虽受材料涨价，芯片缺货影响，但BLDC市场成長(cháng)趋势依旧

2021-05-23
2019年3月，<電(diàn)子发烧友网>举办了第一届“无刷直流電(diàn)机控制技术研讨会”，从那时候开始，<電(diàn)子发烧友网>就持续在关注BLDC产业的发展状况。今年的“2021年无刷直流電(diàn)机控制技术研讨会”，有(yǒu)近20家BLDC产业链企业参与，其中灵动微電(diàn)子、Keysight、ST、國(guó)民(mín)技术、航顺芯片、极海半导體(tǐ)、芯旺微、兆易创新(xīn)、峰岹科(kē)技、泰芯半导體(tǐ)、Qorvo等國(guó)内外优秀企业的专家做了精彩分(fēn)享。

从市场反馈，以及与会嘉宾的分(fēn)享来看，虽然今年的BLDC市场受到了原材料涨价和芯片缺货的影响，有(yǒu)些应用(yòng)领域比较难拿(ná)到货源，但价值量高，利润率有(yǒu)保障的应用(yòng)领域还是会持续增長(cháng)。总的来看，未来几年的BLDC市场规模还是会延续现在的增長(cháng)趋势，只是增速可(kě)能(néng)会稍微放缓。

BLDC電(diàn)机行业的市场概况
根据Grand View Research的统计，2020年BLDC的市场规模為(wèi)171亿美元。预计今年的市场规模為(wèi)179亿美元。

预计未来几年的年复合增長(cháng)率為(wèi)5.7%。大家都知道，去年年底以来，其实制造业都面临着很(hěn)大的困境，比如原材料涨价严重，芯片缺货等，不少制造企业都只能(néng)停产等原料。

比如，对電(diàn)机制造企业用(yòng)得最多(duō)的铜，现在的价格已经突破了7万元一吨，而一年多(duō)以前才3.5万元一吨。


图：全球BLDC市场规模及全球TOP10企业。

另外，目前BLDC产业内，排名比较靠前的企业有(yǒu)ABB、阿美特克（AMTEK）、日本電(diàn)产、美蓓亚集团、德昌電(diàn)机、联合运动技术公司、保德電(diàn)子公司、北美電(diàn)气公司、施耐德電(diàn)气、及雷勃電(diàn)气（Regal Beloit Corporation）等。

BLDC控制器产业链情况
驱动BLDC的驱动電(diàn)路主要有(yǒu)三大部分(fēn)：控制器、栅极驱动，也就是我们常说的预驱，以及功率MOSFET/IGBT，就是通常说的驱动。还有(yǒu)一个BLDC反馈给控制器的反馈信号，这个有(yǒu)用(yòng)霍尔传感器的，也有(yǒu)不用(yòng)霍尔传感器的方案。

一是最传统的离散驱动解决方案；二是将栅极驱动和功率MOSFET集成為(wèi)IPM，再加上控制器的解决方案；三是将栅极驱动集成进控制器中，再加功率MOSFET或者IGBT的解决方案；四是将这三部分(fēn)都集成在一起的集成ASIC解决方案。

虽然BLDC控制器有(yǒu)多(duō)种，比如有(yǒu)MCU、DSP、FPGA、甚至CPU等，但目前使用(yòng)最多(duō)，也最广泛的要数MCU，因此，我们主要一MCU為(wèi)例，按照MCU，MCU+预驱，SoC等几种形式进行了分(fēn)类。

在MCU方面，國(guó)内参与企业比较多(duō)，现在國(guó)内MCU企业不下100家，其中很(hěn)多(duō)都是可(kě)以用(yòng)来做電(diàn)机控制的。在BLDC产业内，比较知名的主控MCU企业有(yǒu)Microchip、TI、ST、英飞凌、NXP等，國(guó)内的有(yǒu)兆易创新(xīn)、华大、灵动微、航顺等。

MCU+预驱的有(yǒu)TI、ST、峰岹、灵动微、士兰微、晶丰明源等。

ASIC的有(yǒu)TI，ST，罗姆、峰岹、东芝、普诚、Qorvo和Allegro等。



对于采用(yòng)通用(yòng)MCU方案的BLDC方案商(shāng)来说，今年可(kě)能(néng)会遇到一些困难。因為(wèi)自从去年年底以来，通用(yòng)MCU成為(wèi)了最為(wèi)紧缺的物(wù)料，这包括32位和8位的。特别是海外原厂的MCU，國(guó)产的可(kě)能(néng)稍微好点。

