科研时看中这款材料 投身产业化 他合伙创办的企业年增速达94%

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图片：受访人提供、图虫创意

随着新能源的发展，金属磁粉芯的春天将到来，创业已有8年的苏海林一直如是坚信着。

苏海林的坚定信念并非空穴来风，全世界能源的短缺以及依赖越来越严重，需要提高能源转换效率，降低能耗。这使得电力电子器件需要往小型化、高频化、大功率、低损耗方向发展，而金属磁粉芯则是电力电子器件转型升级的关键。

PC电源、UPS、变频空调率先使用了这款神秘的材料，随后光伏逆变器、新能源车、智能电网、轨道交通等等都向金属磁粉芯伸出了橄榄枝。

而早在上世纪90年代，金属磁粉芯在中国的市场上难觅其影，相关生产的企业少，规模小、产品档次低。

随着新能源的发展和高端电子产品的普及，金属磁粉芯的需求也越来越大，这一市场该如何掌握在自己手中，成为行业人奋斗的目标。

如今，国内金属磁粉芯产业不仅规模持续扩大，技术也在不断提升，甚至在2020年5月，主导了首项金属磁粉芯国际标准的发布，在国际行业有了更大的话语权。

这一切源自于金属磁粉芯行业人的努力结果。

苏海林就是其中之一，他毕业于南京大学知名的凝聚态物理学专业磁学与磁性材料方向。2005年，这个专业的教授都有为当选为中国科学院院士。苏海林正是师从都有为教授，扎实的基础让他敏锐地嗅到金属磁粉芯的可观前景。

2011年，苏海林克服研究条件的不足，加入到少有人关注的金属磁粉芯的研发队伍，决心为金属磁粉芯国产化助力。2013年，拿着研发成果，他又从科研人员跳到了市场，合伙创办江苏瑞德磁性材料有限公司（以下简称“瑞德磁材”）尝试产业化。

事实证明，苏海林的嗅觉是对的。从2017年至今，瑞德磁材平均增长速度达到94%，2020年营收达到7000万元，2021年，瑞德磁材的营收目标定位为1.2亿元。

在苏海林看来，随着下游应用铺开，金属磁粉芯将有机会超越硅钢片成为第一大磁性材料。

事实也证明，在行业人的努力下，中国金属磁粉芯的市场，正逐渐重新回到国产企业的手里。

捷足者先登。上世纪50年代至90年代，发达国家进行了大量的金属磁粉芯的研发工作，取得了瞩目的成绩，并以此逐步垄断国际市场。

他们在金属磁粉芯领域攻城略地的动力是，电力电子器件正在走向高效、节能、大功率、轻薄化，而作为电力电子器件中需要大量用到的基础功能材料，金属磁粉芯是关键。

而在国内，金属磁粉芯的发展显得姗姗来迟，到了90年代才开始起步。迟来的脚步，让国内与国际行业技术水平相比，落后了不少，高端金属磁粉芯十分依赖进口，铁镍钼粉芯、铁硅铝粉芯的进口一度达到95%。

作为Science期刊关注的新一代软磁材料，金属磁粉芯的研发难度大，是阻碍其发展的原因之一。

苏海林对《大国之材》表示，软磁材料所关注的磁性参数多于永磁材料，其研究涉及大量下游电力电子专业知识，需要具备跨学科的专业背景和对下游应用的深入了解，因此研发过程比永磁材料难，而国内在铁氧体和非晶以外的软磁材料的研究深度和广度以及从事软磁研究的科研人员数量都不如永磁材料。

但进口依赖意味着受制于人，为了摆脱这种局面，虽然是“硬骨头”，也要有人“啃”，苏海林就选择了“啃”这块“硬骨头”。

虽然博士期间的研究方向是永磁，但博士毕业后，经过与恩师都有为教授讨论，苏海林选择了技术问题更多的软磁方向继续深耕。

参加工作后，苏海林先从事了几年非晶纳米晶软磁的研究工作，后来在一次调研中发现了金属磁粉芯。苏海林发现金属磁粉芯抗饱和能力强、高频涡流损耗低、饱和磁化强度高，符合下游电力电子器件的发展需求，其未来的发展潜力不可小觑。于是，他找到了导师都有为院士说出了研究金属磁粉芯的意向，听完苏海林的介绍，都有为院士完全同意并大为支持。

而此时，国内的金属磁粉芯产业刚刚起步，国际上的金属磁粉芯产业规模也不大，正是进军其中的好机会。

想法很快敲定了下来，但现实给苏海林浇了一盆冷水，此时的苏海林已经在合肥工业大学任教，但学校并没有研究金属磁粉芯的条件，缺乏资金与研究设备。

正在苏海林一筹莫展之际，机会突然来了。2010年，首钢国际在他的家乡宿州投资成立了一家生产金属磁粉芯的企业——首文高新材料。苏海林连忙前往这家企业表明了研究金属磁粉芯的想法，在时任合肥工业大学副校长吴玉程教授和首文公司总经理孙志国先生的支持下，苏海林如愿以偿地踏上了金属磁粉芯的研究之路。

