微特電機(jī)家用電器行業(yè)需求分析微特電機(jī)家用電器行業(yè)需求分析家用電器是提升居家生活質(zhì)量、滿足人民美好生活需求的重要產(chǎn)品之一。我國幅員遼闊、人口眾多、市場基礎(chǔ)好，家電市場有良好的基本面支撐。根據(jù)國家工信部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2019年中國家用電器行業(yè)營業(yè)收入達(dá)到16，027．4億元，同比增長4．3%。2020年，在年初新冠疫情阻斷市場的影響下，我國家電行業(yè)營業(yè)收入僅小幅下滑，同比下降1．1%，體現(xiàn)了家電市場較強(qiáng)的韌性。隨著國內(nèi)疫情的好轉(zhuǎn)，我國家電行業(yè)逐步回暖，2021年1-10月我國家電行業(yè)營業(yè)收入同比增長18．9%，2021年全年全國家用電冰箱產(chǎn)量8，992．1萬臺，同比下降0．4%；空調(diào)產(chǎn)量21，835．7萬臺，同比增長9．4%；家用洗衣機(jī)產(chǎn)量8，618．5萬臺，同比增長9．5%。我國家電行業(yè)發(fā)展趨勢：從供給端來看，我國家電企業(yè)持續(xù)進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級和技術(shù)創(chuàng)新，研發(fā)能力顯著提高，創(chuàng)新產(chǎn)品層出不窮，呈現(xiàn)出新品種多、新功能強(qiáng)、新趨勢足的特點(diǎn)，拓展了家電品類的內(nèi)涵和外延，豐富了我國消費(fèi)者的產(chǎn)品選擇范圍。從消費(fèi)端來看，我國人均可支配收入逐步提高，城鄉(xiāng)收入消費(fèi)差異持續(xù)縮小，直播等新興營銷方式盛行，以及政府持續(xù)推出促進(jìn)消費(fèi)的相關(guān)政策，均使得我國家電市場需求保持旺盛，市場規(guī)模不斷擴(kuò)大，消費(fèi)者升級、購置家電的意愿較高。自2020年以來，受新冠疫情影響、傳統(tǒng)產(chǎn)品飽和等因素的影響，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整呈現(xiàn)加速趨勢，無論從需求端還是供給端，都體現(xiàn)出對富功能產(chǎn)品、細(xì)分功能產(chǎn)品、高端產(chǎn)品的熱情，家電消費(fèi)也從從無到有的功能型消費(fèi)向從有到好的品質(zhì)型消費(fèi)轉(zhuǎn)變，消費(fèi)升級與家電業(yè)轉(zhuǎn)型同步加速。家電行業(yè)的以上發(fā)展趨勢，促使家電產(chǎn)品逐步向智能化、個(gè)性化、品質(zhì)化轉(zhuǎn)變，如具有自清潔、3D送風(fēng)、抑菌等功能的空調(diào)，滿足家庭健身、視頻會議、遠(yuǎn)程社交等需求的智慧電視，洗地機(jī)、免洗掃地機(jī)器人、電拖把等一系列提高生活品質(zhì)的小家電產(chǎn)品層出不窮。微特電機(jī)可在家電產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用，如控制各類機(jī)構(gòu)部件進(jìn)行轉(zhuǎn)向、升降、伸縮等步進(jìn)運(yùn)動(dòng)，或用于驅(qū)動(dòng)葉輪、扇葉等部件快速轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)液體或空氣流動(dòng)。因此家電產(chǎn)品升級在促進(jìn)了家電行業(yè)銷售規(guī)模增長的同時(shí)也帶來了對微特電機(jī)需求的增長。中國作為家用電器制造的世界工廠，是全球最大的空調(diào)生產(chǎn)國，2020年占全球空調(diào)生產(chǎn)的80%以上。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，我國2015年-2021年空調(diào)產(chǎn)量從14，200．35萬臺增長到21，835．70萬臺。2020年由于受到新冠疫情影響產(chǎn)量出現(xiàn)了小幅下滑，但行業(yè)整體向好趨勢依然堅(jiān)挺。此外，由于空調(diào)具有一戶多機(jī)屬性，一個(gè)家庭中不同個(gè)體對空調(diào)的需求也不盡相同，一個(gè)家庭往往會選擇購買多臺空調(diào)以實(shí)現(xiàn)不同房間、不同場景的需求。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，空調(diào)城鎮(zhèn)百戶保有量從1999年的24．5臺上升至2020年的149．6臺。此外，受益于國家從2007年開始的家電下鄉(xiāng)政策，我國農(nóng)村家庭需求被開發(fā)，空調(diào)百戶保有量從1999年不足1臺上升至2020年的73．