麦米、田村等8位大咖拆解磁性材料升级路径
编者按:当新能源车的快充时间不断刷新下限 —— 极氪 007 2025款从 10%充至 80%仅需 10 分半钟,小鹏G6 2025款在超充桩上从30%充至80%仅需 9 分钟;光伏储能逆变器效率较劲小数点后两位……作为能量转换与信号传输的磁性材料,正迎来性能极限挑战。
曾主导市场 20 余年的 PC95磁性材料,在 MHz 级应用、宽温工况下显露出难以突破的性能瓶颈,而 96、97磁性材料凭更优的饱和磁通密度与频率上限,成为高端场景 “刚需选项”。
本期《对话》特邀磁性材料全产业链 8 位企业代表,从 “需求倒逼 - 性能破局 - 产业协同 - 未来预判” 四大维度,解码磁性材料产品升级的深层逻辑与实践路径。
一、需求倒逼:高端场景为何弃用 95材?性能瓶颈成核心触发点
Q:在 800V 车载电源、AI 服务器电源、高功率光储逆变器等中高端整机研发中,是否曾因 95 材性能瓶颈调整方案,转向 96/97 磁性材料?核心原因是什么?
麦格米特段文辉:当前在车载、充电桩及服务器电源三大领域,95材已基本退出主力应用,仅在辅助变压器中少量使用;核心器件普遍采用 96材、96A材,部分项目已启动 97材的技术导入。以新能源相关产品板块为例,96磁性材料已成为主流选择,95磁性材料因无法满足当前高温低损耗的应用要求,主功率器件已基本不再选用。
超越精密於汉斌:95磁性材料目前应用广泛,属于大众化材料,覆盖多数市场领域,市场占比至少超 30%;96磁性材料、97磁性材料则主要用于充电桩、电动车载等对功耗要求严苛的领域。
有部分客户,尤其是充电桩领域客户会要求磁性材料升级 —— 功耗越低意味着充电效率越高,常规充电桩效率约 96%,部分极致设计的客户可做到 97%-98%,效率的提高能直接转化为成本收益,这类客户对96、97磁性材料产品的需求最为明显。
图/超越精密
德珑磁电李新功:为某新能源车企开发 11kW OBC 主变压器时,PC95磁性材料产品方案在 125℃结温和额定负载下效率仅 95.0-95.2%,高温下 Bsat 偏低需增大磁芯,成本优势不明显,客户最终选择 PC96磁性材料产品方案(效率 95.7%,体积更小),导致在车规级 OBC 市场突破受阻。
PC95 磁性材料产品在高端应用中的局限主要有:高频损耗(尤其高温高频下)不够低,在 MHz 级应用及>100°C 环境中功率损耗显著增加;饱和磁通密度遇瓶颈,25°C 时约 500mT,100°C 时降至 400mT,抗饱和能力在高功率、小型化设计中不足;磁导率约 3500,需更多匝数达标;温度稳定性待优化,>100°C 时 μi 和 Bsat 变化曲线更陡峭。
欧陆通:目前我们的产品中,PC40 这类中低端磁性材料产品的占比已非常低,基本都采用 PC95 及以上的高性能磁性材料产品。我们会根据不同应用场景和客户需求选择适配的磁性材料牌号,比如针对当下快速发展的 AI 服务器领域,甚至会用到 97 材这类高端磁性材料产品。
田村(中国)聂应发:2024 年,某头部车企因充电效率不达标,把 50 万套车载充电机(OBC)订单的 95磁性材料产品方案换成 PC97磁性材料产品方案。由于 PC97磁性材料价格更高,仅材料费一项就额外增加成本,造成约 1.2 亿元的营收损失。
技术迭代压力上,800V 高压平台新能源车需磁性材料支持>200kHz 频率,95材无法满足。成本阈值突破方面,97材量产后价格较 2023 年下降 28%,与 95材价差缩至 1.3 倍,加速替代进程。政策标准升级方面,中国 “双碳” 政策要求充电桩效率>96%,推动 97 磁性材料产品在直流快充模块应用。
华源磁业薛志萍:这并非单纯 “局限性”,而是与产品升级需求直接相关。新产品升级需更高性能磁性材料,磁性材料牌号向高端迭代;但老产品受成本限制,难以升级。当前快充产品对 “缩短充电时间、缩小体积” 的需求,必须通过磁性材料升级满足,95磁性材料产品已无法适配这类新需求。
二、性能拆解:96/97 材如何突破 95 材瓶颈?参数差异与技术壁垒
Q:95 磁性材料在高频、高温、功率密度上的核心局限性是什么?96/97磁性材料通过哪些技术设计实现性能突破?
