本土中高端電機潛力大，半導體引領技術升級

摘要：“中國制造2025”為電機行業帶來了動力。本文分析了國內電機尤其是交流伺服電機行業的現狀和特點，并闡述了半導體廠商的優勢與重要性。本文網絡版地址：http：//www.eepw. com.cn/article/277699.htm

關鍵詞：電機；交流；伺服；控制器

電機驅動的三大類

從硬件角度看，電機驅動包括變頻器、驅動和伺服三大類。區別是：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。驅動加上了電流檢測，電流檢測跟扭矩直接相關，參與到整個控制算法。伺服是在驅動器基礎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，或者泵、風機等中。驅動應用是用在工廠自動化。伺服用于先進制造，例如CNC（數控機床）和機器人等。市場驅動因素

有三大原因促進了電機驅動市場。第一是能源效率。據統計，在整個國家的能源消耗中，電機占了約40%的消耗。可見從電機上能夠節省出來的能量會是非常巨大的，所以節能需求是電機的一個永恒主題。第二是生產效率，與工廠自動化相關：另外還包含人員的效率，即研發工程師的產出效率。第三是聯機、互通性。互通性更多體現在先進制造上，即運動控制系統，或多軸聯動系統。工業4.0或工業IoT（物聯網），是基于原有的基礎設備做了網絡上的提升，所以屬于互聯互通性。

再有，現在我國有強制性的標準，把低效率的電機用高效率的電機進行替換，并有適當的政府補貼，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果，就是電機市場總量的持續攀升。

節能與“中國制造2025”政策帶來的趨勢，就是伺服和驅動器在整個電機控制當中的比例逐步上升。例如，現狀是70%-80%的市場還是低端的產品，但先機電機產品的比例會逐步提升，例如機器人產業，國家希望在2025年國產化的比例達到45%。我國電機市場現狀

工業4.O很熱，但工業4.O可能不太符合中國國情。同顧整個工業時代，第一次工業革命（工業1.0）是蒸汽機，第二次是電動機，第三是計算機自動化，第四是網絡化。其實中國的現狀實際是處在3.O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。現在對4.0更多是處于概念的探討，還沒有結論。

“中國制造2025”才是為中國帶來機會的核心驅動力。因為在2025規劃中定義了十大應用領域，其中之一是CNC和機器人，它們基于伺服系統，并以其為基礎的高端系統級應用。這其中需要用到電機控制。對于ADI等半導體公司來說，機會在伺服控制。

以交流伺服為例，我們來看一下當前的市場格局：日系產品（松下、安川、三菱等）占據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。可見，國內廠商全部加在一起可能還不到20%，要實現45%的比例，本土企業上升的潛力是非常巨大的。交流伺服：ADI的重點關注

CNC和機器人是系統級產品，其中系統級的軟件及主控端的開發是系統制造商的核心競爭力。

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

電機控制分成三大類：變頻、驅動器和伺服.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，并且在持續增長，因為交通伺服有多方面的優勢，包括控制性能和電機效率提升、而且整個系統生產成本較低。

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

第二特別針對國內產品研發周期較短的特點，不僅提供產品本身的知識，還要上升到系統層面的知識。例如，針對一個伺服新產品，國內可能是半年或者一年的周期，但是歐美客戶可能是一年以上接近兩年的時間。這就要求半導體廠商能夠跟客戶做很多系統層面的探討，也許客戶要求半導體原廠幫助他解決掉元器件相關問題，而客戶更多地專注于算法本身，所以半導體廠商是否有非常資深的AE（應用工程）支持網絡，對客戶也是非常重要的選擇。

第三，重視系統方案廠商。這是因為產業互相跨界融合的趨勢明顯，之前很多系統級的集成商把重點放在本身的應用軟件和主控板的開發上，但現在系統廠商已經不滿足于做系統層面的開發，還開始向下擴展，做控制器，甚至做電機；做控制器的廠家也開始做電機、編碼器，嘗試做數控機床。因此，第三方特別是有資質、有能力的第三方無疑是非常好的選擇。ADI可以把～個完整的第三方方案提供給系統廠商，系統廠商可以直接做系統級的測試，從而決定購買還是做設計。中國電機客戶會是哪些’

作為ADI公司、第一關注點是國內客戶，第二關注點是一些跨國公司在國內的一些研發。同時也在觀察著日本客戶，因為盡管目前日本客戶沒有明確研發舉動，但接下來可能會走上這條路、否則日本在中國市場會越來越小。

在中國的海外客戶各有特點。最積極主動的是歐洲和北美在華客戶，日本客戶相對保守、他們在中國更多偏向于生產，而不太做研發。中國臺灣客戶以臺達為代表，有研發中心，但是更多偏向于電源及相關產品，伺服控制也沒有特別多。

所以ADI把重點之一放在歐洲和北美客戶，特別是歐洲客戶，歐洲客戶以博世、西門子、施奈德為代表。他們在國內的產品研發更多是滿足國內的需求，而不是定位做價格非常便宜的產品，他們著力要做產品性價比剛剛好的產品，但不可否認，即便是這樣的產品定位，從他們整個公司垂直產品線來看，也屬于中端或中低端產品。相應的高端產品其實還是滿足國外的需求。

國內本土客戶也是類似的現狀，國內客戶現在即便是市場份額有將近20%，但是更多的份額偏向于低端，正在朝中端過渡。可以預見到2019年、2020年國內客戶可以覆蓋一部分高端的應用，但是也很難預測它們就能在高端應用上有非常大的體現。原因是電機控制或者工業相關的應用需要成熟、穩定，沒有相對的技術積累難以在短時間內突破。

中國與先進國家地區的差距在哪？

首先第一個很主要的原因，無論西門子還是安川，身為系統提供商，卻不單銷售控制器，而是完整的系統，即銷售CNC或機器人。國內客戶跟國外客戶相比系統層面的差距更大，如果電機控制器的差距是5個百分點或者五年的差距，可能系統層面就要達到十年的差距。這些國外客戶在賣系統的同時一定是用自己的產品，帶動了其整個量足夠大，這是無法忽視的事實。并且系統層面帶來額外的利潤/附加值是更高的，對價格的壓力也不是那么大。另一方面，對于伺服控制器，國外客戶在整個產品級的生產上經驗是更豐富的，如果從某一個角度看，可能算法層面國內客戶有人做得也很好，但是如果放在整個產品的生產來看，就未必有國外做得好，這包含各種各樣的環節，諸如產品故障率、生產流程控制、生產管理等。從驅動向伺服升級面臨的難點

第一是面臨最終用戶的接受度問題，國內有一個奇怪的現象，例如歐日客戶的產品銷售價位二千元，人們一般會認為本土客戶賣一千五才合理，即便性能一樣，本土客戶一旦賣到一千八、一千九，用戶肯定首選國外的。

第二，伺服類似于針對為某種應用而做的偏定制的產品，其應用并不是特別廣泛，因為不同應用對伺服控制器而言要求不一樣，因此定制化的需求較為明顯，ADI等半導體廠商面臨的挑戰是要向客戶提供相應的服務。當然，挑戰同時也是優勢，因為本土定制化的服務很靈活，但是歐日客戶做不到這么靈活，為本土伺服廠商提供了機會。具體地，國內技術水平提升得非常快，從伺服控制器角度看差距越來越小，但在整個系統層面的差距體現得比較明顯，放到集成系統、CNC系統層面差距還是比較明顯，控制器本身有差距但已經不是那么明顯了。