85臺。未來隨著城市化率的提升和國民經(jīng)濟(jì)實(shí)力的進(jìn)一步增強(qiáng)，空調(diào)的滲透率將會進(jìn)一步提高。當(dāng)前我國居民消費(fèi)向提高品質(zhì)生活方向轉(zhuǎn)變，產(chǎn)品創(chuàng)新、設(shè)計(jì)創(chuàng)意進(jìn)入活躍期，促使空調(diào)行業(yè)企業(yè)優(yōu)化升級產(chǎn)品設(shè)計(jì)，不僅僅提供簡單的制冷制熱功能，而且新增智能、舒適、個(gè)性等越來越多的元素。近年來多個(gè)行業(yè)領(lǐng)先的空調(diào)企業(yè)率先進(jìn)行了產(chǎn)品迭代，比如格力空調(diào)的分布式送風(fēng)技術(shù)、衡溫立體送風(fēng)技術(shù)，又如美的空調(diào)的一鍵防直吹功能等，主要是通過增加出風(fēng)口和出風(fēng)口導(dǎo)流片的數(shù)量實(shí)現(xiàn)空調(diào)風(fēng)向的精確控制，解決室內(nèi)溫度不均、冷風(fēng)吹人、熱風(fēng)不暖等問題。以往一般一臺普通家用空調(diào)需要1-2臺微特電機(jī)控制出風(fēng)口導(dǎo)流片的上下、左右運(yùn)動(dòng)，受以上空調(diào)送風(fēng)技術(shù)更迭的影響，現(xiàn)在的新型空調(diào)會采用多出風(fēng)口結(jié)構(gòu)，并為了美觀會增加可移動(dòng)的導(dǎo)風(fēng)板蓋板，相應(yīng)的單臺空調(diào)使用微特電機(jī)的數(shù)量也從1-2臺提升到4臺，在部分型號中甚至達(dá)到8臺。空調(diào)送風(fēng)技術(shù)的升級使得空調(diào)行業(yè)對微特電機(jī)的需求呈現(xiàn)增長趨勢。步進(jìn)電機(jī)：經(jīng)濟(jì)性更高，適合低精度要求場景步進(jìn)電機(jī)也是一種控制電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)源于自英語單詞Step，意為走一步，是一種形象的翻譯。步進(jìn)電機(jī)能將電脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移/直線位移，并且位移量與脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速或線速度與脈沖頻率成正比。通過調(diào)整電脈沖信號或脈沖頻率就可以實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制。步進(jìn)電機(jī)能根據(jù)控制脈沖的要求迅速啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和無極調(diào)速；工作時(shí)能不失步，精度高，停止時(shí)能鎖住。步進(jìn)電機(jī)包括VR、PM、HB三種。1）VR步進(jìn)電機(jī)，即反應(yīng)式（VariableReluctance），由繞組、轉(zhuǎn)子由軟磁材料組成，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，但動(dòng)態(tài)性能差，效率低，發(fā)熱大，已逐步被歐美國家淘汰。2）PM步進(jìn)電機(jī)，即永磁式（PermanentMagnet），由永磁材料制成，動(dòng)態(tài)性能好，體積相對較小，但精度較差，輸出力矩較小，是一種成本較為經(jīng)濟(jì)的選擇。3）HB步進(jìn)電機(jī)，即混合式（Hybrid），綜合了前兩者的優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)精確的小增量步距運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子和定子上有多個(gè)小齒以提高步矩精度，輸出力矩大，動(dòng)態(tài)性能好，步距角小，但結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，成本相對較高。步進(jìn)電機(jī)控制方式類似于伺服電機(jī)，包括驅(qū)動(dòng)器和編碼器。驅(qū)動(dòng)器在負(fù)載能力的范圍內(nèi)，通過改變脈沖頻率來調(diào)速；編碼器信號檢測轉(zhuǎn)子位置，進(jìn)行控制信號的反饋和電流調(diào)節(jié)。作為開環(huán)的控制系統(tǒng)，由于過載能力較低、調(diào)速范圍相對較小、低速運(yùn)動(dòng)有脈動(dòng)、不平衡等問題，一般應(yīng)用于小型或簡易型機(jī)器人中。步進(jìn)電機(jī)VS伺服系統(tǒng)，可靠性低，經(jīng)濟(jì)性高。