麦格米特段文辉:95磁性材料属于传统宽温低损耗材料,但在低温段与高温段的损耗表现均存在明显不足。车载与充电桩设备的工作环境温度较高,尤其是充电桩对高温段损耗控制有严格要求,因此 96磁性材料、96A(或叫96+)磁性材料产品的应用逐步普及;
服务器电源领域,针对钛金级、钛金级+乃至红宝石级产品,对轻载、半载、全载工况下的效率要求显著提升,这就需要磁性材料在 25℃-120℃温段均保持低损耗特性,损耗曲线要平滑。
东阳光张凯:东阳光磁性材料中,PC40 及以下中低端磁性材料占比约 5%,PC95 及以上高性能磁性材料占比超 80%。主力产品为 95磁性材料(HE6)、96磁性材料(HE7F)、97磁性材料(HE7S,最新研发),96磁性材料用量最大,95磁性材料次之,合计占比约 70%,主要应用于新能源汽车、工业设备、光伏等领域;在民用品升级场景中,96磁性材料产品正逐步替代 95磁性材料。
96、97磁性材料产品作为 95磁性材料升级版,性能更优,当前行业设计趋向 “极限化”,核心目标是降本 —— 变压器成本中磁性材料占 30%、铜线占 40%,通过优化磁芯 AE 值减小体积,可降低磁性材料和铜线用量,而 95磁性材料产品在此设计下易出现温升过高、饱和不足等问题,若放大设计余量适配 95磁性材料,成本将上升 20%-30%,97磁性材料与 95磁性材料成本仅差约 1000 元 / 吨,综合成本更优。
田村(中国)聂应发:各牌号磁性材料性能参数如下:
95磁性材料高频损耗较高,150kHz 时损耗比 97磁性材料高 50%,导致电动汽车 DC-DC 模块温升超标(实测>110℃);温度稳定性不足,在 - 40℃时 Bs 值下降 18%,寒区车载电源易饱和故障;体积受限,相同功率下体积比 97 材大 30%,无法适配超薄型电子设备。
凯通电子辛本奎:凯通目前与业界对标,除客户特殊开发磁性材料外,KH40/44 系列与 KH95/96 占比约为 2:8,而 KH40/44 大多是家电类客户,车载、充电桩、光伏、微逆、AI 伺服器等领域以 KH95/96磁性材料产品为主。
随着能源等级(80Plus)要求提高,95 材损耗谷点在 80-100 度,轻载或半载时逐渐无法满足需求,因此 96 材、97 材得以推广,其中 96 材市场占比约 30%,客户新项目多开始采用 KH96 甚至 KH97。
KH97材料 图源凯通
KH96 在更高频率下表现更优,常用于高频 Gen3 平台(125kHz、300kHz~500kHz);市场竞争中,为提升效率,春光与凯通联合开发升级版,如 KH96A 的 core loss 可达 350 水准。
KH97 在 KH95、KH96 基础上,重点优化 140 度特性,部分客户因其性能优异,将其与 KH96 升级版对应使用;即便应用温度最高仅 100 度,从设计风险角度(如散热失效时避免磁芯成为主要热源),高端设计(如 AI 服务器)中 KH97 或 KH96A 升级版有明确市场前景。
此外,碳化硅、氮化镓芯片在开关电源中的应用,推动电源向轻薄化、低成本方向设计。
华源磁业薛志萍:各牌号核心技术指标差异明显:功率损耗上,96 材较 95 材降低约 10%;饱和磁通密度(BS)上,大电流场景需更高 BS 值支撑;磁导率方面,44、47 牌号约 2300H/m,95 材达 3300H/m,96 材不低于 3700H/m。
三、产业协同:96/97 材推广的痛点与破局路径
Q:当前 96/97 材在产能、性能一致性、成本传导上存在哪些难题?整机、器件、磁性材料企业如何联动解决?