据说，海外原厂的交货期基本都超过16周，也就是4个月了，普遍在半年左右。比较紧缺的物(wù)料需要超过50周才能(néng)拿(ná)到货。也就是说可(kě)能(néng)要等上一年。

现在有(yǒu)的MCU供应商(shāng)甚至已经停止接单2022年的订单了。比如前几天发通告的盛群，以及之前的义隆都暂停接新(xīn)单了。

与缺货相伴随的就是涨价，相信不少终端企业已经收到了MCU企业的涨价函。

根据公开信息，目前恩智浦，ST、新(xīn)唐等的交期基本上都是半年到1年左右的时间。Q1又(yòu)增加了2到3个月，加起来，就需要8到15个月才能(néng)拿(ná)到货了。

另外，功率器件也是BLDC驱动器中用(yòng)得很(hěn)多(duō)的器件，据IHS Markit统计，2019年中國(guó)功率半导體(tǐ)市场需求规模位144.7亿美元，预计2020年為(wèi)151亿美元，而今年的市场规模有(yǒu)望达到159亿美元。

但同时，今年的功率器件缺货也相当严重，可(kě)以说是除了MCU、電(diàn)源管理(lǐ)芯片之外，第三缺的物(wù)料了。



同样，我们根据市场上的公开信息整理(lǐ)了一下目前主要功率器件供应商(shāng)的交货周期，相对于MCU来说，交期还是要好一点。相对来说，國(guó)内供应商(shāng)的交期要好一些。比如安世半导體(tǐ)和矽力杰的交期就比其他(tā)海外原厂的交期要短2个月左右。

BLDC電(diàn)机驱动器用(yòng)到的功率器件主要以MOSFET、IPM和IGBT為(wèi)主。比如一般情况下，我们一个BLDC電(diàn)机驱动器就需要使用(yòng)6个MOSFET来进行驱动。因此，就用(yòng)量来说还算不少。

在中高端MOSFET及IGBT主流器件市场上，國(guó)内主要依赖进口，并基本上被欧美日企业所垄断。目前國(guó)内的功率半导體(tǐ)龙头企业市场占有(yǒu)率仍然较低，这需要國(guó)内功率器件厂商(shāng)的跟进。相信随着BLDC電(diàn)机市场的兴起，对國(guó)内功率器件厂商(shāng)来说是一个崛起的机会。

BLDC未来主要的增量市场
BLDC的应用(yòng)领域非常广泛，按照行业来划分(fēn)的话，可(kě)以分(fēn)為(wèi)风机、泵、電(diàn)动車(chē)、電(diàn)动工具、压缩机、农机具及汽車(chē)应用(yòng)等。

据我们观察，目前对BLDC需求量比较大的几个领域有(yǒu)下面几个。

风机
风机领域，风机包括：风扇、油烟机、吹风机、风帘机、暖通空调风机等等。主要的下游制造商(shāng)有(yǒu)美的、艾美特、格力、先锋、华帝、老板等等。



从家用(yòng)電(diàn)风扇来看，中國(guó)家用(yòng)风扇的产量是非常大的，根据國(guó)家统计局的数据，从2013年到2020年家用(yòng)電(diàn)风扇的数量在逐年增長(cháng)，2020年的产量是2.3亿台。

目前國(guó)内主流的小(xiǎo)家電(diàn)厂商(shāng)，比如美的、先锋、日彩、艾美特等等，基本上都有(yǒu)采用(yòng)无刷電(diàn)机的产品面市。其中艾美特的数量最大，小(xiǎo)米的成本最低。

随着小(xiǎo)米等一些跨界厂商(shāng)的进入，家用(yòng)风扇领域的无刷電(diàn)机转换率开始加快。现在，在家用(yòng)风扇领域，國(guó)内无刷電(diàn)机厂商(shāng)已经有(yǒu)一席之地了。

除了家用(yòng)风扇，还有(yǒu)设备散热风扇，设备扇热风扇其实在多(duō)年以前就开始向无刷電(diàn)机开始转换。在这个领域有(yǒu)一个标杆企业，那就是依必安派特（EBM），该公司的风机和電(diàn)机产品广泛应用(yòng)在了通风、空调、制冷、家電(diàn)、供暖和汽車(chē)等多(duō)个行业。