当时，应用于高端领域和可大规模生产的金属磁粉芯厂家，主要是美国的美磁、阿诺德和韩国的昌星等公司。由于金属磁粉芯的制造工艺复杂，各公司产品性能相差很大，这些国际大厂以产品性能优势和产能优势占据了市场90%以上份额。

面对技术已经较为成熟的国际公司竞争压力，从零起步的苏海林并未退怯。他决定从这些大公司的样品分析开始入手，逐步摸索出自己的技术，从而跻身其中。

根据已有的材料学和磁学的分析经验，苏海林对样品进行逆向分析，倒推样品的成分和工艺。

“逆向分析工程难度很大，因为拿到的产品是已经热处理过的。”苏海林表示，倒推其原始配方只能基于专业知识进行成分和微结构分析，工艺过程却找不到任何有价值的参考文献，因此只能靠猜想。

“仅在金属磁粉芯的绝缘工艺这一块，我们就花了10年时间进行研究。”苏海林对《大国之材》说。

在与苏海林一样致力于推动金属磁粉芯发展的同行们的努力下，中国金属磁粉芯行业的脚步开始向前迈进了。

推动金属磁粉芯发展，并不是仅停留在实验室就足够，这使得苏海林“下海”了。

在苏海林投入金属磁粉芯研究后，这个行业已经开始快速发展起来了。为了实现高的电能转换效率，UPS、变频空调等领域开始导入使用金属磁粉芯，苏海林心中暗喜，这些迹象印证了当初他与导师都有为院士对金属磁粉芯未来的判断。

“都老师和我都坚信，如果它能在电机和电网上得到应用，它有可能会超越硅钢，成为第一大磁性材料。”

2013年，苏海林的研究也有了突破，面对金属磁粉芯的快速发展势头，苏海林心潮澎湃，毅然决定与师兄合伙创立了瑞德磁材，投身到金属磁粉芯的产业化进程中。

但市场对于科研人员并不友好，刚踏出实验室的苏海林，感受到了来自市场无情“鞭挞”。

科研与产业之间有一层壁垒，那就是信息差，这是苏海林第一次碰壁的地方。只沉浸于研究，却不知道下游的理解一头雾水，不清楚终端用户关注什么，这让苏海林有些茫然。

例如下游的一些概念，超出了苏海林的认知。苏海林举例道，有一次，他发现韩国昌星的产品电能转换效率比自己的产品高很多，但找不出原因。

苏海林尝试分析其原因，根据传统的软磁专业知识，他认为提高电能转换效率在于要降低材料的损耗，但当他把损耗降低了40%-50%后，转换效率仍然很低。

苏海林想不通为什么专业知识竟然不管用了，于是他向终端客户要来了韩国昌星的样品，经过检测其性能，发现对方样品的损耗其实也很高，但另一个属性——抗饱和能力很强。“原来软磁粉芯材料除了磁导率、损耗等传统磁性参数之外，还有直流偏置性能这一参数，这是仅停留在实验室的很多软磁科研人员根本不知道的参数。”

苏海林感慨道，科研人员在实验室里面做的都是材料的基础研究，跟产业接触的机会很少，不清楚下游的应用需求和遇到的具体问题，因此产生了一定的脱节。“业界有句玩笑话叫‘磁不懂电，电不懂磁’。”

为了打破这层认知壁垒，苏海林决定沉入到产业中，与终端用户加强交流。但一开始，隔阂比苏海林想象的深，“我讲的内容终端用户听不懂，终端用户提出的要求，我听不明白，当时完全是鸡同鸭讲。”

功夫不负有心人，经过数年间一点点的积累，苏海林对终端的理解开始清晰起来，与客户的合作也变得顺利起来。

2015年，阳光电源对苏海林团队敞开了合作的大门。从一开始只为对方集中式光伏逆变器供应很少量的金属磁粉芯，到三年后逐步成长为阳光电源的软磁粉芯最大供方。

更大的收获是，苏海林团队与以苏银行高工为代表的下游磁性器件厂技术团队和阳光电源一起开展了联合研发，并为阳光电源组串式光伏逆变器设计了大量的磁粉芯升压电感与逆变电感的方案。

经过7年的发展，瑞德磁材逐步走上发展正轨，在金属磁粉芯领域，瑞德磁材的贡献愈发重要起来。

苏海林清楚，相对于同行巨头，瑞德磁材还只是一艘小船。

瑞德磁材基础小，但成长速度很快。2020年，实现了7000万元的营业收入，同比增长约70%。“过去4年间，我们每年的平均增长速度是94%。”苏海林对《大国之材》表示。

不久前，瑞德磁材完成了新一轮融资，将上马新工厂的建设，“新工厂建完后，产值可达1.6亿元以上。”

