BLDC創(chuàng)新應(yīng)用，未來(lái)可期

電機(jī)政策新導(dǎo)向，原來(lái)助力節(jié)能減排也沒(méi)那么難？隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能減排、智能制造等領(lǐng)域的支持力度持續(xù)加大，半導(dǎo)體器件廠商可以抓住政策機(jī)遇，加強(qiáng)與政府、行業(yè)協(xié)會(huì)等的合作，共同推動(dòng)BLDC電機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展。

前言：

直流無(wú)刷電機(jī)由于其高能效、低功耗、高扭矩、低噪音、長(zhǎng)壽命、響應(yīng)快等優(yōu)勢(shì)，在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。隨著消費(fèi)者生活質(zhì)量的提升和消費(fèi)市場(chǎng)的升級(jí)，終端市場(chǎng)對(duì)電機(jī)控制性能的要求也越來(lái)越高。BLDC電機(jī)以其特有的性能優(yōu)異性，滿足了下游應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?jié)能減排的迫切需求，特別是在家電、風(fēng)機(jī)、泵類、電動(dòng)工具、機(jī)器人、電動(dòng)車等領(lǐng)域。BLDC電機(jī)逐漸成為主流。

1、蛋糕做大

BLDC電機(jī)的市場(chǎng)規(guī)模近年一直在增大，而且預(yù)計(jì)未來(lái)數(shù)年仍會(huì)持續(xù)增大。根據(jù)Grand View Research的數(shù)據(jù)，2022年BLDC電機(jī)的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)189億美元，預(yù)計(jì)到2025年將增長(zhǎng)至223億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為5.7%。

根據(jù)Grand View Research數(shù)據(jù)，亞太地區(qū)是BLDC市場(chǎng)規(guī)模占比最大的區(qū)域；在細(xì)分應(yīng)用占比方面，受益于家電智能化與變頻化升級(jí)趨勢(shì)，家電端與HVAC設(shè)備的BLDC應(yīng)用占比將穩(wěn)步提升；在工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，其在2023年即已擁有超過(guò)24%的市場(chǎng)份額，并在節(jié)能減排政策推動(dòng)下，工業(yè)市場(chǎng)BLDC應(yīng)用的空間還將進(jìn)一步擴(kuò)大。從功率分級(jí)市場(chǎng)分析，則是功率低于750W的BLDC細(xì)分市場(chǎng)以49%占據(jù)著最大的市場(chǎng)份額。

從細(xì)分市場(chǎng)來(lái)看，新能源汽車是全球BLDC電機(jī)最大的應(yīng)用領(lǐng)域，占據(jù)了38.7%的市場(chǎng)份額。隨著汽車行業(yè)向智能化、輕量化等方向發(fā)展，對(duì)于BLDC電機(jī)的需求也不斷增加。目前，BLDC電機(jī)主要應(yīng)用于汽車的啟動(dòng)系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、雨刮系統(tǒng)等部件。

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預(yù)計(jì)到2027年，全球汽車領(lǐng)域?qū)τ贐LDC電機(jī)的需求將達(dá)到105.8億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率為6.8%。其中，新能源汽車市場(chǎng)也是增長(zhǎng)最快的細(xì)分市場(chǎng)。隨著電動(dòng)化和智能化的趨勢(shì)，新能源汽車成為BLDC電機(jī)的重點(diǎn)拓展領(lǐng)域。此外，工業(yè)BLDC電機(jī)在工業(yè)機(jī)械設(shè)備市場(chǎng)中業(yè)務(wù)占據(jù)可觀的市場(chǎng)份額。

2、驅(qū)動(dòng)控制做主力

BLDC是MCU廠商的一個(gè)重要目標(biāo)應(yīng)用，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)從產(chǎn)品到服務(wù)等極為激烈，國(guó)內(nèi)外各家都在積極參與，甚至將其作為產(chǎn)品的主要目標(biāo)市場(chǎng)。在電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片領(lǐng)域，全球市場(chǎng)長(zhǎng)期由德州儀器(TI)、意法半導(dǎo)體(ST)、英飛凌(Infineon)、賽普拉斯(Cypress)等國(guó)際大廠主導(dǎo)。亞太地區(qū)，特別是中國(guó)，在BLDC市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，擁有較高的成本效益和市場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)電機(jī)企業(yè)正逐步向無(wú)刷電機(jī)等高端電機(jī)產(chǎn)品邁進(jìn)，與國(guó)際廠商展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)，如峰岹科技、航順芯片、凌鷗創(chuàng)芯、極海半導(dǎo)體等。

目前極海半導(dǎo)體根據(jù)用戶需求，提供主控“MCU+LDO+HVIC+MOS”的分立方案，保留了高靈活度的解決方案以滿足多樣化的應(yīng)用需求，同時(shí)即將推出主控MCU集成預(yù)驅(qū)、運(yùn)放、LDO產(chǎn)品，為用戶提供高集成度的硬件解決方案，簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性、提高系統(tǒng)效率。

