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电子元件:行业发展不断提速 新兴市场亟待突围 (一)

2007年05月30日 09:19:00 中国传动网

电子元件作为电子信息产业的基础,其发展影响着整个信息产业的进程。而3G通信、消费类电子及汽车电子等新兴市场的迅速崛起,又为电子元件企业带来了新的技术挑战。如何应对这些挑战并把握住这些难得的市场机遇,我们特别邀请中国电子元件行业协会(中电元协)部分分会的秘书长及业内专家共同探讨,从中我们可以看出,国内元件企业只有与原材料及整机企业等上下游企业协同作战,共同进步,才能在未来的竞争中立于不败。    电子变压器:与上下游企业共同进步 近30年来,各种门类的电子产品几乎都在向着高频化、高效率、低损耗和高性价比方向发展,使得传统的EI、C型磁心电子变压器的生存空间变窄变小。因此,在我国大陆的电子变压器产量中传统型仍占很大比例的情况下,必须以改革和创新的精神,加大其更新换代的脚步,否则,内地的电子变压器行业还会较长时间地处于“打工”地位。 正经历三个层次更新换代 在某种意义上讲,我国的电子变压器产业正经历着三个层次的更新换代:第一层次是立体变压器(即传统型普通变压器)向平面型变压器的革新,平面变压器的体积重量比传统型减小了80%,已形成5W-20kW/20kHz~2MHz的产品系列,其效率的典型值可达98%。第二层次更新是片式变压器的批量生产。片式变压器的高度进一步降低,基本实现了扁平化。它们适合于电流在100A以上的低压大电流电源的要求。其结构一般采用一个初级绕组多个磁心代替传统的一个磁心多个绕组。多个磁心的初级绕组串联达到降压与隔离的要求,其内部温升低于平面变压器,只有10℃左右;可以安装在额定温升高一些的PCB等基板上。第三层次更新则是薄膜变压器的研制设计成功。由于采用薄膜结构,更好地实现了低高度,一般小于1mm,工作频率超过1MHz,达10 MHz~100MHz。薄膜变压器可以采用集成电路工艺制造,故成本并不比片式变压器高,薄膜变压器是广泛使用的直流开关电源变压器的发展方向。 大家已注意到,目前,从传统型普通立体变压器发展到平面变压器、片式变压器和薄膜变压器只是一个发展进步过程,它们各自有着自己的应用范围和市场定位,并非一种类型完全替代了另一类。如目前的普通型电子变压器的使用量和产量仍然很大;平面变压器已形成系列和批量,正在推广使用;片式电子变压器还处于少量品种的小批量试生产之中;薄膜变压器则还处于开发研究阶段。 与上下游产品共同进步 首先,软磁材料向高端产品升级换代且逐步规模化发展 高端元器件的开发生产需要高端原材料的支持。影响电子变压器性能指标的主要原材料是磁性材料。所以,电子变压器电感器行业十分关注软磁材料尤其是其高端材料的发展。近几年来,我国软磁材料产业有了长足进步,已有一些大中型软磁企业进入了世界先进行列,软磁材料总产量和中低档软磁产品在国际市场上已占绝对优势,高档次软磁产品也已开始形成国际竞争力,可以说,整个软磁行业已开始由大向强转变。 上游原材料产品的发展进步,为电子变压器行业及产品的升级提供了良好的基础条件。 其次,国内整机行业及产品正在转型升级,必将拉动电子变压器行业与产品的市场与技术发展。 电子变压器的技术与产品随整机产品的发展,其应用领域不断扩大,这就为自身的发展提供了市场与技术空间,例如各种电子计算机及其外围设备、有线无线与移动通信设备、汽车电子设备、医用电子设备与仪器等都有宽广的市场和技术发展空间,而新兴的一些行业与技术如高清晰度电视、液晶类产品、数码产品等等的高速发展态势已经形成。