机的钕铁硼磁材的体积相对较大,后端机加工相对简单,因此从毛坯到成材的损耗相对较小,成材率和良品率高于消费电子、VCM等小型器件产品,我们预计平均将达到70%左右。

新能汽车进入新一轮高速增长。2020年中国新能源汽车出货量为136.7万辆,同比增长10.9%;而全球新能源汽车销售量增速远高于国内,2020年实现出货量324万辆,同比增长43.36%。如果按照新能源用直流同步电机用钕铁硼成品率在70%,则全球新能源汽车对钕铁硼坯料的需求量约为11520吨,而国内需求量在4900吨。

未来5年全球新能源汽车将保持年化30%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,年复合增长率达到35%,到2025年全球新能源汽车销量有望达到1500万辆以上,渗透率达到15%-17%左右;而国内新能源汽车在2025年超过500万辆,渗透率达到15%以上。

我们预计新能源汽车行业未来将向两极化发展,类似于手机行业,低端产品凭借亲民的价格和城市内短途使用的便利性快速放量,市场占比增长,以五菱宏光MINIEV为代表;而高端电动车产品凭借整车定位、高续航、完备自动驾驶及车联网配置在中高端汽车市场扩大份额,以比亚迪汉(EV及DM系列)为代表。低端产品配备低端电池和电机,对钕铁硼的需求量相对较少,而高端产品配置大扭矩高功率电机,部分型号配置双电机系统,所需钕铁硼的数量翻倍,因此我们预计未来平均单车驱动主电机对钕铁硼的需求量将保持稳定,并不会随着中低端电动车占比增加而下滑。

自2015年苹果推出iPhone6s以来,iPhone的年销售量均保持在2亿部上下,占据了高端旗舰市场的大部分份额,三星、HOVM等竞品出货中高端旗舰占比远低于苹果。2012财年以来,iPhone业务收入是公司营收的重要构成,iPhone手机也是公司硬件产品生态的核心以及软件服务付费的基础。

未来5年钕铁硼永磁体需求量将跟随新能源汽车高速增长,根据测算我们预计到2025年仅永磁同步主电机所需的钕铁硼成材数量达到3.94万吨,对应钕铁硼毛坯的产量为5.63万吨,年复合增长率为37.3%;而国内需求量将达到1.68万吨,对应毛坯的数量在2.41万吨,年复合增长率为37.5%,新能源汽车将成为烧结钕铁硼磁材*重要的下游需求增量。

碳中和驱动下风电未来发展空间广阔

风电具有零排放、制造成本相对较低、使用周期较长等优势,将是全球降低碳排放的重要支撑之一。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、风电制造规模优势逐步凸显以及补贴减少推动的全产业链降本增效,风电市场也逐步从政策驱动过渡到市场驱动,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;海外装机量为24.63GW,相对于2019年出现较大程度下降,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。

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。海外装机量预计在30GW的基础上保持稳步增长,年复合增长率为5-8%左右,预计到2025年海外装机量达到45GW,全球新增装机量有望达到100GW/年。风力发电电机目前阶段主要有四种:异步风力发电机、双馈异步风力发电机、半直驱式永磁同步发电机及直驱式交流永磁同步发电机,其中异步风力发电机与双馈异步风力发电机不需要使用钕铁硼永磁体,半直驱和直驱式交流永磁同步电机需要使用钕铁硼永磁体。半直驱和直驱式永磁同步电机由于易于维护渗透率快速提升。此外,直驱永磁电机在大型风电机组方面具有一定优势,未来随着机组大型化,尤其是海上风电装机量占比快速提升,直驱和半直驱永磁电机的市占率也将进一步提升。

国内外公司加快直驱及半直驱产能建设,直驱电机国内以金风科技、湘电风能为代表,海外以GE-Alstom、Siemens-Gamesa为代表,2019年四家企业具有代表性的大型直驱机组分别为6.7W、5MW、6MW、6/7MW的产品;半直驱式电机国内以东方电气、海装风电、明阳智能为代表,海外以MHL-Vestas和Adwen为代表,代表大型机组分别为5/5.5MW、5MW、6.5/7.25MW、8MW和5MW的产品。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。

