微特電機市場規模、應用領域及產品種類介紹

微特電機產品種類眾多。

1、 微特電機市場規模穩步增長，下游應用領域廣泛

微特電機可以實現機電信號或能量的檢測、解算、放大、執行或轉換等功能，或 用于傳動機械負載。微特電機簡稱微電機，全稱微型特種電機，一般指功率在750 瓦以下，機座外徑不大于160mm或中心高不大于90mm的電機。微特電機常用 于控制系統中，實現機電信號或能量的檢測、解算、放大、執行或轉換等功能。 此外，微特電機也用于傳動機械負載，并可作為設備的交直流電源。微特電機早 期多應用于軍事裝備和自動控制系統，如今已擴展到家用電器、汽車零部件設備、 醫療器械、電子信息、航空航天、工業機器等領域，并在滿足下游應用領域標準 化微特電機需求的基礎上，出現了多樣的定制化微特電機產品。

微特電機市場規模穩步增長。在全球制造業工業自動化程度不斷加深，以及醫療 器械行業不斷發展的背景下，微特電機市場規模穩步增長。Allied Market Research數據顯示，2022年全球微特電機市場規模為358.50億美元，預計到 2030年將達560.60億美元，年均復合增長率為5.75%。根據華經產業研究院數 據，我國微特電機市場規模從2018年的1024.1億元增長至2023年的1610.4億元， 年均復合增長率為9.48%。

微特電機下游應用廣泛，消費電子及家用電器是主要應用領域之一。微特電機被 廣泛應用于家用電器、汽車、信息處理、航空、醫療、輕紡、工業控制、視像處 理等各個領域。根據中國電子元件行業協會，消費電子及家用電器是微特電機的 主要應用領域之一，2022年市場規模占比分別為29%和26%；其次為武器、航空、農業、紡織、醫療、包裝等領域，占比為20%；汽車電子、影像處理、工業 控制及其他占比分別為13%、7%和5%。

2、 產品種類眾多，持續創新推動國產替代進程

（一）線性執行器

線性執行器是一種可實現直線位移的驅動裝置。線性執行器又被稱為絲杠電機， 可以將電信號轉化，實現直線位移，其核心部件是電動缸或電動推桿。電動缸由 電機、絲杠、導軌等組成，通過電機驅動絲杠旋轉，從而帶動滑塊沿導軌運動。 電動推桿則由電機、連桿、曲柄等組成，通過電機驅動連桿和曲柄的運動，從而 推動滑塊做直線運動。

線性執行器具有高精度控制、高響應性能、高剛性和穩定性等優勢。線性執行器 將運動的轉換過程在電機本體完成，無需額外配置皮帶、齒輪齒條、聯軸器等部 件來實現旋轉運動到直線運動的轉換，大幅節省零部件采購成本和系統組裝時 間，有效解決了因多次轉接造成的精度損失問題，從而提高結構空間的利用率和 定位精度。

根據傳動電機種類及傳動螺母類型，線性執行器產品可分為滑動絲桿線性執行 器、滾珠絲桿線性執行器和永磁電機線性執行器三類。根據結構線性執行器可分 為外部驅動式、貫通軸式和固定軸式線性執行器產品，滿足客戶不同結構設計的 需要。通過配備不同的傳動電機種類及傳動螺母類型，并加裝剎車、編碼器、空 心軸等定制化服務，線性執行器可以組合成套模組形成系統性產品。

全球電動線性執行器市場規模持續擴張，北美為最大的市場。根據百諫方略 （DIResaerch）數據，全球電動線性執行器市場規模持續擴張，2023年全球電 動線性執行器市場銷售額預計為71.3億元，2030年預計將達到98.5億元， 2023-2030年復合增長率為4.72%。在市場分布方面，北美是全球最大的市場， 2023年市場銷售額占比約為32.16%，其次是歐洲市場，占比約為28.05%。