这些产业领域,都离不开各类电源,因此,电子变压器技术和市场与它们具有同样的发展潜力是毫无疑问的。 产品升级换代提出新要求 从使用角度而言,电子产品的设计越来越个性化与多元化,门类、品种、型号多。电子变压器的设计制造必须适应这种潮流与原则。目前,电子变压器的设计制造必须注意到如下一些要求: 第一,结构设计,总的趋向是小薄轻,适合于SMT安装要求。对电子变压器设计者来说,小薄轻是在三大被动元件中最为困难的。为了达到小型化指标要求,首选措施是提高电源的工作频率,目前的工作频率为20kHz~100MHz以上。选择高的工作频率,随之而来的是高频损耗和电磁噪声的增大,这就需要采用新的高端磁性材料和抗电磁干扰器件来克服,这将使电子变压器及电源设计复杂化。 第二,电子变压器设计要把工作效率、生产效率放在重要位置。提高电子变压器的工作效率与生产效率是环保与节能的具体落实。在电子变压器设计中,要求的工作效率为:100W以下的小功率直流开关电源的效率>85%;中大功率直流开关电源的工作效率应大于90%。电子变压器和电感器的损耗占电源功率的15%左右,所以要求电子变压器的工作效率>95%~98%。电子变压器的空载损耗和空载电流是电子设备待机损耗的主要因素,因此,要求电子变压器的空载损耗最好小于2%。提高电子变压器工作效率的设计还必须解决其发热少散热快等问题。 第三,与其他任何产品一样,成本是电子变压器设计必须面对的问题。电子变压器除了应在低损耗、小尺寸、高效率、稳定可靠等方面适应现代电子设备要求外,低价位是市场竞争的必要条件。降低变压器成本,设计是基础。设计时原材料的采用、结构形式对成本起主导作用,工艺设备和工艺过程设计,在线测试设备与路线设计等等都应以最低成本为前提。 第四,最大限度地采用标准件。目前,传统变压器设计的标准化率较高,而在平面、片式和薄膜电子变压器的设计中,则较多地偏向于整机产品的技术与安装要求,对标准化率没有严格要求。提高设计的标准化率,当前要抓好两方面的工作,一是加快行业标准的制定,二是设计师要善于利用现有标准件和设计手段。 第五,在有些材料(如铜材)涨价并维持在高价位的情况下,寻找一些较低价位的材料来替代,如以铜包铝导线替代铜导线。 磁材:铁氧体磁体产量第一价格偏低 中电元协磁性材料分会秘书长 陈国华 目前,中国具有磁性材料生产企业及相关的企业1096家,其中铁氧体生产企业359家,稀土磁体和金属磁体生产企业226家,其余为配套设备生产企业和辅助原料生产企业。永磁铁氧体生产企业197家,产量为41万吨(烧结磁体36万吨、粘结磁体5万吨),软磁铁氧体生产企业162家,产量为30万吨(锰锌26万吨、镍锌和镁锌4万吨),钕铁硼磁体4万吨,铝镍钴金属磁体0.35万吨,上述数据均包括在中国的外资企业。 铁氧体保持20%以上增速 中国的铁氧体工业基本保持在20%以上速度增长,平均每五年产量翻一番,图1表示1985年—2006年中国烧结永磁铁氧体和锰锌软磁铁氧体磁体的增长。图2表示1985年—2006年中国粘结永磁铁氧体增长。图3表示中国与世界其他国家钕铁硼磁体产量变化。 进入21世纪,中国的粘结永磁铁氧体增长速度加快,现在产量达5万吨,除原来传统的各向同性粘结永磁铁氧体,如电冰箱门封磁条和显像管调焦磁环片增长外,各向异性粘结永磁铁氧体,如微电机用的磁体和薄纸广告贴片磁体增长幅度加大。现在,各向同性磁体占粘结永磁铁氧体磁体的60%,其磁能积在0.7 MGOe~1.0MGOe,各向异性磁体占40%,其磁能积在1.4 MGOe~1.6MGOe,主要用于各种类型的微电机。 近几年,中国铁氧体磁体的产品质量和档次有很大的提高,基本上能生产日本TDK公司的各种牌号标准的产品。