中國(guó)無(wú)刷直流電機(jī)（BLDC）的市場(chǎng)前景較為樂(lè)觀，市場(chǎng)規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大。預(yù)計(jì)未來(lái)五年，行業(yè)增速仍將保持在20%左右的水平，到2022年行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到565億元左右。 中國(guó)做為制造大國(guó)，電機(jī)需求量龐大，無(wú)刷直流電機(jī)的采用正在多個(gè)行業(yè)推動(dòng)，這也令許多國(guó)內(nèi)外半導(dǎo)體廠商看到了機(jī)會(huì)。電子發(fā)燒友最近展開(kāi)的業(yè)界訪談，帶朋友們一起看看BLDC的行業(yè)發(fā)展情況。 BLDC市場(chǎng)趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn) 無(wú)刷直流電機(jī)（BLDC）的價(jià)格較有刷電機(jī)高，但優(yōu)勢(shì)明顯，例如高效能、壽命長(zhǎng)等，電機(jī)市場(chǎng)以交流電機(jī)、有刷直流電機(jī)的廣泛使用為主的格局，正在被無(wú)刷直流電機(jī)的入局所打破。 靈動(dòng)微電子MCU產(chǎn)品事業(yè)部市場(chǎng)總監(jiān)黃致愷談及電機(jī)帶來(lái)的便利，我們所知，無(wú)刷直流電機(jī)不僅解決了傳統(tǒng)電機(jī)效率不高等問(wèn)題，更帶給人們很多的便利，例如電動(dòng)自行車的發(fā)展，相較于傳統(tǒng)的人力自行車大幅拉長(zhǎng)了移動(dòng)距離，進(jìn)而拉近了人與人之間相處的距離，再例如掃地機(jī)器人方便了許多沒(méi)有時(shí)間打掃家里衛(wèi)生的上班族。 靈動(dòng)微電子MCU產(chǎn)品事業(yè)部市場(chǎng)總監(jiān)黃致愷 品佳集團(tuán)應(yīng)用工程經(jīng)理劉雙云Nelson Liu接受電子發(fā)燒友采訪時(shí)說(shuō)，隨著微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子產(chǎn)品很多領(lǐng)域都在遵循“摩爾定律”，唯獨(dú)電機(jī)產(chǎn)業(yè)近20年來(lái)沒(méi)有任何更新?lián)Q代，當(dāng)下技術(shù)發(fā)展的前沿，傳統(tǒng)電機(jī)不能一直獨(dú)霸天下，BLDC技術(shù)替代傳統(tǒng)電機(jī)已經(jīng)勢(shì)在必行。 品佳集團(tuán)應(yīng)用工程經(jīng)理劉雙云Nelson Liu 分析BLDC的優(yōu)勢(shì)，BLDC較交流異步電機(jī)效率高，扭矩大、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、壽命長(zhǎng)。品佳集團(tuán)資深應(yīng)用工程經(jīng)理劉志東Jack Liu說(shuō)，高效是一個(gè)重要的指標(biāo)，BLDC電機(jī)相對(duì)于傳統(tǒng)電機(jī)，BLDC效能可達(dá)到80%以上，而當(dāng)下有刷電機(jī)的碳刷需要維護(hù)。不過(guò)，當(dāng)前，有刷電機(jī)成本較低，技術(shù)門檻也低，所以得到大規(guī)模的推廣，這也從側(cè)面說(shuō)明，具有性能優(yōu)勢(shì)的無(wú)刷電機(jī)潛在需求仍未充分釋放，相信現(xiàn)今客戶對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)越來(lái)越高，BLDC未來(lái)還有充足的發(fā)展空間。 賽普拉斯半導(dǎo)體物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線事業(yè)部亞太區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理彭濤(Alex Peng)認(rèn)為，因?yàn)闊o(wú)刷直流電機(jī)的廣泛應(yīng)用而要求相應(yīng)的控制技術(shù)成熟可靠，同時(shí)也要求控制技術(shù)能提升性能和效率并具有高性價(jià)比，這是我們看到的未來(lái)幾年的無(wú)刷直流電機(jī)市場(chǎng)的大趨勢(shì)。 