(文/程文智)根據Grand View Research的統計,2021年BLDC的市場規模是179億美元,預計2025年的市場規模可達223億美元。年復合增長率為5.7%。
從市場格局來看,BLDC電機市場中,亞洲市場的占比最大,占了46.94%,其次是美國,占了21.08%。亞洲其實有不少技術實力都不錯的BLDC電機企業,但主要集中在日本,比如尼得科,松下、美蓓亞、三洋電氣等。國內的話,目前主要還是處于追趕階段。但是可以預見的是,未來BLDC電機的增長將主要來自亞洲,而亞洲又將主要在中國。
歐洲的市場份額也不小,約為19%,由于歐洲和美國的起步比較早,他們掌握了很多BLDC電機的核心技術,未來隨著全球市場對高端BLDC電機需求的增多,歐美市場的占比也會緩慢增長。但比例肯定沒有亞洲地區高。
BLDC電機控制器的產業鏈和市場格局
BLDC電機其實是隨著半導體電子技術發展而出現的新型機電一體化電機,它是電力電子、微電子技術、控制理論和電機技術相結合的產物。它包含電機和電子兩部分,電子部分一般就是我們常說的控制器,這個控制器使用在不同的應用場景有不同的叫法,比如在豆漿機、洗衣機、電冰箱等家用電器;電吹風電動牙刷等個人護理產品,以及電動工具等使用場景中,人們一般稱之為智能控制器;
而用在電梯、機器人、機床、紡織機、汽車等應用場景是,大家又稱之為變頻器、伺服系統,或者直接叫電機控制器等等。
根據沙利文(Frost & Sullivan)統計的數據,2015-2019 年全球智能控制器行業的年復合增長率為5.9%,2019 年全球智能控制器行業市場規模達到了1.5萬億美元,預計2024 年將達到約2萬億美元。
而中國的伺服市場在2020年時達到了164.4億元,預計2025年可達到297.7億元。
當然,因為智能控制器和變頻器、伺服系統不僅可以驅動BLDC電機,也能驅動普通的交流電機等,因此市場規模看起來就比之前說的BLDC電機的規模要大一些。
其實所有的BLDC電機控制器的上游原材料基本都是一樣的,都包括IC芯片、電阻電容、隔離器、傳感器、二極管、三極管、MOSFET、或者IGBT等功率器件等等。
下游的應用也非常廣泛,主要包含家用電器、電動工具、汽車電子、智能家居、醫療健康、工業機器人、機床等等。
其中,上游原材料中,最核心的零部件為IC芯片,主要的供應商有ST、TI、Microchip、瑞薩、恩智浦、英飛凌,兆易創新、小華半導體、靈動、中穎電子、國民技術、峰岹科技等等;
控制器廠商主要有代傲、英維斯、拓邦股份、和而泰、朗科智能、貝仕達克、匯川技術、雷賽智能、西門子、歐姆龍、松下、三菱、安川電機、禾川科技、江蘇雷利、臥龍電驅等等;
下游各子領域主要的公司有,家用電器的美的、海爾、西門子、九陽、蘇泊爾等家電廠商;電動工具領域的博世、百得、TTI等;汽車電子領域的博格華納、尼得科、德賽西威等Tier1廠商,以及特斯拉、BBA、蔚小理等汽車主機廠商。
控制器上游產業鏈市場情況
控制器內用到的IC芯片主要有SoC、DSP、FPGA、MCU等幾種類型,其中以MCU的使用最為廣泛。去年的MCU市場也非常火熱,根據IC Insights的報告,2021年,MCU平均售價(ASP)上漲了10%至0.64美元;出貨量增長12%,達309億顆,市場規模為197億美元,預計今年將會增長10%左右達到215億美元。
從類別上來看,預計未來32位MCU的銷售額的年復合增長率約為9.4%,16位MCU將會保持在47億美元規模,4/8位保持在24億美元左右的市場規模,不再增長。
從市場格局方面來看,中國地區的MCU市場中,主要還是以海外廠商的MCU為主,前六大MCU廠商瑞薩電子、Microchip、ST、恩智浦、英飛凌和TI加起來超過了80%的市場份額。
在前6大MCU廠商中,瑞薩主要以自研MCU內核為主,其他廠商的MCU產品主要基于ArmCortexM內核。根據各公司官網統計,總共有4,500款ArmCortex-M系列的產品,占所有統計的32位MCU料號數量的64%。
當然,國內MCU企業這兩年發展迅速,目前在國內上市的MCU相關企業有13家之多,包括了兆易創新、士蘭微、中穎電子、國民技術、樂鑫科技、芯海科技等,還有BYD半導、中微半導體、恒爍半導體、輝芒微電子等處在上市進程當中,以及靈動、小華半導體、芯旺微、航順、極海科技等發展不錯的MCU企業。
控制器中的另一個大類產品是功率器件,這包括MOSFET、電源IC、IPM,或者IGBT等產品。據芯謀研究統計,2021年全球功率IC市場規模為305億美元。2022年保持穩定。2023年,全球半導體芯片、特別是DRAM等存儲器價格的大幅下滑、庫存消化、市場競爭將導致全球半導體市場和全球功率IC大幅下滑,之后將恢復增長態勢。
但今年的全球功率半導體依舊緊缺。今年3月份ST發布了漲價函,由于原材料和物流成本漲幅無法消化,決定在22年Q2期間對旗下所有產品線漲價;英飛凌在2月份發布了漲價函,可以看出目前功率半導體的需求仍然很大,供應仍然緊張。