（二）混合式步進電機

步進電機是一種用電脈沖進行控制，將電脈沖（數字信號）轉化為角位移的控制 元件。步進電機將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件,根據脈沖 信號，步進電機按設定方向轉動固定角度，通過控制脈沖個數來控制角位移量， 達到準確定位目的。通常步進電機的轉子為永磁體，當電流流過定子繞組時，定 子繞組產生矢量磁場。該磁場會帶動轉子旋轉一個角度，使得轉子的一對磁場方 向與定子的磁場方向一致。當定子的矢量磁場旋轉一個角度，轉子也隨著該磁場 轉一個角度。當步進驅動器接收到一個脈沖信號，將驅動步進電機按設定的方向 轉動一個固定的角度（稱為"步矩角"），它的旋轉是以固定的角度一步一步運行 的。步進電機通常由法蘭、軸承、定子、轉子、線圈等構成。

混 合 式 步 進 電 機 工 業 使 用 最 為 普 遍 。步 進 電 機分 有 反 應 式(VR，Variable Reluctance，亦稱磁阻式)、永磁式(PM，Permanent Magnet)、混合式 (HB， Hybrid) 三類。其中反應式大轉矩輸出，噪聲和振動大，目前歐美國家已淘汰； 永磁式有低成本、低分辨率的特點；而混合式融合了反應式和永磁式的優勢，有 精確度高、轉矩大、步進角度小的特點，工業使用最為普遍。

全球步進電機市場規模持續增長，混合式步進電機需求旺盛。根據睿略行業研究 數據，2022年全球步進電機市場規模為170.10億元人民幣，其中中國市場規模 為59.81億元；預測到2028年全球步進電機市場規模將會達到250.79億元人民 幣，2022-2028年均復合增長率為6.60%。 當前步進電機競爭格局相對穩定，新興領域發展潛力大。從競爭格局看，步進電 機市場競爭格局相對穩定，主要由日本美蓓亞、日本信濃、日本電產等日本廠商 主導，我國企業鳴志電器亦占有一席之地。從應用場景看，辦公自動化（打印機、 復印機、復合機）、IT、信息化設備（機械硬盤、DVD、播放器風扇) 、家用電 器等領域已經較為成熟，此類應用場景中步進電機多為標準化產品，差異化程度 低；安防設備、通信設備、工廠自動化、汽車等領域存在一定程度的定制化需求， 供應商可以憑借服務及性價優勢等逐步切入；而3D打印、航空航天、醫療器械 等是步進電機的新興應用場景，對產品技術的要求較高，發展潛力較大。混合式 步進電機作為我國工業自動化設備的重要組成部分，在中高端領域存在旺盛的國 產化需求。

（三）直流電機

直流電機可分為有刷直流電機和無刷直流電機。直流電機包含靜止部分定子和旋 轉部分轉子，其工作原理是把電樞線圈中感應的交變電勢靠換向器的作用，從電 刷端引出時為直流電勢。直流電機可分為有刷電機和無刷電機，兩者構造和原理 存在不同。

1） 有刷直流電機：有刷直流電機的主要結構是定子+轉子+電刷，通過旋轉磁場 獲得轉動力矩，從而輸出動能。電刷與換向器不斷接觸摩擦，在轉動中起導 電和換相的作用。 2） 無刷直流電機（BLDC電機）：無刷直流電機中，換相的工作交由控制器中 的控制電路（一般為霍爾傳感器+控制器，更先進的技術是磁編碼器）來完 成。

無刷直流電機優勢逐步凸顯。有刷直流電機開發時間長，技術較為成熟，使用成 本較低。但是隨著技術尤其是控制器算法方面的進步，無刷直流電機在效率、噪 音、震動、穩定性和使用壽命方面，優勢逐步顯現，市場規模也逐步擴大。根據 上海電機行業協會公眾號，2019年全球無刷直流電機的市場規模約為163.0億美 元，預計到2024年將達224.4億美元。根據華經產業研究院數據，亞洲的無刷直 流電機市場規模最大，2022年市場規模占比達47%，也是未來無刷直流電機需 求的主要增長地區。歐洲和美國無刷直流電機的應用起步較早，德國、瑞士、美 國等國家已經掌握了無刷直流電機中較為核心的技術。隨著未來對高端無刷直流 電機需求的增長，其市場規模仍有望持續擴張。