賽普拉斯半導(dǎo)體物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線事業(yè)部亞太區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理彭濤(Alex Peng) 低壓無(wú)刷電機(jī)小型化，集成化，驅(qū)動(dòng)一體化將是未來(lái)的市場(chǎng)趨勢(shì)，尤其在一些對(duì)生產(chǎn)效率有較高要求的行業(yè)，小型無(wú)刷一體化電機(jī)替代步進(jìn)電機(jī)和有刷電機(jī)應(yīng)用也將是一個(gè)大趨勢(shì)。MPS北中國(guó)區(qū)資深FAE王力基于以上的分析，表示MPS會(huì)結(jié)合自身半導(dǎo)體工藝優(yōu)勢(shì)，推出更多的高功率密度的驅(qū)動(dòng)控制一體芯片來(lái)引領(lǐng)這種趨勢(shì)。 無(wú)刷直流電機(jī)發(fā)展至今已超過(guò)五十年的歷史，但隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體的發(fā)展趨勢(shì)，將會(huì)有更大幅度的發(fā)展。黃致愷認(rèn)為，半導(dǎo)體組件如功率組件(MOSFET)，微控制器(MCU)，驅(qū)動(dòng)組件(Gatedriver)的普及，使得無(wú)刷直流電機(jī)的總成本降低很多，許多應(yīng)用已經(jīng)觸及到消費(fèi)者的甜蜜點(diǎn)，相信2019開(kāi)始會(huì)有一大波的成長(zhǎng)。 BLDC應(yīng)用廣，出貨量增長(zhǎng)快 無(wú)刷直流電機(jī)的采用是應(yīng)用趨勢(shì)使然，黃致愷舉例說(shuō)，正所謂“馬達(dá)為工業(yè)之母，民生之朋友”。人們從一早起床使用電動(dòng)牙刷，使用智能鎖開(kāi)關(guān)門，坐電梯上下樓，騎電動(dòng)自行車或搭乘地鐵，一直到晚上回到家使用空調(diào)等,幾乎都離不開(kāi)電機(jī)。 電子發(fā)燒友記者根據(jù)采訪和資料得到的數(shù)據(jù)，顯示出無(wú)刷直流電機(jī)廣闊的前景和增長(zhǎng)勢(shì)頭。 新能源汽車必然是未來(lái)的趨勢(shì)，這一點(diǎn)為受訪廠商看好。黃致愷指出，傳統(tǒng)電機(jī)因?yàn)槭褂昧擞谰么盆F，因此必須考慮因?yàn)槭褂铆h(huán)境產(chǎn)生發(fā)熱進(jìn)而退磁等一些大批量的使用問(wèn)題，因?yàn)闊o(wú)刷直流電機(jī)具有高效率高扭矩的優(yōu)勢(shì)，使得無(wú)刷電機(jī)應(yīng)用在新能源汽車成為一個(gè)很重要的方向。目前國(guó)內(nèi)新能源汽車的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)基本都是采用BLDC電機(jī)。品佳集團(tuán)資深經(jīng)理沈文龍Peter Shen也表示，無(wú)刷電機(jī)在汽車的應(yīng)用遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到我們需求的要求，還需深挖電機(jī)的潛力。 據(jù)品佳Nelson介紹，目前品佳基于Ricthek方案平臺(tái)，主要推廣在工業(yè)類和消費(fèi)類產(chǎn)品應(yīng)用。美的，格力，大洋，威靈等知名企業(yè)都已導(dǎo)入Richtek方案。以格力為類，17年電機(jī)出貨量在7千萬(wàn)臺(tái)，大都以交流電機(jī)為主，其BLDC約占整個(gè)出貨量的20%，預(yù)估今年將會(huì)提升到50%。 在中國(guó)，無(wú)刷直流電機(jī)的最大應(yīng)用領(lǐng)域主要是在家用電器，如洗衣機(jī)，空調(diào)壓縮機(jī)，冰箱壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)（風(fēng)扇，室外室內(nèi)風(fēng)機(jī)，抽煙煙機(jī)，空氣凈化器），洗碗機(jī)等。同時(shí)電動(dòng)工具，電動(dòng)自行車，水泵，無(wú)人機(jī)也已經(jīng)廣泛應(yīng)用了無(wú)刷直流電機(jī)。賽普拉斯是以上領(lǐng)域的電機(jī)控制IC主要廠商，同時(shí)也提供以上相關(guān)的電機(jī)控制成熟解決方案，其PSoC4和PSoC6集成MCU和模擬采樣，高速運(yùn)放和模擬比較器得到廣泛應(yīng)用。 