节能电梯、变频空调有望加速渗透

节能电梯相对于传统电梯的优势集中在两个方面,一是电梯结构改变,不需要机房层,从而提升楼层利用面积;二是通过变频调节电机拖拽运动,从而降低电能消耗。节能电梯拖动系统采用变频技术,驱动系统为钕铁硼永磁同步无齿轮曳引技术,相对于普通的异步电动机可节省25%的电能。2020年中国电梯、自动扶梯及升降机产量为128.2万台,累计同比增长7.8%,受疫情影响增速有所下滑。随着中国节能减排政策推进以及房地产价格上涨,节能电梯优势愈加明显,占比从2006年在30%左右提升至2020年的85%,我们预计到2025年提升至95%。按照单台电梯的电机需6千克烧结钕铁硼永磁体,则2020年电梯消耗烧结钕铁硼永磁体成材的数量约为6500吨。

变频空调能够显著降低能耗,随着技术进步以及产量提升推动的成本降低,加之中国空调能效标准的逐步提升,其渗透率快速提升。根据产业在线数据,2020年国内家用空调产量为14490万台,其中变频空调产量为8336.4万台,变频空调占比为58%。销量方面,2020年全国空调企业总销量为14146万台,其中变频空调为7485.4万台,占比为52.9%。2020年受到疫情影响,家用空调内销8028万台,同比下降12.9%,出口销量为6118万台,同比增长4.7%;其中变频空调内销量为5773万台,出口为1712万台。2020年7月国内关于空调能效的新标准GB21455《房间空气调节器能效限定值及能效等级》开始实施,该新标准统一定频空调和变频空调的评估方法,只按照季节能效(APF)定级;对空调整体能效标准提升14%,并希望到2022年空调行业整体能效提升30%以上。

空调新能效标准将淘汰之前市场上超过45%的空调类设备,高耗能的定频空调以及3级能效以下的变频空调将被淘汰,变频空调压缩机只有使用高性能烧结钕铁硼永磁体才能满足新标准。按照单台变频空调电机需钕铁硼数量为0.1千克,2020年国内变频空调产量8336.4万台需要烧结钕铁硼数量为8336.4吨(2020年变频空调产量大于销量较多,有部分库存)。国内变频空调销售渗透率在2020年达到71%,到2025年有望提升至85%左右;出口家用空调中变频空调占比仅为28%,预计随着海外经济发展及能耗标准提升,到2025年有望提升至40%左右,年均提升2.4PCT。我们预计国内家用空调销量保持稳定,出口数量保持3%的增速,到2025年国内变频空调生产所消耗的钕铁硼数量为9660吨。

消费电子高端钕铁硼重回增长

国内老牌磁材厂商凭借技术积累、客户壁垒等优势是目前阶段全球电子行业(VCM、电声学、振动马达等)用钕铁硼的主力厂商,2020年充分受益于消费电子部分领域高景气度、新冠疫情推动云化带来的数据中心投资重回高增,以及产业链率先恢复、市占率提升。受此支撑,2020年主要厂商电子用钕铁硼业务走出连续两年下滑的阴霾,重回增长趋势;同时在国内率先复工、产业链完整的优势支撑下,国内公司在消费电子及机械硬盘VCM领域取得更大的市场份额,主营业务经营质量和客户质量进一步提升。

我们预计随着出货量的提升,销售价格维持基本稳定的情况下,产品生产成本被摊薄,盈利能力提升。宁波韵升、中科三环等厂商在消费电子领域用烧结钕铁硼永磁体具有较为*的地位,在手机、耳机、音箱等产品中具有较大的市占率。手机中需要使用永磁体的部件包括扬声器、听筒等声学系统以及摄像头音圈马达(VCM)、高端振动马达等,其中高端手机无线充电线圈中也使用稀土永磁体;中高端耳机的磁体多为烧结钕铁硼产品,*近几年在TWS耳机的带动下,扬声器元器件对钕铁硼的需求高速发展。此外,在消费电子中磁性配件的渗透率也快速提升,主要为吸附件,如苹果电脑充电孔的磁性吸附件、平板电脑触控笔吸附件等。