用铁鳞为原料生产的烧结铁氧体永磁性能达到FB4B,用氧化铁为原料能生产的磁体性能达到FB5、FB6。锰锌软磁铁氧体功率材料性能普遍达PC30——PC40,少数能生产PC44、PC50等牌号的产品;高导磁率材料μi普遍达8000,少数能生产12000~15000的材料。 目前永磁铁氧体产品在高技术领域应用占42%,如家电(微波炉、空调、小家电)、办公用品(复印机、传真机)汽车、摩托车、高保真音响、仪表传感器件。传统中低档产品领域的应用占58%,如扬声器、吸附磁体、玩具电机、磁选器件。分布如图4。 软磁铁氧体产品,高技术领域应用占22%,如数字通信、电磁兼容(EMC)、射频宽带、抗电磁干扰(EMI)、高清显示、汽车电子。传统中低档产品领域应用占78%,如电视机、电源适配器、电子镇流器、普通开关电源变压器、天线棒。分布如图5。 目前中国钕铁硼磁体应用情况如下,高技术产品领域的应用占37%,如核磁共振成像仪(MRI)、手机振动、硬盘驱动器音圈(VCM)、光盘(DVD、CD-ROM)驱动器主轴、电动工具、电动车。传统中低档产品领域的应用占63%,如音响器件、磁吸附器件、磁选器、磁化器。分布如图6。 从总体来看,中国的铁氧体磁体的性能还以中低档为多数,虽然产量高居世界第一,但产值并不理想。现在中国的磁性材料总产值约265亿元,永磁铁氧体产值62亿元,平均价格在1.5万元/吨;软磁铁氧体产值在93亿元,平均价格在3.1万元/吨,其余钐钴磁体、钕铁硼磁体和金属磁体占市场110亿元。 2006年中国出口各类磁体23万吨,出口金额仅8.6亿美元;进口各类磁体6.9万吨,而进口金额达5.7亿美元。图7示出2006年中国海关统计的磁性材料进出口数量和金额,从中也能反映出中国的磁体价格远低于国际价格。    行业存在四大问题 1.资本和知本脱节,现在有资金的企业不少,据统计,上市公司加入磁性材料行业有近30家。一些非磁材领域的上市公司单凭资金投入,缺少与研究院所和有一定技术的企业联合,单干效果不理想。 2.科技投入力度不够,国内的一些大企业,在科技投入方面资金较少,没有技术创新的考虑。国外的企业投入科技开发的资金约为利润总额的5%。 3.缺少与下游产品共同开发,由于中国的整机开发跟在国外市场后面,很少与磁材企业沟通,所以磁材行业在整机使用方面永远处于被动地位。 4.中国磁性材料企业过多,新兴企业要占市场仅靠下降价格,像滚雪球一样无止境。另外中国的市场竞争游戏规则与自我约束机制不完善。 总之,前途是光明的,21世纪国际磁性材料中心转移到中国,中国将成为世界最大的磁性材生产基地、磁材销售市场。各企业要按照中国磁性材料发展战略,制定各自的战术,从小到大,从大到强,从国内到国际,步步实现自己的宏大理想。我们坚信:中国磁性材料企业必能成为国际巨头。 微特电机:重点开发三类产品 中电元协微特电机分会秘书长 陈宝 随着国民经济现代化的发展和人们生活水平的不断提高,现代微特电机广泛应用于家用电器、办公自动化、汽车、电动自行车、通信、纺织机械和航天军工领域。2006年我国微特电机产量近50亿台,占全球总量的60%,生产制造总量全球第一,出口额超过20亿美元。展望2007年,微特电机行业既面临良好的发展机遇,也面临着严峻的挑战。 三类产品急需开发 由于微特电机行业是完全开放的市场经济竞争行业,微特电机行业企业将会不断加强新品技术开发和智力投资力度,结合用户需要,自主开发各类高档新型产品。概括起来可以分以下三类:一是高档精密微特电机的开发,如精密高档无刷直流电机、交流伺服电机、步进电机、直线电机、带齿轮减速电机、微型特种电机等,填补国内空白,从而替代进口。