據(jù)其高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理劉洋介紹，極海半導(dǎo)體電機(jī)控制專用產(chǎn)品線面向家電、風(fēng)機(jī)水泵、通信設(shè)備、電動(dòng)工具、暖通設(shè)備、伺服變頻、運(yùn)動(dòng)出行等眾多應(yīng)用市場(chǎng)，提供靈活全面的軟硬件開(kāi)發(fā)工具及生態(tài)平臺(tái)，并不斷向新的應(yīng)用方向拓展創(chuàng)新，幫助客戶實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品性能的創(chuàng)新與突破。

另外，深圳航順芯片技術(shù)研發(fā)有限公司(下稱，航順芯片)一直以工匠精神在車規(guī)SoC、高端MCU領(lǐng)域踔厲進(jìn)行應(yīng)用創(chuàng)新。航順芯片持續(xù)看好BLDC電機(jī)市場(chǎng)，特別是工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的市場(chǎng)發(fā)展。航順芯片已經(jīng)有幾個(gè)BLDC電機(jī)控制MCU系列在批量出貨，公司還在深入理解用戶使用習(xí)慣的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了新一代的BLDC電機(jī)控制專用MCU，將大幅提高M(jìn)CU的易用性，并使電機(jī)控制算法更為高效。

航順芯片高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理侯新榮表示，航順芯片持續(xù)關(guān)注行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展，很多新的應(yīng)用類型都大有發(fā)展的潛力。同時(shí)現(xiàn)在已有應(yīng)用也有大量的升級(jí)迭代的需求。我們和客戶緊密合作，無(wú)論是新應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)還是老應(yīng)用的迭代，航順的目標(biāo)都是把目標(biāo)應(yīng)用做到最好，做到客戶滿意，市場(chǎng)認(rèn)可。

3、高性能磁材是抓手

BLDC電機(jī)市場(chǎng)的增長(zhǎng)很大一部分得益于高性能磁材在BLDC電機(jī)中的廣泛應(yīng)用，特別是稀土永磁材料，對(duì)BLDC電機(jī)的性能至關(guān)重要。

安森美系統(tǒng)應(yīng)用工程師卜仕鋒介紹到，永磁電機(jī)里面需要用到磁性材料，主要包含釹鐵硼磁體、釤鈷磁鐵和鐵氧體永磁體等，其中釹鐵硼磁性材料是目前應(yīng)用最為廣泛的永磁體。

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而永磁BLDC電機(jī)主要是使用高性能永磁材料作為轉(zhuǎn)子的無(wú)刷直流電機(jī)。這種電機(jī)因其高效率、低噪音、高精度和長(zhǎng)壽命等特性而受到青睞。尤其是家電、汽車、電動(dòng)工具等領(lǐng)域，BLDC電機(jī)的制造對(duì)高性能磁材的需求不斷增長(zhǎng)，以確保電機(jī)運(yùn)行的高效率和高可靠性。

隨著各國(guó)對(duì)節(jié)能和環(huán)保要求的提高，高性能磁材在BLDC電機(jī)中的應(yīng)用將會(huì)進(jìn)一步滲透。根據(jù)市場(chǎng)研究數(shù)據(jù)，BLDC電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模正在穩(wěn)步增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年內(nèi)將保持較高的增長(zhǎng)率。同時(shí)，隨著新材料和新技術(shù)的不斷發(fā)展，高性能磁材的性能將進(jìn)一步提升，為BLDC電機(jī)的發(fā)展提供更多可能性。

在電機(jī)的實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，高性能磁材的使用滲透率大大提升。稀土在高性能電機(jī)中的使用比例也在大大提升。

但根據(jù)此前的數(shù)據(jù)，新能源汽車永磁電機(jī)的產(chǎn)品和樣件指標(biāo)，均可比肩或者超過(guò)歐美日韓等一線汽車電機(jī)制造商的產(chǎn)品水平。其中，高端稀土永磁體的重稀土使用量降低近50%；絕緣材料長(zhǎng)期耐溫超200℃，圓電磁線耐電暈壽命達(dá)國(guó)標(biāo)數(shù)倍以上；漆包扁線耐電暈壽命大于90小時(shí)。

4、順應(yīng)趨勢(shì)

BLDC電機(jī)在節(jié)能減排、提高效率等方面的顯著優(yōu)勢(shì)，使得其在新能源、智能制造等領(lǐng)域具有巨大的市場(chǎng)增長(zhǎng)空間。

在新能源領(lǐng)域，新能源汽車對(duì)高性能、高效率電機(jī)的需求將持續(xù)增長(zhǎng)，特別是BLDC電機(jī)在電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子懸架系統(tǒng)、汽車穩(wěn)定性控制系統(tǒng)等中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。特別是新能源汽車對(duì)三電系統(tǒng)的精確溫度控制需求，使得電子水泵等使用BLDC電機(jī)的部件需求大增。