手机声学及TWS等元器件带动消费电子钕铁硼消费复苏

(1)iPhone手机声学系统磁体随销量而增长自iPhone7开始苹果手机开始标配双扬声器,因此苹果手机的声学系统主要包括两个扬声器、一个送话器和一个麦克风,其中麦克风为MEMS结构不需要磁体。随着消费者对音质的要求逐步提升,手机扬声器的体积有逐步增大的趋势;为提升手机立体声效果,安卓高端手机跟随采用双扬声器设计。手机扬声器体积增加、单机使用扬声器数量增加等共同推动手机声学系统对钕铁硼的需求。手机扬声器对钕铁硼永磁体的需求量在0.5g左右,高端手机所使用扬声器相对较大,能够达到0.7-0.8g以上。

2020年iPhone手机出货量达到2.071亿部,同比增长5%,市场份额重新回升至16%,在2020年全球智能手机受到疫情影响下滑8.8%至12.7亿部的整体市场中表现优异。2021年凭借iPhone12系列的优异表现以及高端市场部分厂商份额的让出,苹果手机出货量有望继续攀升。此外,国内手机厂商中高端产品出货量持续攀升,各家厂商均推进高端化共同推升手机的均价水平,对高等级零部件、模组的需求量也持续提升。双扬声器在安卓手机中的渗透率逐步提升,主要安卓手机厂商均推出双扬声器手机,并将双扬声器配置下放到中端手机型号,进一步推动双扬声器需求增长。

(2)无线充电线圈提供钕铁硼新需求

iPhone12系列产品标配Magsafe无线充电线圈,其中磁铁阵列层是由18颗磁钢片组成的磁环以及2颗稍大磁钢片组成的定位磁点,这种无线充电设计方案将大幅带动钕铁硼永磁体的使用,单机用量在1克左右;同时Magsafe无线充电器配件也标配类似钕铁硼磁环情况,同时提升需求。我们预计未来此种无线充电产品将在苹果iPhone、iPad、iWatch等系列产品中成为标配,安卓厂商也有望在高端手机中跟进以提升无线充电性能。

(3)高性能振动马达渗透率提升

手机中振动器早期采用转子马达,主要使用铁氧体永磁体,部分高端产品使用钕铁硼磁体,并快速渗透。iPhone采用线性马达为手机振动器带来新的技术路线,线性振动器逐步成为高端手机标配。线性振动马达由于其高精度、高振动强度、低延迟等性能需要使用高性能钕铁硼磁体。从2014年iPhone6系列标配Tapicengine开始,经过6年的技术发展和更新迭代,在苹果的iPhone和iWatch均有应用,Macbook的触控板中振动结构与Tapicengine设计类似。

此外,随着技术成熟,线性振动马达的生产成本快速下降,推动其在安卓中高端手机的渗透,预计未来也将成为高端安卓手机的标配。单个线性振动马达对钕铁硼的需求量预计在0.5g左右,相对于普通转子马达0.2g钕铁硼的需求量有一定提升。同时线性马达为了得到所需性能采用多段磁片的设计,大小不同磁体能够产生不同的振动幅度。新版Macbook产品的触控板采用类似TapicEngine的设计以模拟真实按压段落感,钕铁硼总体用量在7-8g左右,相对于手机和手表产品大幅提升。2020年iPhone系统及iWatch系列分别出货约2.06亿部和4000万部,Macbook系列产品2021年出货量有望达到2000万台。根据测算,iPhone和iWatch的TapicEngine产品对磁材的需求量在125吨((20600+4000)×10000×0.5/1000/1000≈125),Macbook产品对钕铁硼磁体的消费量为140吨左右(2000×10000×7/1000/1000=140),两者合计为265吨,而对钕铁硼坯体的需求量约为530吨。