瑞薩電子中國(guó)產(chǎn)業(yè)解決方案中心工業(yè)和家電部經(jīng)理呂仁亮告訴電子燒友者記者，變頻控制是瑞薩電子的產(chǎn)品和技術(shù)聚焦的方向之一，在白色家電市場(chǎng)，變頻化已經(jīng)是主流，無(wú)刷直流電機(jī)逐年有著高速的增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)2019年白色家電的變頻化將達(dá)到40%，2022年預(yù)計(jì)會(huì)達(dá)到70%。 瑞薩電子中國(guó)產(chǎn)業(yè)解決方案中心工業(yè)和家電部經(jīng)理呂仁亮 東芝電子（中國(guó)）有限公司系統(tǒng)LSI戰(zhàn)略業(yè)務(wù)企劃統(tǒng)括部高級(jí)工程師姜鐵軍表示，冰箱，空調(diào)，洗衣機(jī)等家電產(chǎn)品的電機(jī)還沒(méi)有完成由低效交流電機(jī)向高效無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)換，且需求量巨大。東芝公司的無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案，在工業(yè)及家電應(yīng)用中保持著傳統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)地位，應(yīng)對(duì)工業(yè)及民用消費(fèi)市場(chǎng)的節(jié)能降耗，綠色發(fā)展，大數(shù)據(jù)服務(wù)等多種需求，特別是空調(diào)室內(nèi)室外風(fēng)機(jī)應(yīng)用，家庭娛樂(lè)設(shè)備散熱，數(shù)據(jù)服務(wù)器設(shè)備散熱，都有優(yōu)秀的產(chǎn)品使用，并陸續(xù)推出性價(jià)比更高的，應(yīng)用新技術(shù)的新產(chǎn)品。東芝產(chǎn)品應(yīng)對(duì)2019年及之后的無(wú)刷直流電機(jī)市場(chǎng)趨勢(shì)：高效節(jié)能，自動(dòng)調(diào)整和自動(dòng)響應(yīng)，高可靠，高集成度。 國(guó)內(nèi)外廠商的較量 據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)外能提供無(wú)刷電機(jī)解決方案的芯片公司不少于30家，而在無(wú)刷電機(jī)市場(chǎng)也存在國(guó)內(nèi)外差距。Peter表示，我國(guó)電機(jī)行業(yè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一定的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和行業(yè)格局。目前做無(wú)刷電機(jī)的企業(yè)較多，但達(dá)到一定規(guī)模的企業(yè)仍在少數(shù)，技術(shù)水平?jīng)Q定了公司產(chǎn)品的市場(chǎng)拓展能力。加大研發(fā)投入，提高技術(shù)水平，是無(wú)刷電機(jī)未來(lái)發(fā)展的重心。 品佳集團(tuán)資深經(jīng)理沈文龍PeterShen 國(guó)內(nèi)企業(yè)成本具有優(yōu)勢(shì)，國(guó)外企業(yè)的技術(shù)方案有優(yōu)勢(shì)，分析現(xiàn)狀，Nelson表示，國(guó)內(nèi)很多企業(yè)多年前就一直在著手BLDC技術(shù)的研發(fā)，從早期有感、帶霍爾、方波技術(shù)，到現(xiàn)在的無(wú)感，無(wú)霍爾，F(xiàn)OC弦波。國(guó)內(nèi)有峰岹科技，大華技術(shù)，士蘭微等企業(yè)，也相繼推出了自己的方案。較國(guó)際NXP、Renesas等企業(yè)相比，其成本優(yōu)勢(shì)明顯。在產(chǎn)品應(yīng)用中，國(guó)際廠商的技術(shù)方案占優(yōu)，整體解決方案較完善。中大型企業(yè)策略會(huì)優(yōu)先選擇技術(shù)占優(yōu)的產(chǎn)品方案。 本土企業(yè)目前仍然主要覆蓋中低端市場(chǎng)，高端BLDC還是國(guó)際廠商主導(dǎo)。尤其微型BLDC行業(yè)，本土企業(yè)產(chǎn)品的一致性，量產(chǎn)能力與國(guó)際廠商還是有很大差距。因此王力建議本土企業(yè)只有從設(shè)計(jì)，工藝，制造和測(cè)試方面不斷學(xué)習(xí)，沉淀，提高才能迎頭趕上。 