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双碳电气化、汽车电动化、工业自动化背景下微特电机行业研究报告
发布:2022-4-18

1 微特电机行业发展情况和未来发展趋势


微特电机的历史最早可追溯到 19 世纪初,随着物理学的进步,人类对电、磁规律的掌握推动了电动机的快速发展。目前,微特电机的应用几乎遍布生产、生活的各个领域,从汽车到家电,从计算机到机器人,从工业生产到航空航天均有微特电机的身影。微特电机发挥着控制、驱动等各种功能,已成为不可缺少的基础机电产品,它既有低中档、低投资的劳动密集型产品,又有采用先进制造技术、新兴电子技术和新材料技术应用相结合的高投资技术密集型产品,生产和销售已经全球化。


中国是全球微特电机的第一大生产国,产量全球占比70%左右。2018-2020年,中国微特电机的产量分别约为 132 亿台、136 亿台、139 亿台,未来市场规模将继续稳定增长(数据来源:2020 年中国微电机市场现状分析,https://www.chyxx.com/industry/202103/940029.html)。


微特电机制造行业的增长主要由下游需求拉动,在汽车电动化、工业自动化的驱动下全球微特电机市场将继续稳定增长。由于成本优势及巨大的产品应用市场,我国已经取代日韩,成为中、低档微特电机的主要生产国。同时随着技术进步和微电机应用范围的拓展,我国企业正逐步扩大中、高档微特电机的生产规模和国际市场份额。


全球微特电机 2018-2020 年的市场规模分别为 281.30 亿美元、375.11 美元和 364.78 亿美元。根据 Allied Market Research 预测,2021-2030 年全球微特电机市场规模复合增长率将达到 4.10%,预计到 2030 年全球微特电机市场规模将达到 560.66 亿美元。


1. 国际微特电机行业发展概况


微特电机作为基础性的电子器件广泛存在于各种机电设备中,但它本身并不构成最终消费品,其需求方主要是各类机电设备制造商。这些机电设备的消费与经济发展水平密切相关,如果通过这些设备的使用情况来测算,西方发达国家是微特电机最大的最终消费地区,每个家庭平均拥有 80-130 台微特电机。相比之下发展中国家的家庭平均拥有量较低,以我国城市居民为例,每个家庭平均拥有量约为 30-60 台(数据来源:高工机器人网:机器人产业前景光明,微特电机大有可为)。


目前,微特电机行业的生产强国主要是日本、德国、美国、英国、瑞士、瑞典等国家,这些国家的知名公司凭借其数十年甚至上百年的生产经验和关键工艺技术,掌控着全球大部分高档、精密、新型微特电机的技术和产品,对世界微特电机行业的发展起到了主导性的影响。尤其是日本凭借其精密加工技术,在电子信息产品用微型电机制造领域具有较大优势,代表着世界先进水平,引领着高档精密微型电机的技术发展。


总体而言,国际市场上日本是微特电机行业强国,掌握高端产品的研发和生产;中国是微特电机的生产大国,掌握较大份额的中低端产品生产;欧美其他发达国家在一些细分领域存在优势,例如美国在军用微特电机的研发和生产方面技术实力较强。


2. 我国微特电机行业发展概况


我国微特电机行业起步于 20 世纪 50 年代,开始时主要是为满足国防武器装备的需要而进行研究和生产,之后随着国民经济的发展,微电机的需求量越来越大,应用也扩展到家电、信息设备、汽车等多种领域。在市场需求的引导下,我国微电机行业通过积极考察学习国外先进技术,引进各类专用设备和生产线开启了规模化、专业化生产的进程,先后经历了仿制、改进、再到自主创新设计阶段,至今已有 60 余年的发展历史。


目前我国微电机行业已形成产品开发、生产,以及关键零部件、关键材料、专用制造设备、专用测试仪器相互配套、基本完整的微电机工业体系。我国国内制造商数量在 2010 年达到峰值为 1,112 家,近年来稳定在 900 多家,2018 年国内微电机及其他电机制造商数量为 995 家(数据来源:中国产业信息研究网 http://m.china1baogao.com/fenxi/20191101/849630.html)。