目前，國(guó)内有(yǒu)不少公司在做与EBM类似的无刷散热风扇，而且已经抢占了不少EBM的市场。

再加上，这几年國(guó)内充電(diàn)桩的兴起，國(guó)内厂商(shāng)的机会应该很(hěn)大。现在國(guó)家还将充電(diàn)桩列入了“新(xīn)基建”项目，今年应该会有(yǒu)更大的发展。

还有(yǒu)冰柜冷却风机，由于行业标准和國(guó)家能(néng)效标准的影响，冰柜冷却风机开始转向BLDC電(diàn)机，而且转换速度相对较快，产品数量比较大。预计在2022年之前，60%的冰柜冷却机将会换成变频電(diàn)机。目前冰柜冷却机方面的國(guó)内配套厂商(shāng)主要集中在長(cháng)三角和珠三角地區(qū)。

风机方面，还有(yǒu)抽油烟机，它是厨房電(diàn)器的重要组成部分(fēn)。不过由于成本原因，抽油烟机的无刷化转换率还不高。

新(xīn)风机和空气净化器很(hěn)多(duō)也是采用(yòng)无刷電(diàn)机方案来做的。目前市面上的产品，小(xiǎo)型的一般采用(yòng)Nedic的外转子電(diàn)机，大型的空气净化器一般都是采用(yòng)EBM的风机。

此外，还有(yǒu)一个这两年开始起量的空气循环扇，目前价值量还算高，比一般的风扇要高出100到几百不等。贵一点的还有(yǒu)两三千的。

另外，还有(yǒu)一些手持的小(xiǎo)风扇和便携的小(xiǎo)吊扇也越来越多(duō)地用(yòng)到无刷電(diàn)机。因為(wèi)无刷電(diàn)机的静音效果更好，产品的价格可(kě)以卖得更高。

之前碰到一个做床上小(xiǎo)吊扇的，他(tā)们前年开始使用(yòng)无刷電(diàn)机方案，第一年出了几万台，去年就已经超过20多(duō)万台了，今年到4月份出货量就达到去年一年的出货量了。

此外，其实工业吊扇也是一个不小(xiǎo)的市场。以前工厂車(chē)间都是采用(yòng)大的工业风扇，功率大，而且还不太安全。而工业风扇可(kě)以广泛应用(yòng)于工业厂房、物(wù)流仓储、展览馆、體(tǐ)育馆、候車(chē)厅、机场等大型场所和高大空间。采用(yòng)BLDC的工业吊扇可(kě)以达到國(guó)家一级能(néng)耗标准。

電(diàn)动自行車(chē)
在國(guó)内，電(diàn)动自行車(chē)也是一个不小(xiǎo)的市场，根据國(guó)家统计局的数据，2020年，我國(guó)電(diàn)动自行車(chē)产量达到2966.1万辆。

在國(guó)内是電(diàn)动自行車(chē)，國(guó)外对電(diàn)踏車(chē)的需求更大。因為(wèi)電(diàn)踏車(chē)既保留了原始骑行體(tǐ)验，又(yòu)提供了智能(néng)化辅助动力。它是一种介于自行車(chē)与传统電(diàn)动車(chē)之间的交通工具，電(diàn)踏車(chē)主要通过传感器根据骑行信号提供相应动力辅助，减少骑行者出力，让用(yòng)户骑行更加轻松。

其中，欧洲对電(diàn)踏車(chē)的需求最為(wèi)旺盛。根据欧洲自行車(chē)行业协会数据统计，2006年到2018年，欧洲市场電(diàn)踏車(chē)销量从9.8万辆，增長(cháng)到了250万辆。年均复合增長(cháng)率达到31%。

去年由于疫情的原因，很(hěn)多(duō)國(guó)家公交系统停用(yòng)后，造成了電(diàn)踏車(chē)销量暴增，据说國(guó)内不少做海外贸易的企业都直接卖断货了。

國(guó)内市场处于起步阶段。未来成長(cháng)空间可(kě)观。目前摩拜、小(xiǎo)米、哈罗出行，倍速出行，永久等企业开始在國(guó)内尝试推广電(diàn)踏車(chē)。

