高效能電機替代進程再加速，BLDC向更多應用滲透，電機芯片設計走向何方？

電子發燒友網報道（文/李寧遠）從目前電機市場的趨勢和技術發展來看，BLDC正處于迅猛發展的黃金時期。從家電、兒童玩具、無人機、電動車、電動工具到電腦、服務器散熱風扇，無處不在種類繁多的電機市場，BLDC逐漸成為主流。

相比傳統的直流電機，BLDC電機具有更高的效率和能量利用率，可以降低能源消耗；BLDC無需使用碳刷，運行時噪音和振動較小，契合對噪音振動要求較高的場合，而且無需定期更換碳刷，減少了維護成本和維修頻率這些隱性成本；更廣泛的速度范圍和更精確的控制，也讓BLDC適用于各種工業和消費電子應用。

BLDC市場規模穩步擴張，2024重點滲透哪些應用？

根據Grand view Research統計數據，全球無刷直流電機市場規模從2022年的188.254億美元增長到了2023年的198.64億美元，2024年到2030年將以年復合增長率6.6%增長，2030年將達到308.62億美元。

從不同地區來看，亞太地區主導了無刷直流電機市場，2023年的份額為50.2%。其中亞太地區又以中國為主導，占據43%的份額。國內無刷直流電機有很高的成本效益，這種成本優勢為國內BLDC產品提供了很有競爭力的價格，使其對國內和國際客戶都具有吸引力。國內電機企業也都逐步向無刷電機等高端電機產品邁進。

從去年的細分市場來看，機動車仍舊是最大份額的BLDC市場，占比28.5%。同時機動車市場也是增長最快的細分市場。MCUEMS電池系統的風冷系統、水冷系統中的電子水泵、空調系統的電子壓縮機、制動助力用的電子真空泵、AFS、座椅調節、可調節后視鏡、天窗和電動助力轉向EPS等應用開始使用BLDC電機，不僅能提高產品的耐用性和可靠性從而減少機械錯位、電氣連接的數量，還能減輕機動車重量。電動化和智能化的趨勢衍生出大量的BLDC需求，新能源機動車肯定是重點滲透領域。

工業機械設備也體量很大的電機細分市場，工業BLDC在2023年有超過24%的可觀市場份額?，F在市場要求這些工業電機應用效率進一步提高，更加節能，并且各國都有相應的政策出來，工業應用向BLDC轉變的空間還是很大的，而且這一進程也會加速。

家電也是電機大市場，現在終端市場對電機控制性能提出了更高的要求，不僅限于電機開關或簡單變檔的控制，還需要電機能夠實現高效率、低噪音、多功能的復雜控制任務，例如變頻冰箱、變頻空調的比例逐年上升，料理機、洗碗機等廚電均有了多種多樣的功能供消費者選擇，吹風機、吸塵器等小家電在追求高轉速的同時追求低噪音、低振動的控制效果。

家電領域尤其是白電，BLDC占比逐年增長。洗衣機、冰箱、空調應用中采用BLDC通過FOC變頻的控制方案也是越來越多。

廚衛大小電市場中，廚房大電類BLDC滲透率目前來說程度相對較低，小電類電機相對高一些，但整體相較白電情況，仍有不小的BLDC替換空間。個護類家電（如筋膜槍、剃須刀等）、空氣處理類家電（如空氣凈化器、新風、除濕器等），很受現在的年輕人青睞，BLDC在這些應用里大有可為。

除此之外，BLDC電機因其高效率和高可靠性正被廣泛應用于電動工具、泵、風機和壓縮機等產品中，并不斷拓展相關應用。此外，電腦及服務器、散熱風扇等領域的應用現在也增長得很快，不少廠商瞄準了這一市場。

總的來說，2024年BLDC規模將會持續增長，市場會保持較高的景氣度，在多個領域逐漸取代傳統的有刷直流電機和交流電機。

BLDC芯片方案向全集成趨勢發展，智能化是長期演進目標

BLDC主控和驅動芯片市場都處于穩步增長階段，無刷直流電機BLDC驅動IC在電機驅動IC中的比重已經接近五成。主控方面，MCU市場的大部分增長發生在32位MCU和RISC-V MCU領域。

現在終端市場越來越傾向于芯片級的電機解決方案，在BLDC相關的控制IC和驅動IC上也確實能看到共同的發展趨勢，就是向全集成化發展，還是在高水平下實現控制和驅動的集成，不僅是簡單地將芯片拿來封在一起。

主控芯片廠商在BLDC主控上集成了越來越多的模擬和功率器件，將柵極驅動器甚至后面的驅動電路也集成封裝在一起的方案現在也有不少。驅動芯片的方案也有很多，有分立的功率管，有集成的模塊，有無MCU獨立驅動，也有完全集成了主控、驅動和功率管的SoC方案。

當然也不是說全集成就適合任何BLDC應用，不同的應用場景有不同的芯片資源需求，根據功率水平、架構、電機控制類型、接口和集成要求選擇合適的提高集成度的方法和技術是最重要的。

目前集MCU+預驅+MOS+OPA+保護+算法的深度垂直整合，配套智能化開發調試工具，以高性能低成本且小體積的MCU為中心構成單芯片弱電系統與高性能強驅模塊進行SIP合封是一個主流的技術走向。

除了技術方面，電機芯片集成度的提高也需要產業鏈上下游企業加強合作，共同制定標準和規范，促進不同廠商之間的芯片兼容性和互換性，進而推動整個BLDC芯片行業向更高集成度方向發展。

同時，高效能也是BLDC電機控制設計的重要方向，通過優化控制算法、提高功率因數、降低熱損耗等手段，實現BLDC電機的高效運行。工程師可以通過采用更集成化的器件、性能更好損耗更低的第三代半導體，以及適配優秀的軟件控制算法來實現提升電機效率，達到高能效目的。

對高控制精度追求自然是一直都有的，尤其是隨著工業自動化、智能家居、無人機等新興領域的快速發展，對BLDC電機控制的精度要求越來越高?？梢酝ㄟ^引入先進的傳感器、優化控制算法等手段，提高BLDC電機的控制精度和穩定性。

而智能化也是BLDC控制長期演進的方向，BLDC電機將更多地與智能控制系統結合，芯片設計也會融入更多的智能化元素，如智能算法、自適應控制等，讓電機控制可以根據實時運行數據調整控制策略，以實現更高效的能源利用和更精準的控制。雖然智能化和傳統控制相結合的過程需要很長時間，但智能化最終會到來。

小結

雖然BLDC電機在替代進程上也面臨了一些限制和阻礙，比如與傳統的有刷直流電機相比，它初始成本更高，控制系統更復雜需要更專業的技術，同時改造現有電機系統可能潛在兼容性問題、電磁干擾問題，以及包括低速扭矩限制，散熱挑戰等等。

但BLDC的優勢已經體現得很明顯，在應用市場也得到了印證，上述限制和阻礙也在技術的發展下相繼解決。在各國政策強調環保和可持續發展的現在，發展BLDC可謂意義重大。而掌握電機控制技術，將BLDC運用到更多的生活與工作場景中去，電機與電機芯片產業也會更加強大。