从地理分布来看,我国微特电机行业分布呈现“东强西弱”格局,主要集中在东部沿海地区。其中,长江三角洲、珠江三角洲、环渤海湾三大地区已形成我国微特电机的主要生产基地和出口基地,同时东部沿海地区也是微电机关键零部件材料和专用设备配套能力最强的地区。近几年来,随着东部沿海地区劳动力和商务成本的不断上升和中西部地区的政策扶持,存在部分生产企业向中西部地区转移的情况。


由于人力成本较低、技术水平的不断提高和经济快速发展等因素,中国生产的微特电机具有成本低、质量高的性价比优势,中国成为微特电机生产和出口大国,欧美等成熟市场是中国微特电机的主要出口国。欧美等成熟市场是微特电机的主要消费地区,公司产品销往欧美等成熟市场符合行业惯例。


3. 微特电机行业的下游应用


微特电机的下游应用、行业发展与经济发展程度、技术水平密切相关。随着智能化、自动化、信息化大潮在生产、生活各个领域的推进,微特电机产品已有数千品种,应用领域也非常广泛,主要的下游应用包括家用电器、汽车、计算机设备、办公设备、空气净化设备、医疗器械、视听设备、工业生产设备、机器人、电动工具等行业。可以说,凡是需要驱动的地方基本都有微电机的身影。


2017年全球微特电机应用最多的是信息行业,占微特电机使用量的 29%;家用电器次之,占26%;武器、航空、农业、轻纺、医疗、包装等应用领域占 20%;汽车领域占 13%;视像处理占 7%;工业控制及其他占 5%(数据来源:2018-2023 年中 国 微 特 电 机 制 造 行 业 市 场 需 求 预 测 与 投 资 战 略 规 划 分 析 报 告 )。


4. 微特电机行业的发展趋势


从生产模式看,规模化与自动化逐渐成为大批量生产的普遍模式。微特电机行业存在两种生产模式:一种是少品种、大批量生产,另一种是多品种、少批量生产。对于大批量生产模式而言,生产的规模化、制造和检测自动化是主流趋势,其好处在于可以有效地提高劳动生产率和产品质量。同时,微特电机作为一种工业中间品构成下游产品的一个零部件,下游客户以及下游产品的不同,导致所需电机在功能、技术指标、大小尺寸等方面都存在巨大差异。微特电机行业针对不同客户的不同下游产品、以及同一客户的不同下游产品都需要进行定制生产。因此对于小批量生产模式而言,高效的定制化服务能力至关重要。


从产品性能看,高效节能和智能化已成为微特电机产品发展重要趋势。微特电机作为电机工业中的重要分支,其数量多、用途广,是电能的消耗大户。国家发改委制定的《节能中长期专项规划(2006-2020 年)》中将电机系统节能工程列为十六项节能重点工程之一。同时国家将高效电机纳入节能产品惠民工程实施范围,并出台了全国高效电机的推广任务。因此,未来我国高效、节能的微特电机产品将受政策和市场影响成为关注焦点。随着微特电机各应用领域的发展,对电机智能化要求不断提高。如家电产品更新换代快,产品档次不断提高,功能不断增加,性能不断提升。如传统制造工业与信息互联网、大数据紧密结合,要求微特电机系统化、智能化发展,实现传统制造业的转型升级。


从制造技术看,无刷化和电机与驱动电路集成的机电一体化是行业技术主要发展趋势,直流无刷电机既有直流有刷电机优良性能,又有交流异步电机结构简单的特点,具备高效节能的优点。无刷电机在各使用领域的应用不断扩大,是微特电机发展方向,也是当前行业中关注的热点。


无刷电机驱动和控制电路大多采用专用化的集成模块,随着无刷电机应用普及,产量不断增加,电机和驱动器集成一体化的成本会大幅度下降,同时亦会促进无刷电机推广应用。数控技术、精密加工技术广泛应用于微特电机生产,随着对微特电机产品的精度和可靠性的提高,为保证产品的高标准和质量的稳定性,生产过程中大量使用精密机械、数控设备和微特电机制造专用设备已成为微特电机生产的趋势。