1.6亿元，接近国内金属磁粉芯龙头铂科股份2020年上半年的营收。

这距离瑞德磁材定下的行业前三的目标又近了一步。

但作为一家刚步入发展轨道的公司，如何与美磁、阿诺德、铂科、科达等资金、技术雄厚的国内外同行展开角逐？

苏海林分析认为，经过市场的锤炼，倒逼瑞德磁材更加有意识地与终端结合，从而更懂用户的需要，这就是瑞德磁材的优势之一。

科研出身的苏海林也为瑞德磁材在磁器件设计方面增加了筹码。

基于对磁性材料性能的深刻理解与灵活应用，瑞德磁材开始发挥磁器件设计能力的技术优势，可以为UPS、光伏逆变器、APF、电动汽车等终端用户出电感和电抗等器件的设计方案，帮助他们提升性能，节约成本。

电感器件的设计对于终端而言，十分关键，以APF为例，早期APF应用功率较低，因此采用的磁性材料是环形的标准品。但应用端功率密度随着科技发展在提高，为了应对这一问题，采取的解决方案是把多个环形磁芯叠加起来，这样一来就造成器件尺寸过大，磁路结构单一。

为了解决这一问题，早在几年前，苏海林就带领团队尝试拼接磁路的方案。通过磁路的合理设计与磁轭和芯柱材料的灵活选择，节省昂贵的绕组铜材，在保证器件性能的同时为下游客户节省成本。

“瑞德磁材的拼接磁路方案在APF等领域的很多案例中已替代磁环方案，并实现了损耗和成本双20%的降低，所以，瑞德磁材已不单是磁性材料的供应商，我们想打造成整体方案的提供商。”

瑞德磁材攀登行业前三的雄心，无疑映衬着中国金属磁粉芯行业的美好前景。

苏海林表示，近10年来，金属磁粉芯发展速度很快，最大的需求拉动来自于变频空调和光伏逆变器市场。

不止这两个领域，如同忽如一夜春风来，金属磁粉芯的需求呈现遍地开花之势。

光伏产业方面，“十四五规划”提出大力发展光伏产业。国家能源局数据显示，2020年我国光伏新增装机量为48.2GW，是2019年的1.6倍。由于光伏发电的度电成本已低于火电，中国光伏行业协会保守预计我国光伏新增装机量未来五年还将以每年20%以上的增速快速发展，至2025年将扩大到目前的一倍以上。这将给金属磁粉芯带来巨大的增长空间。

在新能源车领域，车载充电机、充电桩和DC/DC转换器等，也将长期拉动金属磁粉芯的增长。

另外，随着第三代宽禁带半导体的应用，开关频率将会提升至百kHz以上，功率密度也将大幅提升。传统金属磁性材料和铁氧体材料因为各自缺陷将很难同时满足高频、高功率、低损耗、小体积的应用需求，金属磁粉芯将会迎来一个快速发展的春天。

金属磁粉芯的市场需求逐渐在打开，摆脱被挤在市场角落的命运的国产企业，也迎来了扬帆远航的时机。“随着国内金属磁粉芯产业的崛起，在民用领域，外企市场份额逐渐重新回到国内企业手里。我相信再过5到10年，中国金属磁粉芯产业规模一定会成为世界第一。这将是我国在磁性材料的细分产业方向上第一次真正超越发达国家，我很自豪能学以致用，不辜负都老师的培养与扶持，在这一磁性材料民族产业的腾飞中贡献自己的绵薄之力！”

【个人简介】

苏海林，博士，江苏瑞德磁性材料有限公司和安徽瑞德磁电科技有限公司联合创始人、副董事长、合肥工业大学磁性材料与器件研究团队负责人、教授、博士生导师、全国磁性元件与铁氧体材料标准化技术委员会委员、IEC/TC51金属软磁粉芯国际标准中国专家组成员、国家磁性材料产业计量测试中心专家委员会委员、安徽省“115”产业创新团队建设工程“磁性材料工程技术创新团队”带头人、江苏省“六大人才高峰”高层次人才、中科院宁波材料所客聘研究员、宁波工程学院客座教授、淮安市“淮上英才计划”企业创新领军人才。

【企业简介】

安徽瑞德磁电科技有限公司及全资子公司江苏瑞德磁性材料有限公司为都有为院士团队创办。公司主营业务为金属软磁粉芯系列产品研发、生产及技术服务，主要生产和销售铁硅粉芯、铁硅铝粉芯、铁镍粉芯、超级铁硅铝粉芯、非晶粉芯以及各种金属软磁复合粉芯，可配合客户的器件设计定制特殊性能磁芯产品。产品已在新能源器件、节能电器以及工业电源市场领域，如APF、光伏逆变器、电动汽车充电机、汽车电子、电力电抗器、轨道交通电源、UPS电源、变频空调、逆变焊机、PC电源等行业得到广泛应用，并得到客户高度认可。

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