隨著現(xiàn)代化消費(fèi)的逐年增加，人們?cè)诩矣秒娖?、汽車等領(lǐng)域的消費(fèi)越來(lái)越多，微電機(jī)作為這些產(chǎn)品的動(dòng)力來(lái)源，市場(chǎng)對(duì)其的需求量也在不斷擴(kuò)大。
日前，全球知名市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Markets and Markets就公開(kāi)發(fā)布消息稱，全球微電機(jī)市場(chǎng)將會(huì)從2015年的282.6億美元增長(zhǎng)到2020年的355.9億美元，期間年均增長(zhǎng)率達(dá)到4.56%。
全球微電機(jī)市場(chǎng)需求節(jié)節(jié)攀升，我國(guó)的微電機(jī)市場(chǎng)更是風(fēng)生水起，截止到目前，我國(guó)消費(fèi)的微電機(jī)已經(jīng)占到全球微電機(jī)份額的60%以上。
微電機(jī)市場(chǎng)未來(lái)需求大
雖然數(shù)據(jù)占比上看，我國(guó)的微電機(jī)消費(fèi)量已經(jīng)占據(jù)了全球微電機(jī)產(chǎn)量的一半有多，但是從平均數(shù)量來(lái)看，發(fā)達(dá)國(guó)家微特電機(jī)的家庭平均擁有量為80臺(tái)至130臺(tái)，而我國(guó)大城市家庭平均擁有量?jī)H在30臺(tái)至60臺(tái)之間，增長(zhǎng)的空間還很大。如果每個(gè)家庭每年平均使用量增加1臺(tái)，那么，我國(guó)每年微特電機(jī)需求量將增加3億臺(tái)至4億臺(tái)，市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)微電機(jī)市場(chǎng)將呈現(xiàn)長(zhǎng)期需求旺盛局面，隨著通訊、微型電玩、消費(fèi)類電子產(chǎn)品以及醫(yī)療保健器材行業(yè)的快速增長(zhǎng)，微電機(jī)得到廣泛使用，但因其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，精密度和功耗要求較高，市場(chǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到飽和，存在很大的創(chuàng)新和成長(zhǎng)空間。
其實(shí)，中國(guó)除了是微電機(jī)消費(fèi)大國(guó)之外，還是全球最大的微電機(jī)制造基地，涉及的產(chǎn)品基本覆蓋了電機(jī)產(chǎn)業(yè)的所有零部件和主要材料。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的不斷發(fā)展，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)電機(jī)行業(yè)的發(fā)展，也促進(jìn)了電機(jī)的出口，但是微電機(jī)廣闊的發(fā)展前景也帶來(lái)了激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，使得微電機(jī)行業(yè)必須不斷完善地自己的體制，提升研發(fā)的技術(shù)，加強(qiáng)市場(chǎng)的調(diào)研，國(guó)內(nèi)電機(jī)行業(yè)也遇到了前所未有的壓力。
國(guó)內(nèi)的民營(yíng)企業(yè)，所生產(chǎn)的基本都是中低端的微電機(jī)產(chǎn)品，獨(dú)資企業(yè)的產(chǎn)品雖屬于中檔產(chǎn)品。雖然經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展正在日益強(qiáng)大，民營(yíng)企業(yè)在產(chǎn)業(yè)配套以及綜合生產(chǎn)能力等方面擁有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，但是從技術(shù)水平方面來(lái)看，國(guó)內(nèi)與傳統(tǒng)電機(jī)強(qiáng)國(guó)相比還是存在一定的差距。
即使是在中國(guó)開(kāi)設(shè)了分公司的外資企業(yè)，其開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)都設(shè)在本國(guó)，包括技術(shù)含量高的產(chǎn)品，如高速精密無(wú)刷主軸電機(jī)、高精度步進(jìn)電機(jī)、高性能交流伺服電機(jī)、精密直線電機(jī)、超聲波電機(jī)等，都尚未在我國(guó)進(jìn)行生產(chǎn)。
國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展不均衡