(1)信息设备用微特电机


上世纪 80 年代开始,以个人电脑的普及应用为标志,全球经济信息化水平迅猛提高,各种信息处理设备、通信设备大量出现。这些产品及相关半导体制造设备、输入输出设备、存储设备都涉及微特电机的使用。信息产业也因此成为微特电机应用的一个重要增长点。以个人电脑为例,其使用的微特电机包括:硬盘驱动电机、磁头定位电机、CPU 风扇电机、显卡风扇电机、电源风扇电机、光驱主轴电机、光驱激光头电机、软驱主轴电机、软驱磁头电机等。通信设备方面,智能手机普遍需要震动微特电机。目前,尽管这些产品的市场规模增长存在放缓的可能,但其庞大的市场存量带来了巨大的更新替代需求。预计微特电机在该领域的需求将保持稳定或温和上涨。


根据工业和信息化部发布的数据,2020 年规模以上电子信息制造业增加值同比增长 7.7%,增速比上年回落 1.6 个百分点;出口交货值同比增长 6.4%,增速比上年加快 4.7 个百分点;营业收入同比增长 8.3%,增速同比提高 3.8 个百分点;利润总额同比增长 17.2%,增速同比提高 14.1 个百分点;通信设备制造业营业收入同比增长 4.7%,利润同比增长 1.0%;计算机制造业营业收入同比增长 10.1%,利润同比增长 22.0%。


(2)家用电器用微特电机


微特电机广泛运用于家电行业。目前全球家电市场稳步增长,在全球范围内,家电市场规模持续增长,根据 Statista 的预测,2021 年全球家电市场收入规模将达到 5,606.13 亿美元,2021-2025 年市场增速预计达到 2.65%。


中国农村家电保有量仍有较大空间,微特电机需求稳健增长。2000-2019 年,中国农村居民空调百户保有量从 1.32 台增长至 71.32 台,复合增长率达到 22.08%;中国城镇居民空调百户保有量从 30.80 台增长至 148.28 台,复合增长率达到 8.17%(数据来源:国家统计局)。农村与城市的家电百户保有量差距不断减小,但仍有一定差距,依据中国的农村体量,为未来家电提供充足空间。


(3)汽车用微特电机


微特电机在汽车领域的应用随着汽车工业的发展而不断扩大。为了提高汽车使用的舒适度,改善操控体验,越来越多的汽车制造商以电机驱动代替手动控制的机械装置。此外,对于以电力驱动的新能源汽车而言,电机还构成其动力系统。


微特电机是汽车上的关键零部件之一。汽车的雨刷器、空调、后视镜、天窗、电动门窗、电子刹车、电子转向机、大灯随动转向、暖风电机等部件皆需要使用微特电机。普通汽车中一般存在 20-30 个微特电机,而高档汽车中使用的微特电机能达到 80 个甚至更多。


根据中国汽车工业协会的数据,2020 年我国汽车产销分别完成 2,522.5 万辆和 2,531.1 万辆,中国汽车产销量继续蝉联全球第一,为汽车微电机的应用提供了广阔的国内市场。


受益于全球电动化趋势,新能源车驱动电机市场前景广阔。全球电动化趋势明确,欧洲碳排政策保持力度,多国制定禁燃时间表,全球头部车企相继落实电动化战略,国内新能源车市场也将持续扩容,全球电动化将带来新能源车驱动电机市场需求的高速增长,是电机行业新的重要增长点。


我国 2020 年新能源汽车产量 145.60 万台(数据来源:国家统计局),全球 2020 年新能源汽车销售量 310.54万台,按照 2 台/辆的驱动电机装机量、2,000 元/台的驱动电机单价估算国内新能源车驱动电机市场规模约 58.24 亿元,全球新能源车驱动电机市场规模约 124.22 亿元。


汽车电子化趋势明确单车微特电机需求有较大潜力,除新能源动力系统将变速箱增加/改为 1-2 个驱动电机外,电动助力转向系统、电子悬架系统、汽车稳定性控制系统、汽车巡航控制系统、ABS、车身系统(车窗、门锁、座椅、后视镜、雨刷、天窗等)将大量使用到微特电机。5G 背景下智能驾驶进入商用阶段,车用电机的数量将持续增长。