二在开发微特电机的同时,加强电机驱动控制的研究开发,形成以微特电机为主、包含驱动控制器的机电一体化产品,如无刷直流电动机驱动系统、步进电机驱动、全数字交流伺服驱动系统等,尤其无刷直流电机系统的开发使用会得到进一步的发展。三是特种电机的开发,随着国内现代化和工业自动化水平的不断提高,许多领域需要特种电机系统实现能量转换,如风力发电系统、微电子机械系统、混合动力汽车和电动汽车驱动系统等。 微特电机行业作为劳动密集和技术密集型产业在我国得到极大发展,约占全球60%的微特电机在我国制造,应当高度重视微特电机产品的出口,要把技术开发、自主知识产权、技术标准和专利放在重要位置,完善自主创新能力,提高产品的核心竞争力,遵从国际贸易的基本规则积极开拓国际市场。 汽车成为微特电机重要市场 微特电机的市场应用,一定程度上是与社会发展水平相适应的,根据发展需要,微特电机行业2007年总体上仍然不会低于5%的递增速度。目前微特电机主要应用于以下领域:1.信息处理设备,包括计算机、打印机、传真机、复印机、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器等,另外也包括通信用的手机、传呼机等。2.视听设备,包括录音机、录像机、摄像机、照相机、VCD、DVD和数字式摄录一体机等。3.汽车工业用微特电机。4.家用电器用微特电机。5.工业及武器装备用微特电机。下面就汽车工业为例介绍微特电机的发展前景。 微特电机是汽车上的关键零部件之一,配置的微特电机越多,汽车采用电机驱动控制代替机械控制的部位越多,汽车的电控自动化程度越高,驾驶操控汽车就更方便,汽车配置更显舒适豪华。汽车用微特电机主要分布于汽车的发动机、底盘、车身三大部位及附件中,并将逐步成为汽车的动力系统。 1.汽车发动机部件上的应用:主要是在汽车起动机、电喷控制系统、发动机水箱散热器及发电机中的应用。这些部件中应用多台直流电动机。 2.汽车底盘车架上的应用:主要是在汽车电子悬架控制系统、电动助力转向装置、汽车稳定性控制系统、汽车巡行控制系统、防抱死控制系统及驱动动力控制系统的应用。其中广泛应用永磁式直流电动机或永磁式步进电动机。 3.汽车车身部件上的应用:主要是在中央门锁装置、电动后视镜、自动升降天线、电动天窗、自动前灯、电动汽车坐椅调整器、电动玻璃升降器、电动刮水器、空调系统、电动电子车速里程表等的应用。其中普遍应用永磁式直流电动机和永磁式步进电动机。 4.汽车附件上的应用:主要是在吸尘器、充气机、气泵、抛光机、电动坐椅按摩器等装置中的应用。 按中国汽车工业协会发布的2006年汽车产销统计,全年汽车产销量分别达到727.97万辆和721.60万辆,同比增长27.32%和25.13%。产销双超720万辆,意味着中国2006年超过德国成为全球第三大汽车生产国。同时超过日本,成为全球第二大新车消费市场。2007年中国汽车工业仍将保持稳步上升势头,汽车销量增长预计仍可达15%左右,总量将超过800万辆。随着电子技术广泛应用于汽车,微特电机在汽车上的应用会更加宽广。如信息系统、导航系统、汽车音响、电视娱乐系统、车载通信系统、上网系统,其微特电机的应用数量也随之增加。作为我国民族微特电机制造企业,不断提高质量和汽车用微特电机的市场份额,微特电机在汽车工业领域的发展前景将十分广阔。 总的来看,虽然存在国际铜材、钢材和磁性材料等成本价格变数的影响,但是我国微特电机行业还会保持稳定增长,这主要取决于我国不断增长的电机产品技术开发能力、高品质产品的批量生产管理水平和日益完善的国内外市场销售渠道。

供稿:网络转载

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