步進(jìn)電機(jī)相比伺服電機(jī)，不足之處在于：精度略低；開環(huán)系統(tǒng)的低可靠性，低速存在共振區(qū)；運(yùn)行噪音較高；無過載能力，易失步；能量轉(zhuǎn)化效率低，自身損耗及發(fā)熱較高；動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢，加減速低；優(yōu)勢在于：調(diào)試較為簡單，伺服驅(qū)動(dòng)器涉及的參數(shù)多、使用手冊長，且不同品牌的驅(qū)動(dòng)器區(qū)別可能很大；成本更低；精度方面，在大多數(shù)場合，步進(jìn)的分辨率已遠(yuǎn)高于機(jī)械要求的精度，對于高要求場合，通過細(xì)分驅(qū)動(dòng)、添加閉環(huán)控制等方式，也可以達(dá)到很高的控制精度。因此，伺服電機(jī)更適用于要求高效率、高速高響應(yīng)、高可靠性的場合，步進(jìn)電機(jī)用于要求不高、成本敏感的場合，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)須綜合考慮控制要求、成本等因素，選擇適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。電機(jī)行業(yè)總量需求分析電機(jī)行業(yè)總量大、單品產(chǎn)量小、需求長尾化、定制屬性強(qiáng)，導(dǎo)致電機(jī)行業(yè)不存在贏家通吃的情況，大多表現(xiàn)為深耕細(xì)分領(lǐng)域的中小型公司，競爭格局高度分散。電機(jī)行業(yè)涌現(xiàn)出的優(yōu)秀公司主要有三類：1）聚焦于單品銷量較大的下游行業(yè)，例如汽車電機(jī)、空調(diào)電機(jī)、洗衣機(jī)電機(jī)等，公司產(chǎn)品具有性價(jià)比優(yōu)勢，國內(nèi)上市公司如大洋電機(jī)、江蘇雷利、微光股份、方正電機(jī)、祥明智能等；2）電機(jī)平臺型公司，電機(jī)SKU多+快速定制化能力強(qiáng)，產(chǎn)品具有價(jià)格優(yōu)勢、快速響應(yīng)客戶需求，國內(nèi)外上市公司如瑞士Maxon、鳴志電器、兆威機(jī)電等；3）電機(jī)產(chǎn)品與其他產(chǎn)品產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，作為核心競爭力為下游產(chǎn)品賦能，如安川電機(jī)、匯川技術(shù)、金龍機(jī)電等?？招谋姍C(jī)：結(jié)構(gòu)緊湊，能量轉(zhuǎn)換效率高空心杯電機(jī)屬于直流、永磁、伺服電機(jī)?？招谋姍C(jī)與傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同，采用無鐵芯轉(zhuǎn)子，線圈通過連接板，和換向器、主軸鏈接到一起，共同組成轉(zhuǎn)子。由于線圈形狀像個(gè)杯子，因此稱為空心杯。無鐵芯結(jié)構(gòu)消除了由于鐵芯形成渦流而造成的電能損耗，能量轉(zhuǎn)換效率提高，最高可達(dá)90%+，同時(shí)降低電機(jī)重量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣性，可達(dá)到更高的控制和拖動(dòng)特性。空心杯電機(jī)分為有刷和無刷兩種。1）空心杯有刷電機(jī)：采用電刷換向，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中會摩擦碳刷，造成損耗，需要定期更換碳刷，電機(jī)壽命有限，平均為幾千小時(shí)；容易產(chǎn)生電火花和電磁波，干擾電子設(shè)備；優(yōu)勢在于，有刷電機(jī)不存在渦流損耗，特別是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下，相比無刷電機(jī)的損耗顯著更低；結(jié)構(gòu)更簡單，成本更低；2）空心杯無刷電機(jī)：采用電子換向，通過霍爾元件感知永磁體位置，電子線路切換線圈中電流的方向，進(jìn)而改變磁力，其優(yōu)勢在于消除了電刷的損耗和電火花對電子設(shè)備的干擾，壽命可達(dá)到數(shù)萬小時(shí)，但無刷電機(jī)存在渦輪損耗，渦輪功率損耗隨速度的平方增加；另外添加了換向器和控制器等，增加了系統(tǒng)的組件和成本?？招谋姍C(jī)具有節(jié)能、控制性能好、能量密度高等優(yōu)點(diǎn)，但功率較低?？