雖受材料漲價，芯片缺貨影響，但BLDC市場成長趨勢依舊

2019年3月，<電子發燒友網>舉辦了第一屆“無刷直流電機控制技術研討會”，從那時候開始，<電子發燒友網>就持續在關注BLDC產業的發展狀況。今年的“2021年無刷直流電機控制技術研討會”，有近20家BLDC產業鏈企業參與，其中靈動微電子、Keysight、ST、國民技術、航順芯片、極海半導體、芯旺微、兆易創新、峰岹科技、泰芯半導體、Qorvo等國內外優秀企業的專家做了精彩分享。

從市場反饋，以及與會嘉賓的分享來看，雖然今年的BLDC市場受到了原材料漲價和芯片缺貨的影響，有些應用領域比較難拿到貨源，但價值量高，利潤率有保障的應用領域還是會持續增長?？偟膩砜?，未來幾年的BLDC市場規模還是會延續現在的增長趨勢，只是增速可能會稍微放緩。

BLDC電機行業的市場概況
根據Grand View Research的統計，2020年BLDC的市場規模為171億美元。預計今年的市場規模為179億美元。

預計未來幾年的年復合增長率為5.7%。大家都知道，去年年底以來，其實制造業都面臨著很大的困境，比如原材料漲價嚴重，芯片缺貨等，不少制造企業都只能停產等原料。

比如，對電機制造企業用得最多的銅，現在的價格已經突破了7萬元一噸，而一年多以前才3.5萬元一噸。


圖：全球BLDC市場規模及全球TOP10企業。

另外，目前BLDC產業內，排名比較靠前的企業有ABB、阿美特克（AMTEK）、日本電產、美蓓亞集團、德昌電機、聯合運動技術公司、保德電子公司、北美電氣公司、施耐德電氣、及雷勃電氣（Regal Beloit Corporation）等。

BLDC控制器產業鏈情況
驅動BLDC的驅動電路主要有三大部分：控制器、柵極驅動，也就是我們常說的預驅，以及功率MOSFET/IGBT，就是通常說的驅動。還有一個BLDC反饋給控制器的反饋信號，這個有用霍爾傳感器的，也有不用霍爾傳感器的方案。

一是最傳統的離散驅動解決方案；二是將柵極驅動和功率MOSFET集成為IPM，再加上控制器的解決方案；三是將柵極驅動集成進控制器中，再加功率MOSFET或者IGBT的解決方案；四是將這三部分都集成在一起的集成ASIC解決方案。

雖然BLDC控制器有多種，比如有MCU、DSP、FPGA、甚至CPU等，但目前使用最多，也最廣泛的要數MCU，因此，我們主要一MCU為例，按照MCU，MCU+預驅，SoC等幾種形式進行了分類。

在MCU方面，國內參與企業比較多，現在國內MCU企業不下100家，其中很多都是可以用來做電機控制的。在BLDC產業內，比較知名的主控MCU企業有Microchip、TI、ST、英飛凌、NXP等，國內的有兆易創新、華大、靈動微、航順等。

MCU+預驅的有TI、ST、峰岹、靈動微、士蘭微、晶豐明源等。

ASIC的有TI，ST，羅姆、峰岹、東芝、普誠、Qorvo和Allegro等。



對于采用通用MCU方案的BLDC方案商來說，今年可能會遇到一些困難。因為自從去年年底以來，通用MCU成為了最為緊缺的物料，這包括32位和8位的。特別是海外原廠的MCU，國產的可能稍微好點。

據說，海外原廠的交貨期基本都超過16周，也就是4個月了，普遍在半年左右。比較緊缺的物料需要超過50周才能拿到貨。也就是說可能要等上一年。

現在有的MCU供應商甚至已經停止接單2022年的訂單了。比如前幾天發通告的盛群，以及之前的義隆都暫停接新單了。

與缺貨相伴隨的就是漲價，相信不少終端企業已經收到了MCU企業的漲價函。

根據公開信息，目前恩智浦，ST、新唐等的交期基本上都是半年到1年左右的時間。Q1又增加了2到3個月，加起來，就需要8到15個月才能拿到貨了。

另外，功率器件也是BLDC驅動器中用得很多的器件，據IHS Markit統計，2019年中國功率半導體市場需求規模位144.7億美元，預計2020年為151億美元，而今年的市場規模有望達到159億美元。