麦格米特段文辉:目前国内具备 96材、97 材生产能力的磁性材料企业数量相对有限,多数磁性材料企业的产品可满足当前应用需求,但潜在技术挑战已逐步显现 —— 随着服务器功率与功率密度的持续提升,其工作频率将同步提高。现有 96材、96A材、97材的实际可应用频率上限大致为300KHz,若后续研发数十千瓦级高功率密度服务器电源,当频率需求突破 300KHz 时,传统 96材、96A 材或难以适配。
96、96A材批量生产阶段的性能一致性仍是关键问题 —— 工程样品虽能满足标准,但批量生产后,单炉产品的性能差异可能超过 20%,该差异显然不符合当前服务器电源产品的性能要求。
相比之下,95材的性能一致性更稳定,因为 96材、96A 材、97材对烧结气氛要求很高,不是所有厂家都能做好;而 95材相对普通,就像 40 材一样,行业内大多企业都能生产,技术成熟度更高。
对于部分企业因追求方案稳定性而暂缓材料升级的现象,需结合具体应用场景判断 —— 若场景无明确性能升级需求,则无需盲目推进材料迭代。例如,部分传统家电产品,现有材料已满足性能与成本平衡要求,无需特意替换为 96材、97材,稳定性于成本反而为核心考量因素。
超越精密於汉斌:一方面,仍有 PC40、PC44 等材料的应用空间,像我们接触的日系客户更倾向延续传统材料方案以保障稳定性;而国内多数客户已从 PC40 材过渡至 95 材,产品迭代速度更快。
另一方面,行业内存在部分厂商宣称其 96 材、97 材性能对标 PC96、PC97,但经实际验证后,部分产品性能甚至未达到常规 95 材水平的情况,一定程度上影响了客户对96材的选择。
田村(中国)聂应发:供应链方面,当前面临的痛点是高端粉体进口依赖度 > 40%(日本日立化学占 30%),且 97 材初期良率仅 65%,毛利率较 95 材低 8-10 个点。
破局措施包括垂直整合(深度合作稀土分离厂锁定镧系元素)与循环技术(建立磁材回收线降低稀土成本 20%),并绑定知名国际大企业,深度展开合作,如与粉体龙头签署钇掺杂铁红独家供应协议,保障高 Bs 材料稳定性。建议同步投入液冷磁芯封装技术,解决 3MHz 以上应用散热痛点,在下一代技术周期占据先机。
四、未来预判:96/97 材渗透率与企业差异化布局
Q:未来 3-5 年,96/97 材将在哪些领域率先成为标配?企业应如何制定差异化升级策略?
麦格米特段文辉:从应用领域来看,96材、96A材未来将率先在新能源汽车行业实现标配,其次为充电桩领域与服务器行业。上述三大领域均属目前国家重点推进的新“基建”,新能源汽车、充电桩及数据中心的技术升级,将驱动材料向 96 材、96A 材乃至 97 材方向迭代。
反观传统行业,白色家电、黑色家电等领域,目前 PC44材可基本满足性能需求,部分场景最多选用 95材;消费级的适配器、充电器等领域,因功率提升与小型化需求,普遍应用第三代半导体氮化镓,主要方向为提频,存在96材的应用可能性,但通常以95为主。
从成本角度来看,尽管 96材、96A材的成本高于 95材,但当前 96材、96A材与 95材的价差已大幅缩小,部分厂商甚至实现 95材与96材的同价供应。此外,磁性材料在整机电源主功率器件的成本占比相对较低,即便存在10%-20%左右的成本差异,仍在可接受范围内,因此在上述三大应用场景的产品设计阶段,硬件工程师们通常直接选用 96材、96A 材,无需经过 “95 材试用 - 96 材替换” 的过渡流程。
东阳光张凯:从市场趋势看,96、97 材等高性能材料的市场份额将持续上升,这是因为行业对功率密度的 “极限设计” 需求,必然依赖更高性能的磁性材料,不过更高牌号材料不会追求 “全面极限”,而是针对更高频、更高温等细分场景做精准优化。
国内新能源汽车市场是 96、97 材需求增长的核心驱动力,当前车载磁性元件设计余量缩减,要求磁性材料在 120-150℃下具备低损耗高饱和特性,对高温段磁性能要求持续提升。HE7S(97 材)与韩国现代联合确定材料指标、研发下一代产品,目前进入小批量试产,预计 2025 年底至 2026 年量产。
HE7S材料(97) 图源东阳光
充电桩领域,应对 800V 平台、超充需求,HE7S 宽频、宽温低损耗优势明显,新项目逐步导入小批量产。
为应对趋势,东阳光的布局集中在两方面:一是技术与人才储备,与电子科技大学保持 20 余年产学研合作,涵盖成果转让、联合开发及人才培养;
二是生产设备升级,近两年新增 200 吨、100 吨、60 吨伺服压机(今年再增 4 台 60 吨伺服压机),适配大功率磁性材料生产;同步订购的 40 垛钟罩炉将于八月到位,专门提升 97 材的烧结能力,保障产品稳定性。
此外,PC50、PC90 方向的材料占比约 15%—— 例如数据中心需高频特性材料对应 PC50(HE5Q/E)方向;空调逆变设备需高饱和特性材料,这类场景均对应 PC90(HE9A/B/C)方向的材料。