手机扬声器用钕铁硼有望恢复增长。2018-2020年全球智能手机出货量连续三年下降,2020年疫情加速行业触底,2021年随着疫情控制和经济复苏,在5G换机的带动下有望恢复正增长。根据DigitimesResearch数据,2021年*季度,全球智能手机出货量将达到3.4亿部,同比增长接近50%,iPhone12系列和中国厂商出货量增长为主要驱动力;手机出货量恢复将支撑高端钕铁硼恢复,公司凭借技术和客户优势有望取得更大市场份额。

(4)TWS耳机产品快速渗透

2016年苹果发布*代Airpods产品,打开TWS发展序幕。随着蓝牙技术从第四代过渡到第五代以及蓝牙芯片设计的发展进步,信号传输不同步和延迟问题得到解决,TWS耳机的使用体验大幅度提升。以络达和高通为首的安卓TWS耳机设计方案快速成熟推动TWS耳机生产成本快速下降,在使用体验提升、技术成熟以及成本下降的共同推动下,全球TWS耳机快速渗透。各主要消费电子厂商均推出TWS耳机产品,加上白牌耳机大规模出货,Counterpoint预计2020年全球品牌TWS耳机出货量在2.38亿部以上,其中苹果AirPods系列出货量有望达到1亿部以上。

2021年预计TWS耳机将继续维持高速增长,除苹果耳机之外,安卓TWS耳机增速更快,根据主要TWS耳机芯片生产厂商珠海杰理和中科蓝汛每月出货量分别达到3000万颗和2500-3000万颗计算,仅两家厂商就能够满足3.5亿部TWS耳机需求。2021-2023年全球TWS耳机的出货量将超过5亿、7亿和10亿部,远期TWS耳机的年均出货量将赶上全球智能手机的出货量。

根据每只普通TWS耳机使用0.2克、高端产品使用0.3克钕铁硼,苹果AirPods系列及安卓品牌高端耳机占比在40%,预计2021年全球TWS耳机对高端钕铁硼的需求量为319吨和424吨。由于TWS耳机钕铁硼体积较小,加工难度较高,同时需要复杂表面镀膜处理,因此按照成材率50%计算,对高端钕铁硼坯体的需求量638吨和869吨。

国内磁材公司在苹果链份额较高,并积极拓展非苹果链企业。宁波韵升在苹果产业链声学、振动马达等产品用钕铁硼有较大的市占率,手机声学和振动马达产品份额达到50%,2020年在海外竞争对手受到疫情影响,其在大客户的无线耳机及振动马达磁材的市场份额继续提升。中科三环在苹果产品也有一定市占率,Magsafe磁环产品预计将提供额外增量。此外,国内公司加大对国内主要手机和TWS耳机客户的开拓,产品出货量预计将增长明显,并稳步提升市场份额;此外国内中小磁体厂商在白牌耳机产品中较高的市占率,他们能够满足贴牌耳机厂商小批量、多型号的设计要求,价格相对较低、产线灵活。机械硬盘VCM产品是国内公司传统优势品种,中科三环和宁波韵升在2010年之前已经成为全球头部的VCM磁体厂商,市占率均位居全球两列。2016年以来受到固态硬盘对机械硬盘在电脑市场的替代,VCM用磁体出货量波动下滑,但国内公司通过技术升级以及成本优势加强头部客户的开拓,份额稳中有升。

三、原材料价格趋稳,技术进步降低重稀土比例

2020年下半年稀土价格涨幅较大

钕(镨)元素占钕铁硼永磁体的重量比例在30%左右,成本占比在60-75%,是其*主要的成本项,因此各种牌号烧结钕铁硼永磁体价格跟随稀土价格波动。从根本上而言,钕铁硼永磁体行业属于加工类行业,产品与原材料的价差可以看作加工费。而具有原材料配方优势、技术优势、后端加工处理优势以及高端客户优势的企业享受超额收益。