但同時，今年的功率器件缺貨也相當嚴重，可以說是除了MCU、電源管理芯片之外，第三缺的物料了。



同樣，我們根據市場上的公開信息整理了一下目前主要功率器件供應商的交貨周期，相對于MCU來說，交期還是要好一點。相對來說，國內供應商的交期要好一些。比如安世半導體和矽力杰的交期就比其他海外原廠的交期要短2個月左右。

BLDC電機驅動器用到的功率器件主要以MOSFET、IPM和IGBT為主。比如一般情況下，我們一個BLDC電機驅動器就需要使用6個MOSFET來進行驅動。因此，就用量來說還算不少。

在中高端MOSFET及IGBT主流器件市場上，國內主要依賴進口，并基本上被歐美日企業所壟斷。目前國內的功率半導體龍頭企業市場占有率仍然較低，這需要國內功率器件廠商的跟進。相信隨著BLDC電機市場的興起，對國內功率器件廠商來說是一個崛起的機會。

BLDC未來主要的增量市場
BLDC的應用領域非常廣泛，按照行業來劃分的話，可以分為風機、泵、電動車、電動工具、壓縮機、農機具及汽車應用等。

據我們觀察，目前對BLDC需求量比較大的幾個領域有下面幾個。

風機
風機領域，風機包括：風扇、油煙機、吹風機、風簾機、暖通空調風機等等。主要的下游制造商有美的、艾美特、格力、先鋒、華帝、老板等等。



從家用電風扇來看，中國家用風扇的產量是非常大的，根據國家統計局的數據，從2013年到2020年家用電風扇的數量在逐年增長，2020年的產量是2.3億臺。

目前國內主流的小家電廠商，比如美的、先鋒、日彩、艾美特等等，基本上都有采用無刷電機的產品面市。其中艾美特的數量最大，小米的成本最低。

隨著小米等一些跨界廠商的進入，家用風扇領域的無刷電機轉換率開始加快?，F在，在家用風扇領域，國內無刷電機廠商已經有一席之地了。

除了家用風扇，還有設備散熱風扇，設備扇熱風扇其實在多年以前就開始向無刷電機開始轉換。在這個領域有一個標桿企業，那就是依必安派特（EBM），該公司的風機和電機產品廣泛應用在了通風、空調、制冷、家電、供暖和汽車等多個行業。

目前，國內有不少公司在做與EBM類似的無刷散熱風扇，而且已經搶占了不少EBM的市場。

再加上，這幾年國內充電樁的興起，國內廠商的機會應該很大?，F在國家還將充電樁列入了“新基建”項目，今年應該會有更大的發展。

還有冰柜冷卻風機，由于行業標準和國家能效標準的影響，冰柜冷卻風機開始轉向BLDC電機，而且轉換速度相對較快，產品數量比較大。預計在2022年之前，60%的冰柜冷卻機將會換成變頻電機。目前冰柜冷卻機方面的國內配套廠商主要集中在長三角和珠三角地區。