招谋姍C(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于：1）節(jié)能：能量轉(zhuǎn)換效率很高，其最大效率一般在70%以上，部分產(chǎn)品可達(dá)到90%以上（鐵芯電動(dòng)機(jī)一般在70%）；2）控制性能好：起動(dòng)、制動(dòng)迅速，響應(yīng)極快，機(jī)械時(shí)間常數(shù)小于28毫秒，部分產(chǎn)品可以達(dá)到10毫秒以內(nèi)（鐵芯電動(dòng)機(jī)一般在100毫秒以上）；在推薦運(yùn)行區(qū)域內(nèi)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，可以方便地對轉(zhuǎn)速進(jìn)行靈敏的調(diào)節(jié)；3）拖動(dòng)性能好：運(yùn)行穩(wěn)定性十分可靠，轉(zhuǎn)速波動(dòng)能控制在2%以內(nèi)；4）能量密度高：與同等功率的鐵芯電動(dòng)機(jī)相比，其重量、體積減輕1/3-1/2；5）散熱效果好：銅板線圈內(nèi)外表面都有空氣流動(dòng)，溫升較小。但缺點(diǎn)在于功率上限低：由于沒有牢固的鐵芯支撐，線圈厚度較薄，且線圈和輸出軸的連接強(qiáng)度有限，因此體積、功率等無法做到很大，一般空心杯電機(jī)最大功率僅幾百瓦，屬于一種微特電機(jī)?？招谋姍C(jī)在高精度、高速響應(yīng)、緊湊高效場景得到廣泛應(yīng)用。1）需要快速響應(yīng)的系統(tǒng)：領(lǐng)域?qū)椃较虻目焖僬{(diào)節(jié)、高靈敏度的記錄和檢測設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人、仿生義肢；2）對重量和能耗要求的飛行器，包括無人機(jī)、航模等；3）其他家電、工業(yè)產(chǎn)品，可以替代傳統(tǒng)電機(jī)，提高產(chǎn)品性能。根據(jù)國際咨詢機(jī)構(gòu)QYResearch統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)2022年全球空心杯直流電機(jī)市場規(guī)模為7．5億美元，2022-2028年復(fù)合增速8%，至2028年增加至11．9億美元；2021年中國、歐洲市場份額分別為35%、26%?？招谋袌鲩L期被外資壟斷，蘊(yùn)藏大量機(jī)遇?？招谋姍C(jī)的產(chǎn)品制造和量產(chǎn)的難度高，繞線和自動(dòng)化工藝復(fù)雜，對繞線工人的技能水平要求高，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。目前空心杯市場被德國FAULHABER與瑞士Maxon主導(dǎo)，隨著國內(nèi)市場對空心杯電機(jī)認(rèn)知程度不斷提高，國產(chǎn)廠商的量產(chǎn)工藝水平不斷突破，未來有望實(shí)現(xiàn)。行業(yè)特征：市場容量萬億級，誕生細(xì)分領(lǐng)域龍頭電機(jī)的下游應(yīng)用市場極為廣泛，空間千億美元。電機(jī)作為必不可少的關(guān)鍵基礎(chǔ)機(jī)電部件，廣泛應(yīng)用于家電、汽車、信息處理器、視聽設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。發(fā)達(dá)國家微特電機(jī)的家庭平均擁有量為80-130臺，而中國大城市家庭平均擁有量大約在20-40臺；汽車為最主要電機(jī)細(xì)分市場，一輛商用車采用超過40個(gè)電動(dòng)機(jī)，從低功率到高功率不等。根據(jù)GrandviewResearch的研究數(shù)據(jù)，2020年全球電機(jī)市場規(guī)模為1427億美元，預(yù)計(jì)2021-2028年全球電機(jī)市場規(guī)模復(fù)合增長率將達(dá)到6．40%。從下游細(xì)分市場來看，汽車占比最高，占40．5%，其次為工業(yè)機(jī)械、HVAC設(shè)備（供熱、通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)）、空調(diào)、運(yùn)輸、家電等。電機(jī)需求分散化和長尾化，選型考慮因素眾多。電機(jī)的選擇取決于終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)，電機(jī)選型貫穿于工程師設(shè)計(jì)和生產(chǎn)產(chǎn)品的全過程中，與產(chǎn)品特征和工程師設(shè)計(jì)理念緊密相關(guān)，因此其需求表現(xiàn)出極強(qiáng)的分散和長尾特征。電機(jī)技術(shù)：技術(shù)原理共通，延展性較強(qiáng)電機(jī)一般指電動(dòng)機(jī)，亦稱馬達(dá)，可將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，為用電器或各種機(jī)械提供驅(qū)動(dòng)力，在現(xiàn)代工業(yè)和生活中應(yīng)用極為普遍。