本轮稀土价格自2020年2季度受需求驱动开始持续上涨,而稀土矿端受到国内配额的约束增长缓慢,近年来稀土矿供给的增量主要来自海外矿山复产的扩产。氧化镨钕价格从低位的30万/吨持续上涨到50万/吨以上、金属钕从37万/吨上涨至85万/吨以上,涨幅均超过100%,对钕铁硼永磁体成本端产生较大压力。按照高端钕铁硼中钕(镨)占比在30%、镝、铽的掺杂比例为0.5%和1%计算,2020年下半年至高点的稀土价格上涨推动钕铁硼永磁体生产成本上涨比例超60%。

金力永磁是行业内成本控制*好的公司之一,2018-2020年公司钕铁硼磁钢的生产成本平均为20.5万/吨,根据我们测算,镨钕镝铽价格上涨带来的成本增长在13-14万/吨,基本相当于涨价前原有稀土元素成本。而钕铁硼永磁体生产厂商作为中间加工环节,下游主要为电机厂商、空调厂商、汽车厂商及风机厂商,对其议价能力相对不强,限制了成本传导能力,因此钕铁硼磁钢的售价波动主要表现为跟随形式。N35和H35等主流牌号的钕铁硼毛坯价格在从2020年2季度*高分别上6.33万/吨和7.9万/吨,上涨幅度低于稀土原材料成本的上涨。但具有产能、客户以及技术优势的厂商通过成本控制优势则有望抓住此机遇扩大市占率。

稀土产量有望稳步增长

2020年全球稀土矿(REO)同比增长6%

供给受限也是本轮稀土价格上涨的主要原因之一,根据安泰科数据,2020年全球稀土矿(折合REO)产量为23.3万吨,同比增长6.6%,产量增长主要来自中国配额增加以及美国芒廷帕斯矿的满产,中国和美国产量分别为14万吨和3.5万吨;其他国家不同程度受到疫情影响,澳洲在莱纳斯公司带动下产量基本持平在2.1万吨,缅甸则由于疫情和国内局势影响含量从2019年的约27700吨下降到25300吨,对中重稀土矿产量2020年在多个主要应用方向需求大幅增长的情况下,供给增长低于预期,尤其是国内稀土开采指标得到严格控制,自产稀土矿无法满足自身需求,需要从全球范围内进口。2020年中国稀土矿开采配额(折REO)为14万吨,而稀土氧化物分离产品产量约为19.4万吨,其中利用进口稀土精矿和独居石冶炼分离的稀土氧化物量分别为3.44万吨和2.5万吨。

海外冶炼分离厂商主要为澳大利亚莱纳斯位于马来西亚的工厂,全年产量为1.62万吨REO。2020年全球稀土氧化冶炼分离产量约21.2万吨,同比增长20.3%,国内产量由2019年的15.5万吨提升至19.4万吨,增量部分主要来自进口稀土矿和独居石矿。冶炼分离量产量的增速高于稀土矿产量的增长,侧面验证下游需求的旺盛,冶炼分离厂商的稀土矿快速去化,也是产量增长的重要原因。

2021年国内稀土矿及冶炼分离量有望稳步提升

2020年稀土需求旺盛造成供需错配以及稀土价格持续上涨是国内增加稀土开采配额的重要原因,防止上游原材料大幅上涨对产业链造成伤害。2021年2月18号工信部下发的2021年*批稀土开采配额同比提升27.3%至8.4万吨REO,若下半年的配额量也同比例增长,则全年开采配额量将增长20%至17.8万吨。国内冶炼分离配额也同比例增长,同时海外稀土矿在高价格的刺激下加快复产和开采进度,预计全球稀土矿增量将主要依赖国内的冶炼产能。根据我们测算,2021年海外稀土矿增量有限,美国的芒廷帕斯矿基本处于满负荷状态,增量可能主要来自美国北方矿业的布朗山;澳大利亚黑斯廷斯公司的杨迪巴那矿在2020年4月获得环境许可证,预计2021年将加快建设进度;澳大利亚匹克资源有限公司在坦桑尼亚的恩格拉矿业处于开采审批的*后阶段,预计2021年将进入开采阶段,但总体海外稀土矿增量有限。