MPS北中國(guó)區(qū)資深FAE王力 由于許多本土企業(yè)的研發(fā)能力不強(qiáng)，在無(wú)刷直流電機(jī)控制技術(shù)上依賴獨(dú)立的方案公司。因此瑞薩的策略是開(kāi)發(fā)一些針對(duì)不同應(yīng)用的全套參考方案包括硬件和軟件，然后提供給研發(fā)能力較弱的本土企業(yè)來(lái)降低他們使用瑞薩BLDC控制專用MCU的技術(shù)門檻。 靈動(dòng)微電子是一家本土MCU廠商，黃致愷談到本土與國(guó)際廠商的比較時(shí)，他認(rèn)為中國(guó)本土企業(yè)的起步雖然無(wú)法與國(guó)際廠商數(shù)十年的積累相比，但是本土企業(yè)有著最接近無(wú)刷直流電機(jī)生產(chǎn)研發(fā)與市場(chǎng)的地利優(yōu)勢(shì)，加上國(guó)內(nèi)企業(yè)的反應(yīng)速度遠(yuǎn)快于國(guó)際廠商，后期的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)絕對(duì)優(yōu)于國(guó)際廠商。靈動(dòng)微電子自2018年新增的MM32SPIN系列產(chǎn)品，就是針對(duì)電機(jī)市場(chǎng)量身訂制的，除了規(guī)劃設(shè)計(jì)更專業(yè)的微控制器(MCU)之外，更整合了功率的組件，大幅降低了客戶生產(chǎn)的成本和提高良率，并且與其他知名的國(guó)產(chǎn)功率級(jí)元器件(包含MOSFET，IGBT，converter與Gatedriver)一起提供給客戶更具競(jìng)爭(zhēng)力的整體方案，這是單一國(guó)際廠商無(wú)法達(dá)成的。 不過(guò)，國(guó)內(nèi)外廠商對(duì)電機(jī)的控制技術(shù)和功率驅(qū)動(dòng)IC都傾注更多的關(guān)注和研發(fā)。彭濤分析，無(wú)刷直流電機(jī)因?yàn)殡姍C(jī)的運(yùn)行工況和對(duì)控制技術(shù)的高要求，必然要求電機(jī)控制IC的高可靠性，穩(wěn)定性，電機(jī)控制技術(shù)的成熟性和先進(jìn)性。相比消費(fèi)類電子和低電壓低功耗的便攜式產(chǎn)品市場(chǎng),電機(jī)控制對(duì)芯片的質(zhì)量，可靠性，良率，EMI/EMC性能要求更高，而針對(duì)于電機(jī)控制方案，特別是無(wú)感無(wú)刷直流電機(jī)，比如控制算法中的FOC控制，位置檢測(cè)，電機(jī)啟動(dòng)，轉(zhuǎn)矩和弱磁補(bǔ)償?shù)?，也要求成熟可靠，并能?jiǎn)單快速使用。這些都是需要技術(shù)積累和技術(shù)發(fā)展的。在電機(jī)控制市場(chǎng)，特別是無(wú)刷直流電機(jī)，賽普拉斯提供電機(jī)控制IC和電機(jī)控制產(chǎn)品化的解決方案。在家用電器和工業(yè)控制領(lǐng)域，比如變頻洗衣機(jī)，變頻冰箱，變頻空調(diào)和變頻風(fēng)機(jī)以及工業(yè)變頻器市場(chǎng)，尤其是高壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制應(yīng)用中，基于PSoC4/PSoC6占據(jù)份額也越來(lái)越大。我們也將鞏固和強(qiáng)化這些領(lǐng)域，同時(shí)也會(huì)帶來(lái)更多新的產(chǎn)品和電機(jī)控制方案。 BLDC的應(yīng)用痛點(diǎn) 應(yīng)用上來(lái)看，無(wú)刷直流電機(jī)也有其局限性。譬如Peter提到電機(jī)本身的轉(zhuǎn)子是磁體所做，如果使用的場(chǎng)合是高磁場(chǎng)，在高磁場(chǎng)的作用下將改變轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)或者消掉一部分磁場(chǎng)，將會(huì)是電機(jī)不能正確工作。 另外，Jack也表示，BLDC解決方案有一定的門檻，特別是變頻方式，此外無(wú)刷直流電機(jī)使用在不同行業(yè)時(shí)差異性較大，需要提高業(yè)內(nèi)人員對(duì)于BLDC的認(rèn)知。我們的解決方案是給客戶提高更多的技術(shù)支持，以技術(shù)交流的形式對(duì)客戶進(jìn)行培訓(xùn)。 品佳集團(tuán)資深應(yīng)用工程經(jīng)理劉志東Jack Liu 彭濤認(rèn)為有兩大痛點(diǎn)在于入門和提升。