(4)各类机械设备、机器人、武器装备、医疗保健设备等用微特电机


除了上述领域外,微特电机在大量其它领域也扮演重要角色。工业自动化装备、医疗健康器械,办公自动化设备、机器人、航空航天装备、军用武器系统都大量使用了各种微特电机。微特电机已由过去简单的启动控制、动力提供的目的,发展到对其速度、位置、转矩等的精确控制。同时,为了适应各种工作环境的需求,微特电机越来越演化成品种繁多、功能各异、具有一定智能化水平的机电一体化模块。


上述领域的规模和发展与经济发展水平息息相关,未来随着全球经济信息化、自动化、智能化水平的进一步提高,高端工业装备、机器人系统、医疗器械必然以更高质量和更大数量得以普及,微特电机作为这些领域不可或缺的基础零部件和模块,其市场需求将同步提升。


近几年国家政策明确大力发展高端装备产业,其中包括航空航天装备、海洋工程装备、先进轨道交通装备、高档数控机床、机器人装备、现代农业装备、高性能医疗器械、先进化工成套装备。这些装备均对微特电机有重要依赖,这些领域的发展和突破必然要求微特电机行业的加速发展,特别是在高端精密微特电机方面将创造巨大市场需求。


2 微特电机行业竞争格局与市场化程度


目前对于低、中、高端微特电机市场的划分没有明确的标准。一般而言,微特电机的能效、功能性和智能化水平可以作为微特电机档次划分的依据。能效、功能性和智能化水平较高的产品属于较为高端的产品,例如应用于高档数控机床和机器人的微特电机,对控制精度、可靠性、灵敏度、带反馈可实现闭环控制、可实现组网等要求极高,属于高端微特电机;能效、功能性和智能化水平较低的产品属于较为低端的产品,例如传统罩极电机,广泛应用于电风扇、吸尘器等普通小型家电中,能效低、功能单一,无法实现智能化的控制。


1. 国际市场上的主要制造商


国际市场上,日本、德国、美国、英国、瑞士、瑞典等国家是微特电机的生产强国。中国是微特电机的生产大国。


高端微特电机领域以日本和德国的知名企业数量较多,影响力最大,目前国际一线品牌微特电机生产商主要有日本的 Nidec(电产)、ASMO(阿斯莫)、Denso(电装)、Mitsuba(三叶)、Minebea(美蓓亚)、Mitsumi(三美),德国的 Ziehl-Abegg(施乐佰)、Ebm-Papst(依必安派特)、Brose(博泽)。这些企业凭借其雄厚的研发实力和制造能力、突出的核心技术,推动了微特电机精密化、智能化以及节能环保的潮流,引领着市场需求与产业升级,是行业标准的制定者,掌握着全球高端市场的主要份额。


中低端微特电机领域,中国及其它新兴市场制造商的产品性价比优势明显,竞争力正在上升。随着这些国家对相关技术的消化、吸收,其本土制造商的部分产品已达到国际先进水平。尤其是中国微特电机行业经过 60 多年的发展,目前已成为国际市场上微特电机的生产大国。中国微特电机市场产量占全球市场的 70%。


中国微特电机行业的快速发展主要有两方面原因:一是,我国国内经济的飞速发展,大量下游行业规模从无到有并逐步扩大,形成了对微特电机的巨大市场需求。改革开放后,大量的民营企业加入微特电机产业,进一步推动了我国微特电机制造业的崛起;二是,中国拥有良好的投资环境、优越的工业基础设施、丰富的磁性材料资源、廉价的高素质劳动力,这些极具竞争力的生产要素吸引着众多的国际微特电机制造商向中国转移生产。


2. 国内市场的主要制造商


20 世纪 50 年代到 70 年代,我国微特电机行业处于起步阶段,主要是大型国有企业为满足国防装备需要而进行研发、生产。80 年代开始,随着改革开放,一方面是国外制造商基于我国磁性材料资源优势、人力成本优势而向我国转移生产,另一方面是我国本土民营企业依靠自身管理灵活、市场适应力强的特点迅速崛起。我国微特电机行业,除军用微特电机及配件,已逐步成为完全开放和充分竞争的行业。


