近日,中国科学院东莞材料科学与技术研究所(东莞材料所)汪卫华院士团队重磅宣布,自主研发JSN 系列高频软磁纳米晶合金完成全工艺验证,正式实现规模化量产并向头部终端企业批量交付。该材料依托 AI 全链条研发范式攻克传统软磁高频损耗瓶颈,核心性能对标并超越国际主流产品,填补国内超高频低损耗纳米晶合金稳定量产空白,为新能源汽车、光伏储能、5G 通信、高端电源产业链国产化升级提供核心基材支撑。
一、AI 赋能研发,重构新材料开发模式
长期以来,高频电力电子设备对软磁材料提出高磁导率、超低铁损、高饱和磁感三重严苛要求,传统铁氧体、普通纳米晶在 100kHz–1MHz 高频区间损耗陡增,进口高端材料长期垄断市场,制约国内新能源、通信设备小型化、高效化发展。
东莞材料所团队创新采用 “AI 先算、实验验证、产线落地” 一体化研发路径,自研 MatChat 材料科学智能体,搭建 AI 成分筛选与工艺仿真模型,针对 FeCoMoBSiNbCu 极细纳米晶体系完成数十万组配比快速迭代,摒弃传统材料 “数年试错” 模式,研发周期压缩 60% 以上。
通过三维原子探针、磁畴动力学模拟等表征手段,团队探明新型 Co 基纳米晶独特微观晶化机理,精准调控纳米晶粒尺寸与磁性团簇分布,解决 “高磁感与低高频损耗无法兼顾” 行业长期痛点。
二、核心性能领跑,全流程自主可控量产
本次量产交付的 JSN 高频纳米晶合金形成完整自主知识产权体系,从超薄带材快淬、精准晶化热处理到磁芯精密加工全工艺实现国产化自研,摆脱海外设备与配方依赖。
实测关键指标:
- 100kHz 高频磁导率较国际 Finemet 经典合金提升 44%,1MHz 下提升 65%;
- 100kHz、0.2T 工况铁损低至 120kW/m³,饱和磁感应强度达 1.42T;
- 具备优异薄带成型性、热稳定性,适配车载、基站高温复杂工况。
产品经多轮可靠性加速测试、下游整机装机验证,现已稳定导入比亚迪、威迈斯、台达、三星等国内外龙头企业供应链,用于车载 OBC 充电机、DC-DC 变换器、光伏逆变器滤波电感、5G 基站 EMI 滤波器、大功率无线充电磁芯等核心部件,可使电力电子器件体积缩减 40%–50%、整机能效提升 2–5 个百分点,电磁干扰抑制能力大幅增强。
三、产学研深度协同,打通创新链产业链
依托东莞松山湖新材料产业集群优势,东莞材料所联合广东泛瑞新材料、东莞昱懋等产业化伙伴搭建自动化量产产线,实现百公斤级宽幅超薄纳米晶带材连续稳定生产,当前已形成月度稳定供货能力,项目达产后年度营收预计突破千万元,上下游联动带动电子元器件、新能源装备新增产值超亿元。
汪卫华院士表示,高频软磁纳米晶是电力电子产业的 “关键基础脏器”,是发展新质生产力的核心战略材料。东莞材料所作为国家战略科技力量,持续聚焦非晶纳米晶材料原始创新与成果转化,本次量产交付标志我国在超高频软磁材料领域从实验室研究走向成熟商业化供货,打破海外高端材料垄断。下一步所企联合团队将持续迭代新一代超低损耗纳米晶配方,拓展数据中心高压电源、固态变压器、工控高频互感器等高端应用场景,构建完整国产纳米晶磁性材料产业链体系。
四、产业价值:支撑多赛道国产替代与双碳目标
当前全球纳米晶软磁市场保持 12% 以上年增速,新能源汽车、储能、通信设备高频化趋势明确,国内高端纳米磁材进口依赖度高。本次东莞材料所自研产品量产落地,具备三大产业意义:
- 供应链安全:实现高频软磁核心材料自主可控,降低新能源车企、电源厂商海外采购成本与断供风险;
- 节能降碳:材料超低损耗特性减少电力设备运行能耗,契合储能、新能源车绿色低碳发展需求;
- 设备升级:支撑电源、通信元器件小型化轻量化,助力快充、高密度基站、车载电控产品迭代升级。
此次高频软磁纳米晶合金量产交付,是东莞材料所落实 “创新链产业链深度融合” 的标志性成果。未来团队将持续发挥 AI 材料研发、非晶合金基础研究优势,持续推出系列高性能软磁新材料,以源头材料创新赋能我国新能源、高端电子、先进电力装备产业高质量发展,夯实我国磁性材料领域全球竞争优势。