1、 電動(dòng)機(jī)：分為工控級(jí)、消費(fèi)級(jí)、車載電機(jī)，國內(nèi)總規(guī)模 740 億元

電動(dòng)機(jī)（下稱電機(jī)）由線圈和磁鐵構(gòu)成，是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn) 換或傳遞的一種電磁裝置。其主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，作為用電器或各種機(jī)械的 動(dòng)力源。電機(jī)本身所帶來的機(jī)械運(yùn)動(dòng)為圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)。

電機(jī)輸出扭矩大小和轉(zhuǎn)速高低通常呈負(fù)相關(guān)，增加電機(jī)的尺寸可提升輸出 扭矩，同時(shí)會(huì)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速。 客戶選擇電機(jī)時(shí)，主要是根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩性能、慣量匹配、 準(zhǔn)確性、軸間協(xié)調(diào)、布線等要素的要求進(jìn)行選擇。電機(jī)的名稱紛繁復(fù)雜，原因 是電機(jī)作為一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其形態(tài)需要適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景帶來的差異化需求而發(fā)生改變。市面上有幾百種不同名稱的電機(jī)，但很多電機(jī)之間的差異很小。

按應(yīng)用領(lǐng)域分，電機(jī)可分為消費(fèi)級(jí)電機(jī)、工業(yè)級(jí)電機(jī)，以及車載電機(jī)。我們測(cè) 算，2021 年，國內(nèi)消費(fèi)級(jí)電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模約 300 億元，伺服電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模約 250 億元， 新能源汽車電機(jī)約 140 億元規(guī)模，步進(jìn)電機(jī)國內(nèi)約 50 億元規(guī)模，國內(nèi)電機(jī)總市場(chǎng)規(guī) 模約為 740 億元。

1.1、 電機(jī)行業(yè)：進(jìn)入壁壘較低，產(chǎn)品高端躍遷存在資金、技術(shù)、客戶壁 壘

由于電機(jī)的結(jié)構(gòu)、加工方式相對(duì)簡單，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，從簡單低端的普通 鐵芯電機(jī)到航天軍工用的特種電機(jī)都存在市場(chǎng)需求，因此電機(jī)行業(yè)的進(jìn)入壁壘低， 中低端應(yīng)用場(chǎng)景玩家眾多，低價(jià)競(jìng)爭的后果是利潤率水平低。但電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域向高 端升級(jí)的壁壘很高，主要在于以下三點(diǎn)：

第一，資金壁壘高，前期大量投入研發(fā)以滿足不同領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)。如，新能源汽 車使用的電機(jī)需滿足 IATF16949 和 ISO26262 國際標(biāo)準(zhǔn)。截至 2022H1，匯川技術(shù)的 新能源汽車電驅(qū)業(yè)務(wù)目前已經(jīng)投入 30-40 億元，常州工廠還需再投入 20-30 億，截至 2022H1 公司新能源電驅(qū)業(yè)務(wù)仍然虧損。此外，進(jìn)入醫(yī)療領(lǐng)域的產(chǎn)品需滿足 ISO13485 認(rèn)證，進(jìn)入航天領(lǐng)域的產(chǎn)品需滿足 EN9100 標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。

第二，技術(shù)壁壘高，高端領(lǐng)域的客戶看重電機(jī)廠商在標(biāo)準(zhǔn)品基礎(chǔ)之上以更低的 成本滿足其定制化要求的能力。 電機(jī)設(shè)計(jì)的主要組成部分是機(jī)械和電氣。機(jī)械改動(dòng)層面，縮小輸出軸徑較簡單， 增大軸徑卻更復(fù)雜。電氣修改層面，調(diào)整電機(jī)繞組的電氣特性更為簡單，但增加設(shè) 計(jì)電壓更為復(fù)雜，需要更改絕緣材料甚至槽設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一個(gè)應(yīng)用在全新領(lǐng)域的電機(jī) 要求工程師真正掌握電磁學(xué)、電機(jī)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的底層邏輯，考慮電磁轉(zhuǎn)換效率、磁 場(chǎng)分布、渦流最小化等諸多因素，經(jīng)過精密的計(jì)算最終完成設(shè)計(jì)，難度很高。 電機(jī)應(yīng)用環(huán)境是決定定制化復(fù)雜程度的重要因素。在極端溫度/真空/無塵/潮濕/ 易爆/輻射/高振動(dòng)沖擊等偏離典型工業(yè)環(huán)境下，對(duì)電機(jī)材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等要求大幅提 升，定制化成本會(huì)大幅增加，實(shí)力越強(qiáng)的公司越能做到壓縮定制成本。