無刷直流電機在各領域滲透率持續提升。相較于其他電機，無刷直流電機基于應 用場景的不同，可以選擇方波、SVPWM、FOC等各種電機驅動控制方式，實現 多樣化的控制需求。無刷直流電機可在較寬調速范圍內實現響應快、精度高的變 速效果，充分契合終端應用領域對節能降耗、智能控制、用戶體驗等越來越高的 要求，在各領域滲透率持續提升。根據電子發燒友網統計及整理，2021年我國 空氣凈化器、吸塵器產品無刷直流電機滲透率較高，分別達到了42%和30%。而 變頻類產品電機無刷化趨勢更為明顯，其中變頻洗衣機、變頻冰箱和變頻空調 2021年的無刷直流電機滲透率分別達到了45%、55%和80%。

空心杯電機在結構上突破傳統直流電機的結構形式，采用無鐵芯轉子。空心杯電 機屬于直流、永磁、伺服微特電機，其轉子結構徹底消除了由于鐵芯形成渦流而 造成的電能損耗，同時其重量和轉動慣量大幅降低，從而減少轉子自身的機械能 損耗。空心杯電機按其結構可分為有刷和無刷兩種。無刷空心杯電機轉速高、壽 命長，但是需要驅動控制且會產生鐵損。有刷空心杯電機壽命較為受限，但是控 制簡單且不產生鐵損。

（四）音圈電機

音圈電機(Voice Coil Motor)是一種特殊形式的直接驅動電機。音圈電機的定子 由磁鋼和導磁鐵構成，動子則由質量較好的線圈和骨架組成，由磁鋼產生的磁場 經導磁鐵導磁，在動圈行程內產生大致均勻的磁場。當線圈通電后，通電導體在 磁場中受到一個軸向電磁力，使音圈運動，其運動速度和方向因電流的大小和方 向而異。

音圈電機具有結構簡單、動態響應速度快、無齒槽轉矩、高線性度等優點，在高 精度定位伺服系統中得到廣泛應用。音圈電機采用傳動裝置進行驅動，不需要任 何轉換裝置而直接產生推力，因此可以省去中間轉換結構，保證運行可靠性的同 時簡化裝置，提高傳遞效率，降低制造成本。音圈電機運行時零部件和傳動裝置 不受離心力的作用，直線運動速度不受限制。此外，由于音圈電機的直線電磁推 力是通過電能直接產生的，因此其運動時無機械接觸，使傳動部件無磨損；對比 起普通旋轉電機通過鋼繩、齒條、皮帶等轉換結構將旋轉運動變成直線運動，音 圈電機的電磁推力驅動裝置能實現降噪等功能。

音圈電機具有較大的國產替代空間。根據恒州誠思數據，2020年全球音圈電機 （VCM）市場規模為27.09億美元，預計2027年將達到46.22億美元，年均復合 增長率為7.93%；我國2020年市場規模為14.63億美元，預計2027年市場規模將 達27.19億美元，屆時全球占比將達到58.84%。目前全球主要廠商包括GEE PLUS、ALPS ALPINE、Mitsumi、TDK、JAHWA和SEMCO等，2020年TOP 13 主要廠商市場份額占比超過96%。當前我國音圈電機企業存在規模普遍較小、資 金實力較弱，新技術和新產品的研發投入力度不足，設備自動化程度較低等問題， 因此競爭集中在低端產品，大多數核心技術仍受制于國際巨頭企業。根據江蘇雷 利投資者交流紀要，音圈電機全球市占率第一的是英國GEE PLUS，其年營業額 近2億英鎊。