風機方面，還有抽油煙機，它是廚房電器的重要組成部分。不過由于成本原因，抽油煙機的無刷化轉換率還不高。

新風機和空氣凈化器很多也是采用無刷電機方案來做的。目前市面上的產品，小型的一般采用Nedic的外轉子電機，大型的空氣凈化器一般都是采用EBM的風機。

此外，還有一個這兩年開始起量的空氣循環扇，目前價值量還算高，比一般的風扇要高出100到幾百不等。貴一點的還有兩三千的。

另外，還有一些手持的小風扇和便攜的小吊扇也越來越多地用到無刷電機。因為無刷電機的靜音效果更好，產品的價格可以賣得更高。

之前碰到一個做床上小吊扇的，他們前年開始使用無刷電機方案，第一年出了幾萬臺，去年就已經超過20多萬臺了，今年到4月份出貨量就達到去年一年的出貨量了。

此外，其實工業吊扇也是一個不小的市場。以前工廠車間都是采用大的工業風扇，功率大，而且還不太安全。而工業風扇可以廣泛應用于工業廠房、物流倉儲、展覽館、體育館、候車廳、機場等大型場所和高大空間。采用BLDC的工業吊扇可以達到國家一級能耗標準。

電動自行車
在國內，電動自行車也是一個不小的市場，根據國家統計局的數據，2020年，我國電動自行車產量達到2966.1萬輛。

在國內是電動自行車，國外對電踏車的需求更大。因為電踏車既保留了原始騎行體驗，又提供了智能化輔助動力。它是一種介于自行車與傳統電動車之間的交通工具，電踏車主要通過傳感器根據騎行信號提供相應動力輔助，減少騎行者出力，讓用戶騎行更加輕松。

其中，歐洲對電踏車的需求最為旺盛。根據歐洲自行車行業協會數據統計，2006年到2018年，歐洲市場電踏車銷量從9.8萬輛，增長到了250萬輛。年均復合增長率達到31%。

去年由于疫情的原因，很多國家公交系統停用后，造成了電踏車銷量暴增，據說國內不少做海外貿易的企業都直接賣斷貨了。

國內市場處于起步階段。未來成長空間可觀。目前摩拜、小米、哈羅出行，倍速出行，永久等企業開始在國內嘗試推廣電踏車。

電動工具

電動工具是應用最為廣泛的五金機電產品之一。因其結構輕盈、攜帶使用方便、出產效率高，能耗低等特點，廣泛應用在建筑、裝飾裝潢、木業加工、金屬加工，以及其他制造業等各應用行業的鉆、切、磨等加工環節。

隨著技術的不斷發展，以及DIY觀念逐漸被人們接受，電動工具的應用范圍也在不斷擴展，許多傳統手動工具作業的領域開始更多地被電動工具所取代，電動工具也正在從產業應用拓展到家庭生活當中。電動工具的需求量正在逐年增加。

電動工具的無刷化其實很早就開始了，在2010年時，國外有些品牌就推出了采用無刷電機的電動工具了。隨著鋰電池技術的成熟，價格越來越親民，手持工具的量級在逐年增加，現在可與插電式的工具平分秋色。

據統計，國內電扳手基本上已經實現了無刷化，電鉆類、高壓型，以及園林類工具還沒有完全無刷化，不過也轉換過程中。

這主要是由于無刷電機的節能和高效率，讓手持式電動工具可以運行更長時間?，F在很多國際廠商和國內廠商都投入很多資源進行產品開發，比如Bosch、Dewalt、Milwaukee、Ryobi、Makita等。

目前國內的電動工具發展也很迅速，特別是在江浙一帶，集中很多電動工具廠商。最近幾年江浙一帶的無刷電機控制方案成本下降很快，不少廠商已經發動了價格戰，去年的時候，據說一個電動工具的無刷電機控制方案也就6、7元左右，有的甚至只需要4、5元。不過今年這些便宜的方案可能就比較慘了，因為利潤率太低，又碰上芯片漲價，如果再用降價的方式去搶占市場，可能會血本無歸，甚至生存都可能成問題。

今年的慕尼黑上海電子展期間，園林藝術展也在同步進行，期間我進去參觀了一下，發現很多園林工具可以開始電動化和無刷化，比如剪枝的剪刀、割草機，鼓風機等等。

壓縮機

由于冰箱壓縮機的轉速決定了冰箱內部的溫度，而變頻冰箱壓縮機的轉速可根據溫度來發生改變，從而可以讓冰箱根據當前的溫度情況做出調整，讓冰箱內的溫度更好地保持恒定。這樣，食物的保鮮效果將更好。變頻冰箱壓縮機大都選擇BLDC電機，因此工作的時候效率更高，噪聲更小，而且使用壽命更高。