我们预计2021年全球稀土矿(折REO)产量在27-28万吨,较2020年的23.3万吨同比增长20%左右,其中国内产量增量为3.8万吨左右,海外增量在1万吨,海外增量主要来自澳洲及缅甸矿的逐步恢复,美国产量总体增量有限。

2021年4月稀土价格趋稳,磁材成本压力逐步降低

2021年2-3月稀土价格进入加速上涨阶段,金属钕从65-70万/吨迅速上涨至85万/吨以上。大幅快速上涨的稀土价格造成下游厂商迫于成本压力按需采购、降低采购量,囤货贸易商也在高价下逐步增加出货,稀土价格上涨趋势出现松动,进入4月份之后稀土价格回落,下游厂商的成本压力有一定程度缓解。截止到4月中旬,全国金属钕成交均价在75万元/吨(含税)左右,相对于高点回落15%左右,比2020年2季度的低点仍高30万元/吨以上。

我们认为目前价格对于国内及海外稀土矿企业仍盈利较好,根据澳大利亚稀土公司莱纳斯(Lynas)数据,其稀土开采的成本1.75万美金/吨REO,2020年下半年毛利率提升52%,目前阶段应在55%左右。中大型磁材厂商成本传导能力相对较强,而终端应用厂商对于目前稀土以及钕铁硼磁钢价格处于能够接受的极限点,对磁材厂商提出降低磁材标准、缩减温度安全区间等降低成本的要求。

稀土价格小幅回落后趋稳暂时缓解磁材企业的成本压力,而2020年下半年价格的高位到稀土磁材厂商的毛利率传导之后1-2个季度,预计2021年1季度将是成本压力*大的一个季度,2季度将迎来成本压力的转折点,因此我们看好2-3季度磁材企业盈利能力回升。目前阶段磁材企业股价长时间底部震荡,因此我们看好随着盈利回升,磁材企业股价有望底部反弹甚至反转。我们认为从整个稀土磁材产业链而言,稀土价格的持续大幅上涨不利于整个产业链的健康发展,价格维持在合理的区间有助于避免下游应用渗透出现反复、进而影响*终需求。国内稀土开采配额增加一方面有利于缓解供给紧张、保障上游资源价格处于合理位置;同时近年来中国稀土矿配额增长低于下游需求增长导致中国稀土在全球的竞争优势弱化,增加配额、保障供应能够扭转此种趋势,增强优势产业链的全球份额。

龙头厂商传导成本能力相对较强,盈利能力稳定

一体化大型钕铁硼磁钢厂商整体成本控制及传导能力相对较强,在2020年下半年稀土价格持续上涨的过程中保持盈利水平相对稳定。一方面是稀土磁钢厂商均备有满足约一个季度生产所需的稀土库存,保障2020年下半年稀土价格上涨过程中仍有较多低价库存;另一方面技术进步快速推动成本下降,其中晶界渗透技术广泛应用使中重稀土的掺杂量大幅下降,目前阶段普通汽车、新能源汽车、节能空调等下游所用磁钢的铽掺杂量已经由之前超过5%下降至1%左右,未来2年有望进一步下降到0.5%左右,重稀土掺杂量下降大幅节省生产成本。加之龙头厂商凭借产能、产品质量以及配套能力,对下游客户议价能力强于整体,毛利率在稀土价格上涨的过程中并未出现下降,反而由于份额增长、出货量增长,固定成本被摊薄而有所上升。