其中,TI、英飛凌、ST、ADI、安森美、瑞薩、NXP等國際半導體供應商的市占率較高,國內矽力杰、晶豐明源、士蘭微、富滿微、圣邦微、南芯、明微電子、上海貝嶺等在2021年市場表現很好。
據Omdia統計,2021年中國功率半導體市場空間是182億美元,預計到2025 年,有望達到195億美元,相比 2021 年復合增速可達4.55%。
IGBT和碳化硅MOSFET是目前功率器件發展的重點。另外,根據IHS的數據,2020年中國功率半導體市場規模為153億美元,同比增長6.3%。目前中國占全球規模的35%左右,是全球最大的功率半導體市場。
在硅MOSFET方面,2020年,硅MOSFET市場規模約為75億美元,Yole預計2020至2026年,年復合增長率為3.8%,其中大部分來自消費電子和汽車市場。
IGBT方面,斯達的主電機控制器的車規級IGBT模塊已經開始大批量配套海外市場。據統計,斯達已經有50萬的裝車量,不過主要是A00級車,以及部分A級車;時代電氣獲得了不少汽車項目定點,隨著二期產能達產,車規IGBT有望放量;宏微科技車規IGBT開始量產。總的來說,國產企業機會很大。
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。
特別是SiC和氮化鎵等第三代半導體的應用,自從特斯拉用了ST的SiC模塊產品后,引爆了SiC市場。2021年全球SiC市場規模為11.37億美元,預計未來5年的復合增長率可達28%。目前主要的玩家有ST、英飛凌、Wolfspeed、羅姆、安森美和三菱。國內的新玩家很多,產品主要是以SBD為主,MOSFET比較少。
GaN方面,2020年的市場規模是5300萬美元,預計到2025年可達11億美元。而且,現在已經有GaN的產品在電機驅動上的應用了。去年底的時候,我在進博會上就見到了安世半導體和上海電驅動合作的一款GaN電機驅動解決方案,該方案主要用在A00級車上。另外,TI也在開發相關的方案。
隔離器方面,主要玩家包括海外廠商,TI、ADI、SiliconLabs(已經出售給Skyworks)、以及國產廠商納芯微、川土微和榮湃等。思瑞浦最近也推出了隔離器產品,主要針對工廠自動化、電力自動化、電機驅動、電源控制等應用場景。
電機控制器市場的格局
國內上市的控制器相關企業有將近30家,不少都是這兩年才上市的。在市值靠前的21家電機控制器相關企業中,匯川技術的市值最高,有1544億元。
匯川技術主要聚焦在自動化、數字化和智能化的業務主航道,主要的產品有變頻器、電梯一體化、PLC、伺服系統、工業機器人、以及新能源汽車電驅系統和電源系統等。去年營收達179億元,凈利潤36億元。
這里,做控制器的企業有拓邦股份、和而泰、振邦智能、朗科智能、瑞德智能等上市公司。
做變頻器和伺服系統的企業有匯川技術、禾川科技、正弦電氣、偉創電氣、雷賽智能、信捷電氣等;
電子發燒友對這21家控制器上市公司近三年的毛利率情況做了一個統計,從這個表格中,我們可以明顯看到幾乎所有的企業2021年的毛利率都比2020年低,而2020年幾乎都比2019年的毛利率高。
相信這跟去年半導體行業大漲價不無關系。造成了原材料成本的大幅上漲。
根據我們了解到的信息:TI戰略性調整了,更側重電源和驅動芯片,去年的漲幅最大,從5%~70%不等,越低ASP的產品漲幅越大;ST從MOS到MCU產品都有,大概漲了22%;NXP的產品漲幅在15%左右。當然這個是原廠漲的價格,不是現貨市場的漲幅。
但業內人士普遍預計,現在漲價應該接近尾聲了,因為有些消費端的需求已經降下來,要是再漲價,可能很多需求會被抑制。
我們看到MOSFET的價格也已經在逐步回落了。2019年開始,美國萬代被臺灣MOS管替代得非常快。MOSFET在去年Q3-Q4漲過價了,今年價格已經有微小回落。預計,MOSFET今年可能會有降價的窗口出現。
其實,除了IC和MOSFET,變壓器和銅價、磁芯有關系(去年磁芯漲50%,整體變壓器漲8-15%),不過,今年變壓器是下降的趨勢。
此外,我們統計了這21家企業的研發投入情況,發現10%研發投入的企業基本都是做工業類和汽車類控制器的,家電和電動工具類企業的研發投入基本在4%左右。
不過可喜的是,從近三年的研發投入看的話,其實大部分企業的研發投入每年都有不同程度的增加。
結語
在市場應用方面,BLDC電機的應用其實非常廣泛,大部分能動的東西都需要用到電機,具體來說有,風機、泵、電動車、電動工具、壓縮機、農機具,以及汽車應用等。這幾年在BLDC電機應用方面也出現了一些新的應用,比如吸塵器品類中的洗地機、電吹風中的高速風筒、自動割草機等,另外,由于能源效率要求的提高,以前一些使用有刷電機的地方也在開始替換成BLDC電機,比如電動工具、空調、洗衣機等應用。未來,在BLDC電機的前景還是相當不錯的。
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