這一領域以前是日、韓、臺系廠商的產品為主，但2010年之后，國內廠商的起步很快，據說上海有一家廠商的年出貨量已經接近3000萬臺左右了。

隨著國內半導體廠商的進步，不論是主控MCU廠商，預驅Gate Driver，還是功率MOSFET，國內廠商基本都能提供了。


還有就是空調壓縮機，目前變頻空調已經基本上深入人心，空調變頻化已經是大勢所趨。國內空調的產量也是相當大的。根據國家統計局的統計，2019年空調用電機的產量是3.77億臺，空調用BLDC電機的產量為在2018年時就超過9600萬臺左右，預計今年會超過1億臺。

特別是新的空調能效標準出臺后，隨著空調能效標準的逐步提升，變頻空調將面臨全面增長機遇，無刷直流電機的需求則會在全球市場得到充分體現?？照{電機產業無刷直流時代即將到來。因為今年7月1日后，舊能效標準的空調產品將禁止銷售。

汽車

隨著新能源汽車的崛起、智能駕駛的滲透，以及車聯網的應用試點，汽車電子化的趨勢越來越明顯。

未來汽車中，除了驅動電機外，電動助力轉向系統、電子懸架系統、汽車穩定性控制系統、汽車巡航控制系統、ABS、車身系統（車窗、門鎖、座椅、后視鏡、雨刷、天窗等）都將會大量使用到電機。



一般來說，經濟型燃油車會配備10個左右的電機，普通的汽車會配備20到30臺電機，而豪華型汽車則會配備60到70臺，甚至上百臺電機，而新能源汽車一般需要130到200臺電機。

隨著人們對汽車使用性能的日益注重，特別是對汽車舒適性、安全性、燃油經濟性，以及環境保護等要求越來越高，汽車上的電子控制裝置和用電設備相應增加，各種電動裝置的使用，使得汽車電機的裝備數量上升。

新能源汽車是這幾年的發展趨勢，現在全球政策都同時在推進新能源汽車發展。歐美等發達國家積極布局新能源汽車市場，通過各種補貼優惠政策和法案，推動新能源汽車的發展，促進傳統燃油車到電動汽車的轉變。

今年的上海車展，新能源汽車成為了絕對的主角，現在傳統汽車廠商也都紛紛推出電動版汽車。

如今除了蔚來、小鵬、理想等造車新勢力，華為、小米、大疆、360等企業也開始跨界進入汽車領域，而這些企業瞄準的都是電動汽車領域?？梢哉f未來電動汽車的發展趨勢已經不可阻擋了

總結

今年是國外芯片缺貨的一年，國產MCU和MOS企業需要挑起大梁。研發工程師的創新方案，也可以優先選用有貨的中國芯。因為目前就算是中國芯片，有些型號也是比較缺貨的?？梢哉f，今年，中國BLDC產業有望全面進入中國芯的時代。希望國內通用MCU企業，兆易創新、靈動微、國民技術、中微、航順等企業能夠抓住機遇，做大做強。

二是，隨著半導體技術的進步與一些開源FOC算法讓更多的方案公司能夠快速進入BLDC產業，帶來更多的新產品，如服務機器人、園林工具、白色家電、協同工業機器人等。

第三是，碳中和目標和新的能源標準的實施，將推動BLDC電機應用迅速發展?？梢哉f，未來BLDC市場是被持續看好的。

總的來說，雖然BLDC市場也一樣會受到芯片短缺、芯片和原材料漲價問題的困擾，但總的來說，原廠對價值量高的應用肯定是優先保證的，比如汽車、空調、冰箱等應用。而這些應用未來也是比較有潛力的。因此，我們對未來幾年BLDC的市場前景持續看好。