四、厂商加速扩产,产能、技术和客户差距逐步体现

稀土磁材行业财务指标优异

稀土磁材行业作为高技术加工行业,经历30年的发展、壮大以及淘汰整合,形成适合自身的经营模式:稳健经营,差异化经营,低杠杆、谨慎扩产。磁材行业产业链位置决定整体利润率相对不高,但行业高技术水平、产品多样性、持续稳定供应能力以及成本管控能力保障行业内公司享受相对稳定的盈利空间。在行业平稳期,厂商毛利率稳在20%-25%,且回款能力亦相对较好;在固定资产占比相对较小、扩产成本相抵较低且厂商扩产整体相对稳健的情况下,整体财务指标优异。

行业经营稳健,杠杆率较低

作为相对轻资产类的加工行业,磁材行业经营稳健,财务杠杆较低和经营杠杆较高,截止到2020年底主营业务为钕铁硼永磁体的厂商平均资产负债率为30%左右,其中金力永磁、大地熊由于上市时间较短、业务增长较快、产能加速建设,导致资产负债率相对较高,2021年随着公司完成定向增发且随着募投项目投产、自身经营性现金净流入增多,资产负债率将回归至相对合理水平。同时由于产业链位置原因,整体利润率相对不高,但固定成本占比中等,导致稀土磁材公司整体具有较好的经营杠杆,产销量边际变动带动息税前利润变动较大,同时也能带动期间费用的摊薄。2020年主要稀土磁钢公司产量增长在20-30%,但息税前利润增长幅度多在50%以上。磁材企业财务素质较为优异,现金流充足,还款能力优异。负债结构中,经营性负债占比相对较高,财务性负债较低,财务费用均相对较低,部分公司连续多年财务费用为负。

回款优异,现金流良好

磁材企业整体回款能力,经营性现金流净额与净利润匹配度较高,2020年由于稀土价格上涨较多,各公司加大原材料的储备量,存货量和原材料金额均大幅提升影响部分企业经营性现金流。同时磁材企业在产能扩张方面多利用募集资金,通常在无大额资本开支的情况下整体现金充沛,截止到2020年末,中科三环、金力永磁、宁波韵升、正海磁材以及英洛华等公司在手现金及等价物均超过10亿元。

管理、客户以及发展战略驱动行业成长分化

管理和技术差异是磁材厂商之间*重要的差异。管理能力的高低导致厂商之间运营效率、成本控制、应对周期波动方面的差异,技术差异是产品结构、客户结构等方面区别的主要原因之一,两者共同决定厂商在行业周期、新应用快速放量时的经营策略。传统稀土磁材公司上市较久,经历行业周期及下游主要消费方向变革,经营相对保守稳健,产能扩张速度较慢;而新锐民营企业经营相对灵活,在人员、技术以及客户的方面采用更为灵活的方式,实现技术和客户快速突破。技术、客户以及经营策略方面的差异也导致行业内公司成长性、盈利能力和抗周期性的分化,能够精准抓住下游需求增长方向、灵活应对上游原材料上涨实现成本传导的稀土磁材厂商在2020年原材料价格大幅上涨周期中取得较好的经营成果。此种经营管理方面的分化导致行业表现出较为明显的周期性和成长性,我们预计这种分化将继续,跟随下游高速增长的新能源行业形成新的格局。

成长龙头加快产能拓建

2019-2020年稀土磁材行业在高端需求的驱动下经历新一轮的成长,下游多个主要应用方向实现大幅增长,其中以新能源方向为*主要的增量。2019年后稀土永磁厂商受订单较好驱动,加快产能建设,新建产能产品方向亦主要集中在新能源汽车、消费电子等高端方面;其中以金力永磁和正海磁材为代表,两者产能扩张政策较为积极,预计到2022年末两者钕铁硼毛坯产能将分别达到23000吨/年和18000吨/年。中科三环在赣州新基地建设5000吨/年高性能磁体产能;宁波韵升在2020年通过内部技改提升4000吨/年产能至14000吨/年后,计划通过自有资金建设7000吨/年钕铁硼毛坯产能,主要拓展新能源汽车方向;大地熊除首次发行股份募投1500吨/年产能外,在包头建设5000吨/年高性能钕铁硼磁体产能已经启动。本轮由新能源方向驱动的磁材产能和资本支出周期将加速到来。

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