中國(guó)雖然已經(jīng)成為全球微電機(jī)的產(chǎn)銷大國(guó)，不過(guò)，就目前的情況來(lái)看，外資企業(yè)仍處于國(guó)內(nèi)微電機(jī)行業(yè)的主導(dǎo)位置，除此之外，國(guó)內(nèi)微電機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展不均衡也是影響電機(jī)行業(yè)的一大因素。
電機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展不均衡尤其表現(xiàn)在產(chǎn)地分布方面，從微電機(jī)企業(yè)分布的位置來(lái)看，市場(chǎng)需求旺盛及占據(jù)出口優(yōu)勢(shì)的沿海地區(qū)企業(yè)發(fā)展尤為迅速，大部分微電機(jī)企業(yè)都集中在珠三角、長(zhǎng)三角和環(huán)渤海地區(qū)。
珠三角地區(qū)的微電機(jī)企業(yè)以規(guī)模生產(chǎn)信息網(wǎng)絡(luò)和視聽(tīng)領(lǐng)域、家電領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域用各類微電機(jī)為主，產(chǎn)品多為有刷直流電動(dòng)機(jī)、無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)、單相異步電動(dòng)機(jī)、塑封電機(jī)，產(chǎn)品總量占全球同類產(chǎn)品的10%。而長(zhǎng)三角地區(qū)是我國(guó)生產(chǎn)微電機(jī)、配套零部件和電機(jī)用永磁材料企業(yè)最集中的地區(qū)，產(chǎn)業(yè)化配套能力逐漸趨于成熟。
雖然沿海地區(qū)的微電機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)取得很大的進(jìn)步，但是總體而言，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的電機(jī)目前還是以中低端為主，在高端方面跟國(guó)外還有一定差距。這跟我們國(guó)內(nèi)電機(jī)行業(yè)的整體水平也有關(guān)系，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的電機(jī)控制技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先的水平。
國(guó)內(nèi)電機(jī)控制芯片依賴進(jìn)口
作為高性能電機(jī)系統(tǒng)的靈魂，控制芯片和驅(qū)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)在扮演越來(lái)越重要的角色?，F(xiàn)在電機(jī)控制部分的能耗幾乎占據(jù)了全球工業(yè)應(yīng)用總能耗一半，所以每當(dāng)說(shuō)到工業(yè)4.0，很多業(yè)內(nèi)人士是既為之欣喜，又為之焦急。欣喜之處自不必多說(shuō)，而焦急之處便在于中國(guó)目前的發(fā)展?fàn)顩r尚且復(fù)雜，工業(yè)3.0甚至工業(yè)2.0的烙印尚不知何時(shí)褪去。
只是從電機(jī)本身來(lái)看的話，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在性能方面(包括穩(wěn)定性和精度)跟國(guó)外存在一定的差距，如果算上電機(jī)控制的話，國(guó)內(nèi)與國(guó)外的差距更為明顯。
中國(guó)去年提出了“中國(guó)制造2025”路線圖，這對(duì)于所有的電機(jī)企業(yè)來(lái)說(shuō)都是發(fā)展的機(jī)會(huì)。無(wú)論業(yè)界的應(yīng)對(duì)是否積極，國(guó)家的方向一定會(huì)是剛硬的，只是戰(zhàn)線可能會(huì)拉得很長(zhǎng)，資源的分配也不見(jiàn)得均等。而當(dāng)國(guó)內(nèi)外的企業(yè)紛至沓來(lái)，積極的廠商必然愿意創(chuàng)造資源或機(jī)會(huì)，給市場(chǎng)帶來(lái)一些刺激。
現(xiàn)在國(guó)內(nèi)電機(jī)控制芯片的總需求已經(jīng)占到全球的40%以上，但是其中大約有80%的電機(jī)控制芯片都是依賴進(jìn)口，電機(jī)控制芯片的國(guó)產(chǎn)化率還非常低。