因?yàn)殡姍C(jī)控制技術(shù)，特別是基于FOC正弦波的電機(jī)控制，是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)。怎么從傳統(tǒng)的帶霍爾傳感器或者無(wú)感的方波控制轉(zhuǎn)到以FOC正弦波的電機(jī)控制方案，這是很多在無(wú)刷直流電機(jī)控制遇到的痛點(diǎn)。而怎么讓電機(jī)控制技術(shù)成熟可靠，提升性能，怎么解決匹配不同廠家電機(jī)，或者同一廠家電機(jī)參數(shù)不一致，從而讓電機(jī)控制穩(wěn)定可靠，這也是電機(jī)控制的一個(gè)痛點(diǎn)。賽普拉斯針對(duì)入門和提升均有方案可支持。 無(wú)霍爾傳感器的無(wú)刷直流電機(jī)的啟動(dòng)是一個(gè)挑戰(zhàn)，當(dāng)無(wú)霍爾傳感器無(wú)刷直流電機(jī)在靜止的時(shí)候，通常的控制方法是無(wú)法檢測(cè)到轉(zhuǎn)子位置的。瑞薩電子中國(guó)中國(guó)通用解決方案中心市場(chǎng)部經(jīng)理呂應(yīng)征表示，借助于瑞薩電子新推出的帶內(nèi)置功能的RL78/G1F可以有效實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)。瑞薩電子提供的基于RL78/G1F的120度方波控制的帶轉(zhuǎn)子初始位置檢測(cè)的方案能為電動(dòng)工具，園林工具，水泵和電動(dòng)自行車客戶帶來(lái)極大方便。 瑞薩電子中國(guó)中國(guó)通用解決方案中心市場(chǎng)部經(jīng)理呂應(yīng)征 電機(jī)一致性問(wèn)題也非常重要，主要是電機(jī)本體,位置反饋和控制器的匹配性問(wèn)題導(dǎo)致控制系統(tǒng)難以發(fā)揮最佳性能，電機(jī)一致性問(wèn)題等。解決這個(gè)問(wèn)題，王力指出，電機(jī)一致性要從電機(jī)生產(chǎn)，工藝方面解決，需要電機(jī)廠商進(jìn)行產(chǎn)線升級(jí)；匹配性的問(wèn)題，需要電機(jī)供應(yīng)商也要了解控制器的原理性能，芯片廠商，控制器設(shè)計(jì)公司，更了解電機(jī)及系統(tǒng)，這樣才能更好的完善系統(tǒng)，使電機(jī)控制系統(tǒng)達(dá)到最佳的性能。 在推行BLDC方案時(shí)主要的阻力在于傳統(tǒng)電機(jī)企業(yè)對(duì)BLDC的排斥以及技術(shù)成本等問(wèn)題。第一方面，Nelson分析最大原因莫過(guò)于交流電機(jī)壟斷整個(gè)行業(yè)太多年，很多企業(yè)不想打破壟斷，而大廠不去推廣，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)市場(chǎng)難以推廣。就目前電機(jī)的出貨量比重還是以交流電機(jī)為主，所以很多產(chǎn)品應(yīng)用上得不到推廣。另外，BLDC技術(shù)成本相較于交流來(lái)說(shuō)較高，而且還高不少，生產(chǎn)開(kāi)發(fā)需要一定的技術(shù)基礎(chǔ)，目前市場(chǎng)上在推行的方案技術(shù)也標(biāo)準(zhǔn)不一，各家都有自己的優(yōu)點(diǎn)。所以導(dǎo)致生產(chǎn)企業(yè)在選型時(shí)總是優(yōu)柔寡斷，很難下決定，這是痛點(diǎn)之二。如何解決這些問(wèn)題，還得從這些龍頭企業(yè)開(kāi)始下手，充分展示產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)性，縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。Ricthek平臺(tái)在電機(jī)調(diào)試上，可提供人機(jī)介面調(diào)試馬達(dá)參數(shù)，大大縮短客戶開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)周期。 黃致愷認(rèn)為隨著半導(dǎo)體組件的進(jìn)步與成本的優(yōu)勢(shì)，逐漸改善了高成本高售價(jià)的困境，接下來(lái)就必須多廣為宣傳高效能的優(yōu)勢(shì)。 針對(duì)以上應(yīng)用痛點(diǎn)，其實(shí)許多廠商都已經(jīng)充分考慮到，推出相應(yīng)的產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)予以支持。目前，無(wú)刷直流電機(jī)的技術(shù)和方案有許多種，下一篇我們將進(jìn)行分析和介紹。