電(diàn)动工具

電(diàn)动工具是应用(yòng)最為(wèi)广泛的五金机電(diàn)产品之一。因其结构轻盈、携带使用(yòng)方便、出产效率高，能(néng)耗低等特点，广泛应用(yòng)在建筑、装饰装潢、木(mù)业加工、金属加工，以及其他(tā)制造业等各应用(yòng)行业的钻、切、磨等加工环节。

随着技术的不断发展，以及DIY观念逐渐被人们接受，電(diàn)动工具的应用(yòng)范围也在不断扩展，许多(duō)传统手动工具作业的领域开始更多(duō)地被電(diàn)动工具所取代，電(diàn)动工具也正在从产业应用(yòng)拓展到家庭生活当中。電(diàn)动工具的需求量正在逐年增加。

電(diàn)动工具的无刷化其实很(hěn)早就开始了，在2010年时，國(guó)外有(yǒu)些品牌就推出了采用(yòng)无刷電(diàn)机的電(diàn)动工具了。随着锂電(diàn)池技术的成熟，价格越来越亲民(mín)，手持工具的量级在逐年增加，现在可(kě)与插電(diàn)式的工具平分(fēn)秋色。

据统计，國(guó)内電(diàn)扳手基本上已经实现了无刷化，電(diàn)钻类、高压型，以及园林类工具还没有(yǒu)完全无刷化，不过也转换过程中。

这主要是由于无刷電(diàn)机的节能(néng)和高效率，让手持式電(diàn)动工具可(kě)以运行更長(cháng)时间。现在很(hěn)多(duō)國(guó)际厂商(shāng)和國(guó)内厂商(shāng)都投入很(hěn)多(duō)资源进行产品开发，比如Bosch、Dewalt、Milwaukee、Ryobi、Makita等。

目前國(guó)内的電(diàn)动工具发展也很(hěn)迅速，特别是在江浙一带，集中很(hěn)多(duō)電(diàn)动工具厂商(shāng)。最近几年江浙一带的无刷電(diàn)机控制方案成本下降很(hěn)快，不少厂商(shāng)已经发动了价格战，去年的时候，据说一个電(diàn)动工具的无刷電(diàn)机控制方案也就6、7元左右，有(yǒu)的甚至只需要4、5元。不过今年这些便宜的方案可(kě)能(néng)就比较惨了，因為(wèi)利润率太低，又(yòu)碰上芯片涨价，如果再用(yòng)降价的方式去抢占市场，可(kě)能(néng)会血本无归，甚至生存都可(kě)能(néng)成问题。

今年的慕尼黑上海電(diàn)子展期间，园林艺术展也在同步进行，期间我进去参观了一下，发现很(hěn)多(duō)园林工具可(kě)以开始電(diàn)动化和无刷化，比如剪枝的剪刀(dāo)、割草(cǎo)机，鼓风机等等。

压缩机

由于冰箱压缩机的转速决定了冰箱内部的温度，而变频冰箱压缩机的转速可(kě)根据温度来发生改变，从而可(kě)以让冰箱根据当前的温度情况做出调整，让冰箱内的温度更好地保持恒定。这样，食物(wù)的保鲜效果将更好。变频冰箱压缩机大都选择BLDC電(diàn)机，因此工作的时候效率更高，噪声更小(xiǎo)，而且使用(yòng)寿命更高。

这一领域以前是日、韩、台系厂商(shāng)的产品為(wèi)主，但2010年之后，國(guó)内厂商(shāng)的起步很(hěn)快，据说上海有(yǒu)一家厂商(shāng)的年出货量已经接近3000万台左右了。

随着國(guó)内半导體(tǐ)厂商(shāng)的进步，不论是主控MCU厂商(shāng)，预驱Gate Driver，还是功率MOSFET，國(guó)内厂商(shāng)基本都能(néng)提供了。


还有(yǒu)就是空调压缩机，目前变频空调已经基本上深入人心，空调变频化已经是大势所趋。國(guó)内空调的产量也是相当大的。根据國(guó)家统计局的统计，2019年空调用(yòng)電(diàn)机的产量是3.77亿台，空调用(yòng)BLDC電(diàn)机的产量為(wèi)在2018年时就超过9600万台左右，预计今年会超过1亿台。