電機(jī)的基本原理為電磁感應(yīng)定律電能在線圈上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，并推動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)的基本構(gòu)造包括：定子（鐵芯、繞組和基座）、轉(zhuǎn)子（鐵芯、繞組），此外不同類別電機(jī)可能配有電刷、傳感器、驅(qū)動(dòng)器、風(fēng)扇等配件。電機(jī)原理雖然簡單，但高端設(shè)計(jì)十分復(fù)雜，牽涉設(shè)計(jì)、工藝和設(shè)備等環(huán)節(jié)，涵蓋電磁學(xué)、摩擦學(xué)、熱、流體、振動(dòng)、聲學(xué)等自然科學(xué)和相關(guān)技術(shù)工程領(lǐng)域。電機(jī)技術(shù)種類非常多。法拉第1921年制成世界第一臺電機(jī)，1831年發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律，經(jīng)過200年技術(shù)更新迭代，電機(jī)品類已十分龐雜。根據(jù)電源種類不同，分為直流電機(jī)和交流電機(jī)。直流電機(jī)響應(yīng)快，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速性能好（轉(zhuǎn)子受力由電流和磁場強(qiáng)度決定），調(diào)速范圍寬，缺點(diǎn)是需要換向，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，后續(xù)維護(hù)不便利，且限制了電機(jī)容量和速度，功率范圍0．01W-1000kW；交流電機(jī)不需要換向器，因此結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，牢固，使用壽命長，功率覆蓋范圍大（幾W-百萬kW）。根據(jù)有無電刷，分為有刷電機(jī)和無刷電機(jī)。交流電機(jī)不需要電刷換向，因此有刷無刷僅涉及直流電機(jī)。無刷電機(jī)的換向和調(diào)速工作由霍爾傳感器、控制器、磁編碼器等電子元件完成，替代了電刷，同時(shí)賦予電機(jī)更多的控制性能，數(shù)字變頻的可控性更強(qiáng)。無刷電機(jī)解決了電刷運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電火花問題，且運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的摩擦減少，噪音降低，壽命延長；缺點(diǎn)在于成本較高，技術(shù)難度較高，因此常用在控制要求較高、轉(zhuǎn)速較高的設(shè)備上。根據(jù)轉(zhuǎn)子定子是否同步，分為同步電機(jī)和異步電機(jī)，兩者均屬于交流電機(jī)。同步電機(jī)較復(fù)雜，效率高，造價(jià)高，大多用于大型發(fā)電機(jī)場合和2000KW以上的電動(dòng)機(jī)上；異步電動(dòng)機(jī)簡單，成本低，易于安裝，效率略低，應(yīng)用更廣泛。電機(jī)行業(yè)市場重要的驅(qū)動(dòng)源電機(jī)行業(yè)市場容量大，作為重要的驅(qū)動(dòng)源，廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域。我國電機(jī)企業(yè)數(shù)量較多，但是行業(yè)高端市場被國外發(fā)達(dá)國家占據(jù)，我國廠商大多集中在微電機(jī)領(lǐng)域，市場競爭較為激烈。目前，中國電機(jī)行業(yè)屬于勞動(dòng)密集型加技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，大中型電機(jī)市場集中度較高，中小型電機(jī)市場的集中度較低，競爭激烈。電機(jī)行業(yè)內(nèi)部存在較大的分化，上市企業(yè)、大型國有企業(yè)因資金充足、產(chǎn)能規(guī)模較大、品牌知名度較高等原因，在整個(gè)行業(yè)的發(fā)展中占據(jù)了先機(jī)，逐步擴(kuò)大了市場占有率。而數(shù)量眾多的中小型的、同質(zhì)化的電機(jī)生產(chǎn)企業(yè)只能分享剩余的市場份額，在行業(yè)內(nèi)形成馬太效應(yīng)，促使行業(yè)集中度有所提升，部分弱勢企業(yè)被淘汰。電機(jī)行業(yè)市場容量及競爭格局隨著高能效電機(jī)在汽車、農(nóng)業(yè)、空調(diào)和洗衣機(jī)等領(lǐng)域的廣泛使用，全球的電機(jī)市場得到了很大的增長。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年全球電機(jī)市場的規(guī)模為1220億