从生产规模来看,这些制造商中的外资、合资企业依靠大型跨国企业的背景,享有先进技术支持和成熟的海外市场渠道,因此产销规模较大。我国本土的民营企业经历了仿制、改进和再创新的历程,一些龙头企业初步掌握了微特电机行业的前沿技术,同时基于我国家电、汽车等下游行业发展所带来的巨大市场需求,实现了较大生产规模,在部分细分领域具备和国际厂商竞争的实力。然而行业内同时也还存在较多企业产销规模偏小,产品规格不全,未形成系列,相关研发能力不足。


产品的供求关系方面,国内中低端产品领域存在较大竞争,具备生产能力的企业多。在高端产品方面,如视听设备主轴电机、医疗器械用高速无刷电机、新能源汽车用驱动电机,国内生产企业仅少数能够生产,产品具有较高回报,但存在显著技术门槛。就规模和技术综合来看,目前国内知名度高的制造商主要有威灵控股、大洋电机、卧龙电气、金龙机电、德昌电机、江西特种电机、微光股份、祥明智能。


3. 竞争格局


微特电机种类繁多,所实现功能及其技术指标千差万别。因此,不同应用领域的微特电机往往构成独立的细分市场,对应的主要厂家和竞争水平也不同。


在信息处理设备所需的微特电机领域,日本企业具有领先地位。该领域内,日本的电产在硬盘主轴电机、光盘驱动器主轴电机市场占有率最高,IT 设备用轴流风扇电机也是日本厂家的强项,美蓓亚、电产、Sanyo(山洋)具有较高的市场占有率。


汽车微特电机领域同样是日本企业主导的市场。日本的电产、阿斯莫、三叶、电装、万宝至占据主要市场份额。除日本厂家外,德国的博泽在汽车微特电机领域也具有较高知名度。


白色家电微特电机领域,中国企业占有较大份额。目前,中国已成为白色家电产量第一的大国,国内有相当数量的企业从事白色家电用微特电机生产,并在珠三角和长三角地区形成了相关产业集群和生产基地。比较知名的企业有威灵控股、大洋电机、卧龙电气、章丘海尔(2014 年被卧龙电气收购)、杭州松下马达、电产芝浦、江苏富天江。这些企业依托品牌优势及其与下游家电生产商的长期合作关系,掌握了较大市场份额。


中国白色家电用微特电机领域存在较多企业作为下游家电企业的关联企业生产微特电机。威灵控股是美的集团股份有限公司关联企业,也因此成为空调电机行业领域的领军企业;江苏富天江是江苏小天鹅三江电器和日本富士通的合资企业;杭州松下马达是日本松下电器在中国的合资企业;电产芝浦是日本电产在中国的独资企业;章丘海尔在洗衣机电机市场占有率比较高,于 2014 年被卧龙电气收购;卧龙电气依托卧龙集团,产品涵盖各类电机及其控制组件;大洋电机是少有的独立企业,早期主要依靠空调用电机产品,之后通过对新能源汽车电机领域的大力开拓取得了良好发展。除上述情形外,微特电机其他下游行业未体现出明显的微特电机自产或外采特征。


HVACR 微特电机领域,德国企业居于主导地位,知名度较高的有依必安派特和施乐佰。


上述各细分领域中,占据主导地位的厂商各不相同,竞争激烈程度也存在差异。但总体而言,技术要求越高的细分领域,其集中度也越高,竞争强度低,典型的如信息设备微特电机领域;而在技术门槛较低的细分领域,虽然市场份额也主要集中在一线厂商手中,但其集中度达不到高技术领域的水平,大量中小企业的存在增加了竞争强度,比较典型的是家用电器微特电机领域。


根据 Allied Market Research 的数据测算,2020 年依必安派特全球市场份额为 6.66%、大洋电机全球市场份额为 3.09%、施乐佰全球市场份额 2.00%,处于市场领先地位。


文章来源:鼎信资本

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