在智能制造領(lǐng)域，智能制造對(duì)電機(jī)的要求日益提高，需要電機(jī)具備高精度、高可靠性、高效率等特點(diǎn)。BLDC電機(jī)正好符合這些要求，因此在智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用將不斷增加。隨著工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)器人等技術(shù)的不斷發(fā)展，BLDC電機(jī)的市場(chǎng)需求將持續(xù)增長(zhǎng)。

此外，家電領(lǐng)域，空調(diào)、電冰箱、洗衣機(jī)等白色家電領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用BLDC電機(jī)，未來(lái)隨著消費(fèi)者對(duì)節(jié)能、高效產(chǎn)品的需求增加，BLDC電機(jī)在家電領(lǐng)域的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)大。

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目前，國(guó)家政府也在大力推行實(shí)現(xiàn)相關(guān)政策。就在5月11日，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布了關(guān)于深入開(kāi)展重點(diǎn)用能單位能效診斷的通知。通知要求落實(shí)節(jié)能法規(guī)政策標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展重點(diǎn)用能單位能效診斷，支撐分領(lǐng)域分行業(yè)節(jié)能降碳專項(xiàng)行動(dòng)，推動(dòng)節(jié)能降碳改造和用能設(shè)備更新。

侯新榮提到，BLDC電機(jī)在節(jié)能和降噪方面從原理上就有優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)和商業(yè)的產(chǎn)品實(shí)踐中更是有用戶顯而易見(jiàn)的效果。航順芯片投資了專業(yè)的算法團(tuán)隊(duì)，并且與多個(gè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的方案商緊密合作，不斷推出符合行業(yè)和用戶期望的電機(jī)控制方案。除了前面提到的近期將推出的入門電機(jī)專用MCU，在未來(lái)的幾年，航順芯片還將不斷推出中級(jí)和高性能電機(jī)專用MCU，滿足更多高速、高效率、高集成度、高可靠性、簡(jiǎn)便易用等不同客戶的需求。

電機(jī)設(shè)計(jì)方面，卜仕鋒認(rèn)為需要綜合考慮多種因數(shù)，其中磁路設(shè)計(jì)、繞組設(shè)計(jì)、永磁體設(shè)計(jì)，散熱設(shè)計(jì)等技術(shù)是關(guān)鍵。通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化完善這些技術(shù)，也可以獲得更高效、高功率、高可靠性、低噪音、小體積的電機(jī)。繞組的傳統(tǒng)繞線方式效率低可靠性差，在材料選擇和制造工藝的提升對(duì)電機(jī)生產(chǎn)效率和電機(jī)一致性會(huì)具有很大幫助。

5、抓住時(shí)機(jī)

不可否認(rèn)，隨著B(niǎo)LDC電機(jī)市場(chǎng)的增長(zhǎng)，對(duì)BLDC電機(jī)控制器的需求也將大幅增加。BLDC電機(jī)控制器市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)是智能化、高效化和可靠性提升。半導(dǎo)體器件廠商可以通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，提高BLDC電機(jī)控制器的性能，如采用先進(jìn)的制程技術(shù)、優(yōu)化驅(qū)動(dòng)算法等;同時(shí)通過(guò)成本優(yōu)化和普及策略，提高BLDC電機(jī)控制器的性價(jià)比，進(jìn)一步推動(dòng)BLDC電機(jī)市場(chǎng)的普及。

更有前瞻性的是，隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能減排、智能制造等領(lǐng)域的支持力度持續(xù)加大，半導(dǎo)體器件廠商可以抓住政策機(jī)遇，加強(qiáng)與政府、行業(yè)協(xié)會(huì)等的合作，共同推動(dòng)BLDC電機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)：

BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片作為BLDC電機(jī)的核心部件，其技術(shù)創(chuàng)新將推動(dòng)BLDC電機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和優(yōu)化。預(yù)計(jì)未來(lái)將有更多的高性能、低成本的BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片問(wèn)世，以滿足市場(chǎng)的需求。

同時(shí)，隨著國(guó)內(nèi)電機(jī)企業(yè)逐步向無(wú)刷電機(jī)等高端電機(jī)產(chǎn)品邁進(jìn)，其在BLDC電機(jī)市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力將逐漸增強(qiáng)。預(yù)計(jì)未來(lái)國(guó)內(nèi)企業(yè)將在BLDC電機(jī)市場(chǎng)中發(fā)揮更大的作用，推動(dòng)市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。然而，隨著B(niǎo)LDC電機(jī)制造工藝流程日趨成熟，材料成本將成為掣肘行業(yè)發(fā)展的瓶頸。如果在成本控制上得以突破，BLDC電機(jī)未來(lái)一定會(huì)在量上面有一個(gè)大幅度的爆發(fā)，在細(xì)分市場(chǎng)上也會(huì)有越來(lái)越更多的廠商進(jìn)來(lái)，使上下游產(chǎn)業(yè)鏈能夠得到良性、協(xié)同發(fā)展。

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審核編輯 黃宇