本土中高端電機潛力大，半導(dǎo)體引領(lǐng)技術(shù)升級

摘要：“中國制造2025”為電機行業(yè)帶來了動力。本文分析了國內(nèi)電機尤其是交流伺服電機行業(yè)的現(xiàn)狀和特點，并闡述了半導(dǎo)體廠商的優(yōu)勢與重要性。

電機驅(qū)動的三大類

　　從硬件角度看，電機驅(qū)動包括變頻器、驅(qū)動和伺服三大類。區(qū)別是：變頻器是簡單的VF 控制，以“處理器+功率模塊”為主，再加上一些保護措施。驅(qū)動加上了電流檢測，電流檢測跟扭矩直接相關(guān)，參與到整個控制算法。伺服是在驅(qū)動器基礎(chǔ)之上加上位置和速度。

　　變頻器基本上用在建筑機械、港口機械、電動自行車、變頻空調(diào)，或者泵、風(fēng)機等中。驅(qū)動應(yīng)用是用在工廠自動化。伺服用于先進制造，例如CNC(數(shù)控機床)和機器人等。

市場驅(qū)動因素

　　有三大原因促進了電機驅(qū)動市場。第一是能源效率。據(jù)統(tǒng)計，在整個國家的能源消耗中，電機占了約40%的消耗?？梢姀碾姍C上能夠節(jié)省出來的能量會是非常巨大的，所以節(jié)能需求是電機的一個永恒主題。第二是生產(chǎn)效率，與工廠自動化相關(guān);另外還包含人員的效率，即研發(fā)工程師的產(chǎn)出效率。第三是聯(lián)機、互通性?；ネㄐ愿囿w現(xiàn)在先進制造上，即運動控制系統(tǒng)，或多軸聯(lián)動系統(tǒng)。工業(yè)4.0或工業(yè)IoT(物聯(lián)網(wǎng))，是基于原有的基礎(chǔ)設(shè)備做了網(wǎng)絡(luò)上的提升，所以屬于互聯(lián)互通性。

　　再有，現(xiàn)在我國有強制性的標(biāo)準(zhǔn)，把低效率的電機用高效率的電機進行替換，并有適當(dāng)?shù)恼a貼，比如注塑機，把由液壓控制變成電機控制;電動汽車的采用等。國家政策帶來的直接結(jié)果，就是電機市場總量的持續(xù)攀升。

　　節(jié)能與“中國制造2025”政策帶來的趨勢，就是伺服和驅(qū)動器在整個電機控制當(dāng)中的比例逐步上升。例如，現(xiàn)狀是70%-80%的市場還是低端的產(chǎn)品，但先機電機產(chǎn)品的比例會逐步提升，例如機器人產(chǎn)業(yè)，國家希望在2025年國產(chǎn)化的比例達到45%。

我國電機市場現(xiàn)狀

　　工業(yè)4.0很熱，但工業(yè)4.0可能不太符合中國國情?；仡櫿麄€工業(yè)時代，第一次工業(yè)革命(工業(yè)1.0)是蒸汽機，第二次是電動機，第三是計算機自動化，第四是網(wǎng)絡(luò)化。其實中國的現(xiàn)狀實際是處在3.0的初級階段，離4.0 還差得很遠。即便日本也僅處在3.0的后期?，F(xiàn)在對4.0更多是處于概念的探討，還沒有結(jié)論。

　　“中國制造2025”才是為中國帶來機會的核心驅(qū)動力。因為在2025規(guī)劃中定義了十大應(yīng)用領(lǐng)域，其中之一是CNC和機器人，它們基于伺服系統(tǒng)，并以其為基礎(chǔ)的高端系統(tǒng)級應(yīng)用。這其中需要用到電機控制。對于ADI等半導(dǎo)體公司來說，機會在伺服控制。

　　以交流伺服為例，我們來看一下當(dāng)前的市場格局：日系產(chǎn)品(松下、安川、三菱等)占據(jù)了市場接近一半的份額;歐系以西門子、施奈德、ABB為代表，占了將近20%;中國臺灣系主要是臺達，占了近10%的份額?？梢?，國內(nèi)廠商全部加在一起可能還不到20%，要實現(xiàn)45%的比例，本土企業(yè)上升的潛力是非常巨大的。

交流伺服：ADI的重點關(guān)注

　　CNC和機器人是系統(tǒng)級產(chǎn)品，其中系統(tǒng)級的軟件及主控端的開發(fā)是系統(tǒng)制造商的核心競爭力。

　　半導(dǎo)體廠商的機會在哪里?系統(tǒng)設(shè)備離不開電機控制(圖1)。電機控制部分有很多控制功能(圖2)，主要基于半導(dǎo)體元器件來實現(xiàn)，并且這部分市場總量非常明顯，因為一個系統(tǒng)會有5、6個軸數(shù)，而在主控端一個系統(tǒng)只有1個。

　　電機控制分成三大類：變頻、驅(qū)動器和伺服，ADI 的核心機會是伺服控制(圖3)，包括交流同步或者交流異步。整個市場上，交流伺服所占比例大，并且在持續(xù)增長，因為交通伺服有多方面的優(yōu)勢，包括控制性能和電機效率提升，而且整個系統(tǒng)生產(chǎn)成本較低。

　　為此，ADI的策略是重視系統(tǒng)方案的推廣，第一就是提供一個完整的信號鏈，以及系統(tǒng)級的解決方案，包括算法、工具等。