欧陆通:我们会与磁元件供应商开展深度协同,不仅要精准对接磁芯的结构设计细节,更会聚焦核心性能参数的匹配,针对 AI 算力场景的服务器电源,既要满足高频低损耗的硬性指标,又要通过高饱和磁通密度和宽温稳定性降低整机散热压力,这些都需要与供应商在磁性材料产品特性、工艺细节上进行前置化协同验证。
超越精密於汉斌:96 材、97 材必然是行业发展趋势 —— 车载、充电桩领域的需求会反哺全行业,各领域对低功耗的需求本质上是一致的。
不过转型速度受两方面影响:一是成本较高,二是部分市场更侧重性价比、客户追求方案稳定。后续除材料升级,我们也会结合不同市场的性价比需求与客户偏好,优化产品设计与市场定位,以适应 96 材、97 材主导的市场竞争。
我司自 2019-2020 年起涉足 96 材、97 材相关转型,具体准备包括:研发端与客户联合验证低功耗材料特性,确保其满足功耗、高温稳定性等需求;供应链端优先选择有规模的供应商,通过标准磁块调试、产品特性测试验证材料实际性能,明确合作参数标准以保障供应稳定;人才储备端与大专院校达成战略合作,每年接收 100 余名毕业生实习,择优签约培养为储备干部,解决行业招聘难题。
华源磁业薛志萍:公司已具备生产 97 材料的实力,但当前仅针对有明确需求的客户提供产品,未大规模生产,因市场需求有限,仅头部企业有能力使用,中小客户因成本压力难以接受。
位应对材料未来升级趋势,我们主要从三方面布局:其一,产业链双向延伸,上游实现铁红、铁锰等核心原材料自主采购与加工,从源头控成本、保质量;下游拓展至无线充电器、线圈等终端部件生产,构建 “材料 + 部件” 一体化能力;
其二,核心设备投入,近两年累计投入 400 万元购置 10 台伺服压机,专项用于高精尖产品生产,保障合格率;计划引进 32 垛钟罩炉,进一步提升 96、97 材的性能稳定性与批次一致性;
其三,聚焦 “小而精” 细分市场,退出利润微薄的手机无线充市场,转向形状复杂、公差要求严苛(±0.5%-0.7%)的手表充电器领域。
充电器用磁性材料 图源华源磁业
德珑磁电李新功:当前 96/97 材凭借高频、高饱和、低损耗等优势,在新能源与数字化产业中快速替代 95 材。厂商技术迭代与下游主动需求形成双向驱动,预计 2-3 年内将完成对 95 材的主流替代。
未来 3-5 年,96、97 材及更高牌号磁性材料产品的市场份额将呈现强劲增长,核心驱动力来自电力电子行业向高频、高效、高功率密度的不可逆升级,以及 GaN/SiC 等宽禁带半导体技术的普及。
为此,德珑目前已进行布局:一是设计能力重构,精细化电磁建模,采用 ANSYS Maxwell、JMAG 等软件建立高频(>500kHz)电磁 - 热耦合模型,开发平面变压器、矩阵变压器、PCB 嵌入式绕组等。
二是工艺技术提升。利兹线/扁平线应用:针对高频场景,采用股线直径≤0.1mm的利兹线或厚度0.2mm以下的铜箔,降低涡流损耗30%-50%。自动化精密绕线:引入六轴机械臂配合机器视觉,实现≤50μm精度的层间绝缘对齐,减少局部放电风险。超越单一材料升级逻辑,通过 “电磁设计-材料工程-智能制造”三维融合 ,将96/97材的物理性能极限转化为终端产品的性能壁垒。
结语:
从 800V 车载电源的效率突破到 AI 服务器的高频需求,从充电桩的功率升级到光储逆变器的性能较劲,磁性材料产品从 95 材到 96/97 材的迭代,本质是新能源与数字化产业 “性能刚需” 倒逼下的必然结果。
本次对话中,磁性材料、器件、整机全产业链代表的观点印证了一个核心逻辑:96/97 材的推广并非单纯的材料替代,而是涉及 “性能参数匹配 - 产能协同稳定 - 成本梯度传导” 的系统工程:
既需要磁性材料企业突破高端粉体自主化、提升批次一致性,也需要器件与整机企业前置化联动,通过联合研发缩短技术验证周期,更需要行业根据应用场景分层推进(高端领域加速 97 材渗透,传统场景优化 95 材性价比)。
未来 3-5 年,随着碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体技术的普及,以及 “双碳” 政策对能效标准的持续提升,96 材将逐步成为新能源汽车、充电桩、服务器领域的标配,97 材则在超充、AI服务器电源等极致场景打开增长空间。
而这场产业升级的关键,在于全链条能否打破技术壁垒、构建协同生态 —— 磁性材料企业的 “材料创新”、器件企业的 “工艺优化” 与整机企业的 “需求牵引” 形成合力,才能真正实现磁性材料从 “跟跑” 到 “领跑” 的突破,为电力电子产业高质量发展筑牢 “核心中枢”。
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审核编辑 黄宇
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