步进电机、无刷直流电机、直流电机以及交流感应电机,作为电机领域的四大主流产品,各自凭借独特的性能优势,广泛应用于工业自动化、消费电子、汽车、家电等多个领域。而为了实现这些电机的精准、高效控制,电机驱动用的微控制器单元(MCU)扮演着至关重要的角色。
步进电机以其精确的步进角度和良好的位置保持力,常用于需要精确定位和低速平稳运行的场合,如3D打印机、数控机床等。针对步进电机的驱动,MCU需具备精确的脉冲发生能力,以及强大的算力来处理复杂的步进控制算法,确保步进电机能够按照预定步距准确转动。
无刷直流电机则以其高效率、低噪音、长寿命的特点,广泛用于无人机、电动汽车、家电等领域。无刷电机的控制依赖于电子换相技术,MCU需集成先进的PWM(脉冲宽度调制)控制和FOC(磁场定向控制)算法,以实现电机的高效运行和精准调速。
直流电机以其结构简单、成本低廉、启动扭矩大的优势,广泛应用于电动工具、玩具车、小型风扇等产品中。MCU在直流电机控制中,主要负责速度调节和电流保护,通过调整电压或电流来控制电机的转速和扭矩,同时监测电机状态,防止过载或过热。
交流感应电机,凭借其高功率密度、维护简便的特点,在大型机械设备、工业生产线、风力发电等领域占据主导地位。MCU在交流电机控制中,通常采用矢量控制或V/F控制策略,通过精确控制电压和频率的比例关系,实现电机的平稳启动、高效运行和精确调速。
根据QYResearch最新调研报告显示,预计2031年全球电机驱动MCU市场规模将达到46.82亿美元,未来几年年复合增长率CAGR为5.48%。
从生产商来说,全球范围内,电机驱动MCU核心厂商主要包括NXP、STMicroelectronics、Microchip、英飞凌、瑞萨电子、德州仪器、峰岹科技、新唐科技、东芝、南京凌鸥创芯电子有限公司等。2024年,全球第一梯队厂商主要有NXP、STMicroelectronics、Microchip和英飞凌,第一梯队占有大约56.08%的市场份额;第二梯队厂商有瑞萨电子、德州仪器、峰岹科技和新唐科技等,共占有13.35%份额。近几年,中国国内厂商凭借结束迭代和价格优势,在中低端市场存在一定的竞争力,但该行业竞争比较激烈,玩家较多,全球TOP10 份额达到了71.87%。新进入者为了在市场中站稳脚跟并获取一定的市场份额,不能仅局限于中低端市场的竞争,而需要积极寻求在高端领域的突破。
从产品类型方面来看,32位占有重要地位,性能高,其往往用于高端、复杂的场景,比如汽车、机器人等。32位MCU是电机驱动细分领域中最主要的类型,随着消费类、工业类、车规类等市场终端设备联网及智能化需求成为主流,物联网时代任务的复杂化使得对芯片性能要求快速提升,对芯片处理能力要求越来越高,促使 MCU从 8位、16位向 32位迈进,预计2031年份额将达到72.83%。
同时就应用来看,电机驱动MCU主要用于电机上,比如有刷直流电机、无刷直流 (BLDC) 电机/永磁同步电机 (PMSM)、感应电机或者步进电机,而电机的终端则是家电(包括白色家电和小家电)、汽车、机器人、工业伺服系统、电动工具等。目前来看,在家电和汽车领域中应用较为广泛,2024年合计达到了63.6%的份额,其中汽车未来几年CAGR大约为8.09%。
本文作者
董家时--本文主要分析师
QYResearch南宁研究中心负责人,也是QYResearch半导体设备和材料部门的主要成员,主要研究领域有电子、半导体设备、材料等,部分细分研究课题包括汽车二极管、汽车电感、汽车激光雷达、射频电源、分立器件、塑封机、晶圆缺陷检测和复检设备、3D晶圆AOI、前驱体、电镀设备、半导体化学镀液、半导体设备用电机、半导体设备用气浮平台、半导体设备用干泵、半导体涂层器件等,同时也从事细分市场报告的开发,并参与定制项目的撰写。合作的客户包括了华为、华德电子、日立高科、Towa、三菱电机、HORIBA、舍弗勒等。
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