2021年無刷DC電機控制技術研討會,近20家BLDC產業鏈企業參加,其中智能微電子、Keysight、ST、國家技術、航順芯片、極海半導體、王欣、趙毅創新、馮巖科技、泰信半導體、Qorvo等國內外優秀企業專家進行了精彩分享。
從市場反饋和嘉賓分享來看,雖然2021年BLDC市場受到原材料價格上漲和芯片缺貨的影響,但一些應用領域很難獲得貨源,但價值高、利潤率有保障的應用領域將繼續增長。一般來說,BLDC的市場規模在未來幾年將繼續呈現當前的增長趨勢,但增長率可能略有放緩。
BLDC電機行業市場情況。
據Grandviewresearch統計,2020年BLDC市場規模為171億美元。
預計未來幾年復合年增長率將達到5.7%。眾所周知,自去年年底以來,制造業實際上面臨著原材料價格嚴重上漲、芯片缺貨等巨大困境,許多制造企業只能停產。
例如,電機制造業使用最多的銅,現在的價格已經超過7萬元一噸,而一年多前只有3.5萬元一噸。
此外,ABB.阿美特克(AMTEK)、日本電產、美貝亞集團、德昌電機、聯合體育技術公司、保德電子公司、北美電氣公司、施耐德電氣公司、雷勃電氣公司等。
BLDC控制器產業鏈。
驅動BLDC的驅動電路主要由控制器和柵極驅動三部分組成,即預驅動和功率MOSFET/IGBT,通常稱為驅動。還有一個BLDC反饋給控制器的反饋信號,用于霍爾傳感器或不使用霍爾傳感器。
一是最傳統的離散驅動解決方案;二是將柵極驅動和功率MOSFET集成到IPM中,再加上控制器的解決方案;三是將柵極驅動集成到控制器中,再加上功率MOSFET或IGBT的解決方案;四是將這三部分集成在一起的集成ASIC解決方案。
雖然BLDC控制器有很多種,如MCU、DSP、FPGA,甚至CPU,但MCU是目前應用最廣泛、應用最廣泛的,所以我們以MCU為例,按照MCU、MCU+預驅、SOC等形式進行分類。
就MCU而言,國內參與企業較多。目前,國內MCU企業不少于100家,其中許多可用于電機控制。在BLDC行業,著名的主控MCU企業包括Microchip.TI.ST.英飛凌.NXP等。中國有趙毅創新。華大。智能微。航順等。
MCU+預驅有TI.ST.峰、靈動微、士蘭微、晶豐明源等。
有TIST、羅姆、峰、東芝、普誠、Qorvo、Allegro等。
對于采用通用MCU方案的BLDC方案提供商來說,今年可能會遇到一些困難。因為自去年年底以來,通用MCU已經成為最稀缺的材料,包括32和8。特別是對于海外原廠MCU,國產MCU可能會好一點。
據說海外原廠交貨期基本超過16周,也就是4個月,一般半年左右。獲得貨物需要50多周的時間。也就是說,可能要等一年。
BLDC電機驅動器使用的功率設備主要是MOSFET。IPM和IGBT。例如,一般來說,我們的BLDC電機驅動器需要由6個MOSFET驅動。因此,就劑量而言,仍然相當大。
在中高端MOSFET和IGBT主流設備市場,國內主要依靠進口,基本上被歐洲、美國和日本企業壟斷。目前,國內領先的電力半導體企業的市場份額仍然很低,這需要國內電力設備制造商的跟進。我相信,隨著BLDC電機市場的興起,這是國內電力設備制造商崛起的機會。
BLDC未來的主要增量市場。
目前對BLDC需求較大的領域如下。
風扇。
在風扇領域,風扇包括:風扇、抽油煙機、吹風機、風簾機、暖通空調風扇等。主要下游廠商有美的、艾美特、格力、先鋒、華帝、老板等。
根據國家統計局的數據,2013年至2020年,國內電風扇數量逐年增加,2020年產量為2.3億臺。
目前國內主流小家電廠商,如美的、先鋒、日彩、艾美特等。,基本上都有使用無刷電機的產品上市。其中艾美特數量最多,小米成本最低。
隨著小米等跨境制造商的進入,家用風扇領域無刷電機的轉換率開始加快。目前,國內無刷電機制造商在家用風扇領域占有一席之地。