特别是新(xīn)的空调能(néng)效标准出台后，随着空调能(néng)效标准的逐步提升，变频空调将面临全面增長(cháng)机遇，无刷直流電(diàn)机的需求则会在全球市场得到充分(fēn)體(tǐ)现。空调電(diàn)机产业无刷直流时代即将到来。因為(wèi)今年7月1日后，旧能(néng)效标准的空调产品将禁止销售。

汽車(chē)

随着新(xīn)能(néng)源汽車(chē)的崛起、智能(néng)驾驶的渗透，以及車(chē)联网的应用(yòng)试点，汽車(chē)電(diàn)子化的趋势越来越明显。

未来汽車(chē)中，除了驱动電(diàn)机外，電(diàn)动助力转向系统、電(diàn)子悬架系统、汽車(chē)稳定性控制系统、汽車(chē)巡航控制系统、ABS、車(chē)身系统（車(chē)窗、门锁、座椅、后视镜、雨刷、天窗等）都将会大量使用(yòng)到電(diàn)机。



一般来说，经济型燃油車(chē)会配备10个左右的電(diàn)机，普通的汽車(chē)会配备20到30台電(diàn)机，而豪华型汽車(chē)则会配备60到70台，甚至上百台電(diàn)机，而新(xīn)能(néng)源汽車(chē)一般需要130到200台電(diàn)机。

随着人们对汽車(chē)使用(yòng)性能(néng)的日益注重，特别是对汽車(chē)舒适性、安全性、燃油经济性，以及环境保护等要求越来越高，汽車(chē)上的電(diàn)子控制装置和用(yòng)電(diàn)设备相应增加，各种電(diàn)动装置的使用(yòng)，使得汽車(chē)電(diàn)机的装备数量上升。

新(xīn)能(néng)源汽車(chē)是这几年的发展趋势，现在全球政策都同时在推进新(xīn)能(néng)源汽車(chē)发展。欧美等发达國(guó)家积极布局新(xīn)能(néng)源汽車(chē)市场，通过各种补贴优惠政策和法案，推动新(xīn)能(néng)源汽車(chē)的发展，促进传统燃油車(chē)到電(diàn)动汽車(chē)的转变。

今年的上海車(chē)展，新(xīn)能(néng)源汽車(chē)成為(wèi)了绝对的主角，现在传统汽車(chē)厂商(shāng)也都纷纷推出電(diàn)动版汽車(chē)。

如今除了蔚来、小(xiǎo)鹏、理(lǐ)想等造車(chē)新(xīn)势力，华為(wèi)、小(xiǎo)米、大疆、360等企业也开始跨界进入汽車(chē)领域，而这些企业瞄准的都是電(diàn)动汽車(chē)领域。可(kě)以说未来電(diàn)动汽車(chē)的发展趋势已经不可(kě)阻挡了

总结

今年是國(guó)外芯片缺货的一年，國(guó)产MCU和MOS企业需要挑起大梁。研发工程师的创新(xīn)方案，也可(kě)以优先选用(yòng)有(yǒu)货的中國(guó)芯。因為(wèi)目前就算是中國(guó)芯片，有(yǒu)些型号也是比较缺货的。可(kě)以说，今年，中國(guó)BLDC产业有(yǒu)望全面进入中國(guó)芯的时代。希望國(guó)内通用(yòng)MCU企业，兆易创新(xīn)、灵动微、國(guó)民(mín)技术、中微、航顺等企业能(néng)够抓住机遇，做大做强。

二是，随着半导體(tǐ)技术的进步与一些开源FOC算法让更多(duō)的方案公司能(néng)够快速进入BLDC产业，带来更多(duō)的新(xīn)产品，如服務(wù)机器人、园林工具、白色家電(diàn)、协同工业机器人等。

第三是，碳中和目标和新(xīn)的能(néng)源标准的实施，将推动BLDC電(diàn)机应用(yòng)迅速发展。可(kě)以说，未来BLDC市场是被持续看好的。

总的来说，虽然BLDC市场也一样会受到芯片短缺、芯片和原材料涨价问题的困扰，但总的来说，原厂对价值量高的应用(yòng)肯定是优先保证的，比如汽車(chē)、空调、冰箱等应用(yòng)。而这些应用(yòng)未来也是比较有(yǒu)潜力的。因此，我们对未来几年BLDC的市场前景持续看好。