第三，客戶壁壘高。航天、手術(shù)機(jī)器人、高端醫(yī)療器械等應(yīng)用領(lǐng)域的用戶傾向 于選擇已經(jīng)樹立高品質(zhì)品牌的廠商，基本不會(huì)切換供應(yīng)商。比如，火星探測(cè)領(lǐng)域， NASA 連續(xù)六次火星探測(cè)活動(dòng)使用 Maxon 的電機(jī)。在醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，瑞士胰島素泵 供應(yīng)商 Ypsomed 通過不斷向患者說明其選用 Maxon 的高品質(zhì)驅(qū)動(dòng)器來贏得患者信任。

1.2、 工控電機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上游為芯片、編碼器、磁性材料和軸承等結(jié)構(gòu)件

國內(nèi)工控級(jí)電機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上游為磁性材料、編碼器（伺服電機(jī)為電機(jī)和編碼器集 成）、芯片以及軸承等結(jié)構(gòu)件；中游為工控電機(jī)本體（伺服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)），下游 應(yīng)用領(lǐng)域主要為各行業(yè)通用自動(dòng)化設(shè)備。

生產(chǎn)電機(jī)需要用到磁性材料，以永磁體為主。永磁體主要分為塑磁、鐵氧體和 釹鐵硼。

我們認(rèn)為未來電機(jī)原材料以釹鐵硼為主。中國是稀土大國，相較國外具備價(jià)格 優(yōu)勢(shì)。稀土含量越高，材料的磁性就越好。相同體積的釹鐵硼性能遠(yuǎn)高于鐵氧體。我們認(rèn)為，未來人形機(jī)器人使用釹鐵硼的概率更高。 編碼器是伺服電機(jī)內(nèi)部集成的傳感器。從物理介質(zhì)的不同來分，伺服電機(jī)編碼 器可以分為光編碼器和磁編碼器。磁編碼器成本相較光編碼器可以下降 100 多元。 整體來看，國內(nèi)編碼器的精度和綜合性能較國外仍有差距，國內(nèi)運(yùn)控廠商使用的編 碼器，尤其是應(yīng)用于高精度領(lǐng)域的大多需要進(jìn)口。

以驅(qū)動(dòng)一個(gè)直流無刷電機(jī)為例，必備要素包括 MCU（控制芯片）+Gate Driver 或 Pre- Driver（預(yù)驅(qū)）和功率器件(MOSFET)，MCU 芯片通過 PWM 波控制預(yù)驅(qū)芯片， 進(jìn)而預(yù)驅(qū)芯片控制功率器件（MOS、IGBT）。 根據(jù) Grandview Research 測(cè)算，預(yù)計(jì) 2022 年全球直流無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片總市 場(chǎng)規(guī)模約為 252 億元。意法半導(dǎo)體、德州儀器等國際大廠主導(dǎo)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片市 場(chǎng)，國內(nèi)廠商的全球市占率較低。海外大廠多采用 ARM 架構(gòu)電機(jī)主控芯片 MCU， 提供從控制器到功率器件的完整電機(jī)芯片解決方案。

1.3、 工控級(jí)電機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈中游為電機(jī)本體

1.3.1、 伺服電機(jī)：精度較高的工業(yè)控制級(jí)電機(jī)，國內(nèi)約 250 億元市場(chǎng)

伺服電機(jī)是閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)中使用的工業(yè)控制級(jí)電機(jī)，內(nèi)部集成編碼器（傳感器）， 其精度取決于編碼器的精度。根據(jù) MIR 睿工業(yè)數(shù)據(jù)，2021 年國內(nèi)通用交流伺服系統(tǒng) 市場(chǎng)規(guī)模約為 250 億元。 在閉環(huán)伺服機(jī)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)器接受控制器指令，轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)給伺服電機(jī)，伺 服電機(jī)接受脈沖信號(hào)，根據(jù)信號(hào)（轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)動(dòng)方向）運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)反饋一個(gè)脈 沖信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器。編碼器則用于實(shí)時(shí)糾正兩個(gè)脈沖信號(hào)之間的誤差，讓其趨于一致。 反饋閉環(huán)使得伺服電機(jī)可以滿足對(duì)精度要求高的應(yīng)用場(chǎng)景。