作為微電機(jī)行業(yè)的基礎(chǔ)，電機(jī)控制芯片歷來(lái)以高資本和高技術(shù)為壁壘，這兩項(xiàng)高特征決定了最終能夠在控制芯片領(lǐng)域具備話語(yǔ)權(quán)的企業(yè)必須具備相當(dāng)強(qiáng)勁的實(shí)力。尤其是電機(jī)系統(tǒng)的高可靠性需要電機(jī)、控制芯片和系統(tǒng)設(shè)計(jì)三方共同參與，這對(duì)于起步較晚的國(guó)內(nèi)電機(jī)控制芯片廠商而言，無(wú)論是技術(shù)實(shí)力還是知名度都難以與國(guó)外勁敵相匹敵。
目前電機(jī)控制芯片的主要技術(shù)還是在國(guó)外，所以國(guó)內(nèi)微電機(jī)的發(fā)展還是受到國(guó)外的制約，尤其是受到國(guó)外半導(dǎo)體行業(yè)的制約，這對(duì)于電機(jī)行業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)是不利因素。國(guó)內(nèi)能夠參與到行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的企業(yè)不多，即使能夠參與競(jìng)爭(zhēng)，也難以支撐電機(jī)快速發(fā)展的需求。因此，國(guó)產(chǎn)電機(jī)芯片行業(yè)迫切需要通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新來(lái)打破國(guó)外廠商的壟斷地位。
電機(jī)控制系統(tǒng)的三大趨勢(shì)
電機(jī)控制系統(tǒng)的性能包括響應(yīng)速度、運(yùn)行精度和效率等，從2015年的發(fā)展?fàn)顩r可以看到，大轉(zhuǎn)矩、小尺寸、高控制精度、低功耗、長(zhǎng)壽命和低成本的微電機(jī)產(chǎn)品深受客戶青睞，這也在一定程度上代表了微小電機(jī)的研發(fā)方向。針對(duì)這些性能要求，未來(lái)電機(jī)控制的發(fā)展將會(huì)走向數(shù)字化、永磁化和集成化。
微電機(jī)發(fā)展三大趨勢(shì)
數(shù)字化是電機(jī)控制技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)，控制系統(tǒng)數(shù)字化軟件方面，還須有完善的控制軟件可靠性測(cè)試、可靠、科學(xué)的軟件架構(gòu)。控制系統(tǒng)數(shù)字化則包含了硬件與軟件兩方面，硬件即高速、高集成度、低成本的專用芯片，這將使電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電路更為小型化、集成化。軟件則體現(xiàn)在電機(jī)控制方面，電機(jī)控制算法未來(lái)的發(fā)展方向?qū)⒅卦诟咝阅艿霓D(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速控制與和在線辨識(shí)上。
永磁電機(jī)具有功率密度和轉(zhuǎn)矩密度高、效率高、功率因數(shù)高、可靠性高和便于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，采用矢量控制的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，可使永磁電機(jī)具有寬廣的調(diào)速范圍。從綜合性能來(lái)看，永磁同步電機(jī)最具優(yōu)勢(shì)。
集成化則包括機(jī)電集成與電力電子器件的集成，一是電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)總成、電機(jī)與變速箱總成的集成，另一個(gè)則是驅(qū)動(dòng)器中電力電子總成的集成，它包括開(kāi)關(guān)器件、電路、控制、傳感器、電源等的集成。通過(guò)機(jī)電集成可有利于減小整個(gè)系統(tǒng)的重量和體積，有效降低系統(tǒng)制造成本。電力電子器件的集成主要包括ISG控制器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器以及DC-DC的集成，解決了不同工藝電路之間的組合和高壓隔離等問(wèn)題來(lái)改進(jìn)散熱設(shè)計(jì)，也可以減少電力電子器件的體積及重量。
雖然從短期來(lái)看，依靠高性價(jià)比的電機(jī)控制芯片也能夠占領(lǐng)部分市場(chǎng)，但是，進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)代之后，電機(jī)控制芯片的門檻和限制越來(lái)越高，所以，國(guó)內(nèi)電機(jī)控制要發(fā)展，就要從這三個(gè)要求開(kāi)始著手，電機(jī)控制系統(tǒng)的高性能需要電機(jī)和電機(jī)控制都滿足這些要求，不能單純依靠低價(jià)格。