除了家用風扇,還有設備散熱風扇。事實上,多年前,設備風扇開始向無刷電機轉換。該領域有一家基準企業,即依必安派特(EBM)。公司的風機產品廣泛應用于通風、空調、制冷、家電、供熱、汽車等行業。
目前國內很多公司都在做類似EBM的無刷散熱風扇,搶占了很多EBM市場。
此外,隨著近年來國內充電樁的興起,國內廠商應該有很大的機會。目前,國家已將充電樁納入新的基礎設施項目,今年應該有更大的發展。
此外,由于行業標準和國家能效標準的影響,冰箱冷卻風扇開始轉向BLDC電機,轉換速度相對較快,產品數量相對較大。預計到2022年,60%的冰箱冷卻器將被變頻電機取代。目前,國內冰箱冷卻器配套廠家主要集中在長三角和珠三角。
風扇方面,也有抽油煙機,是廚房電器的重要組成部分。但由于成本原因,抽油煙機無刷轉化率不高。許多新風扇和空氣凈化器也使用無刷電機。目前市場上的產品一般采用Nedic外轉子電機,大型空氣凈化器一般采用EBM風扇。
另外,這兩年還有一個空氣循環風扇,目前價值還是比較高的,比普通風扇高100到幾百不等。還有兩三千更貴。此外,一些手持式小風扇和便攜式小吊扇越來越多地使用無刷電機。由于無刷電機的靜音效果更好,產品的價格可以賣得更高。
此外,事實上,工業吊扇也是一個大市場。過去,工廠車間采用大型工業風扇,功率大,不安全。工業風扇可廣泛應用于工業廠房、物流倉儲、展廳、體育館、候車廳、機場等大型場所和高空間。BLDC工業吊扇可達到國家一級能耗標準。
電動自行車
在中國,電動自行車也是一個很大的市場。根據國家統計局的數據,2020年,我國電動自行車產量達到2966.1萬輛。
國內是電動自行車,國外對電動自行車的需求更大。因為電動自行車既保留了原有的騎行體驗,又提供了智能輔助動力。它是自行車和傳統電動汽車之間的交通工具。電動自行車主要通過傳感器根據騎行信號提供相應的動力輔助,減少騎行者的貢獻,讓用戶更容易騎行。
其中,歐洲對電動自行車的需求最大。據歐洲自行車行業協會統計,從2006年到2018年,歐洲市場電動自行車銷量從9.8萬輛增加到250萬輛。年均復合增長率達到31%。
由于去年的疫情,許多國家的公共汽車系統停止使用后,電動自行車的銷量急劇增加。據說國內很多海外貿易企業直接賣完了。國內市場處于起步階段。未來還有相當大的增長空間。目前,mobike、小米、哈羅、倍速、永久等企業已開始嘗試在中國推廣電動自行車。
壓縮機。
由于冰箱壓縮機的轉速決定了冰箱內部的溫度,變頻冰箱壓縮機的轉速可以根據溫度而變化,因此冰箱可以根據當前的溫度進行調整,以更好地保持冰箱內部的溫度恒定。這樣,食物的保存效果會更好。BLDC電機主要用于變頻冰箱壓縮機,工作效率高,噪音低,使用壽命長。
過去,這一領域主要是日本、韓國和臺灣制造商的產品,但2010年后,國內制造商起步迅速。據說上海一家制造商的年出貨量接近3000萬臺。
隨著國內半導體制造商的進步,國內制造商基本上可以提供主控MCU制造商。預驅動Gatedriver和功率MOSFET。還有空調壓縮機。目前,變頻空調已基本深入人心,空調變頻已成為大勢所趨。國內空調產量也相當大。據國家統計局統計,2019年空調電機產量為3.77億臺,2018年空調BLDC電機產量約9600萬臺,預計今年將超過1億臺。
特別是新的空調能效標準出臺后,隨著空調能效標準的逐步提高,變頻空調將面臨全面增長的機遇,無刷DC電機的需求將在全球市場得到充分體現。空調電機行業無刷DC時代即將到來。21年7月1日以后,將禁止銷售舊能效標準的空調產品。
新能源汽車是近年來的一種發展趨勢,現在全球政策同時促進了新能源汽車的發展。歐洲、美國等發達國家積極布局新能源汽車市場,通過各種補貼和法案促進新能源汽車的發展,促進傳統燃料汽車向電動汽車的轉型。