2024年电机驱动芯片行业研究报告：见微知著，国产替代加速渗透

一、电机驱动芯片行业总览：本土厂商仍处于起步初期，国产替代空间广阔

电机驱动芯片简介

交流感应电机不需要驱动装置即可旋转，而我们认为直流电机速度稳定，转速控制精确，微型直流电机在信息处理设备 中往往担负着精密控制和驱动功能，成长空间广阔。 直流电机主要分为有刷以及无刷（BLDC)电机，相较有刷电机，无刷直流电动机不采取机械换向器，可以实现高速转动 和快速反转，并且具有低噪音、低振动、高效率等优点。 有刷直流电机是一种简单易用的电机，它无需特别的电子电路来驱动，而无刷直流电机通过取消有刷直流电机的电刷， 解决了电刷带来的弊端，其驱动电路需要很多电子元器件，包括位置检测传感器、多个功率晶体管和栅极驱动器、以及 控制它们的微控制器等，对电路设计技巧和软件知识要求很高。

电机驱动芯片国产替代空间广阔

电机驱动IC指集成有CMOS控制电路和DMOS功率器件的芯片，包含了速度控制、力矩控制、位置控制及过载保护等功能， 可以用来驱动直流电机、步进电机和继电器等感性负载，可以根据输入信号，按照内置的算法控制电机绕组电路流动方向， 从而控制电动机的启停与转动方向。

市场规模&竞争格局：据市场调研机构Research And Markets统计，2021年全球电机驱动芯片市场规模为38.8亿美元，预 计2028年可增长至55.9亿美元，年复合增长率约为5.3%，目前全球主要厂商包括德州仪器、ST、安森美、英飞凌等公司， 2021年全球TOP10厂商份额占比约67%。

二、行业壁垒&发展趋势：硬件集成化以及配套算法升级趋势并行

电机驱动芯片硬件架构——高度集成方案成为小型解决方案优质选择

据电力电子产业网数据，2021年 栅极驱动市场价值17.3亿美元， 到2026年CAGR为7.9%，下游应用 中电机驱动份额占66%，市场规 模约为11.4亿美元。 根据Ti官网资料，集成解决方案 通过器件集成可以缩短设计时间、 简化采购流程以及节省成本，确 保电机系统更加可靠和高效，主 要分为完全分立、部分集成、完 全集成等方案。 根据MPS官网资料显示，用于电 机驱动的单片解决方案集成了逻 辑、支持和保护电路，功率器件， 相较于分立方案，PCB面积更小。

电机驱动芯片硬件架构——全桥以及三相拓扑结构工艺壁垒较高

据类比半导体资料，电机驱 动芯片拓扑结构主要为单通 道低边/高边、半桥、全桥， 配合PWM（脉宽调制）调速来 实现电机的驱动和调速。 据电子发烧友网站资料，1） 相比全桥驱动，半桥驱动芯 片由于其易于设计驱动电路、 外围元器件少、驱动能力强、 可靠性高 、 灵 活 等 优 点 在 MOSFET驱动电路中得到广泛 应用；2）全桥电路成本高， 电路相对复杂，不容易产生 泻流，而半桥电路在振荡转 换之间容易使波形变坏，产 生干扰。

电机软件控制算法——无感FOC算法进入壁垒高

电机主流控制算法主要有120度传导控制（方波控制）、SVPWM、FOC（矢量控制）。方波控制：方法简单，软件负载低， 但由于控制方法不检测电流，易受负载波动影响，精确度和效率低于矢量控制。矢量控制：可实现高精度、高效率的控制， 但需要复杂的处理，软件负载高。 电机传感器控制是用传感器来检测电机的转速、位置或其他参数，并根据这些参数来控制电机的运行。无霍尔传感器直接 反馈情况下，常采取反电动势法来获取转子位置，提高了可靠性（传感器连接容易受到灰尘和潮湿环境的污染），但在速 度较低时，工作效率不高。 霍尔传感器具有结构牢固、体积小、安装方便、寿命长等特点得到广泛应用，编码器则可以提供更精确的角度和位置反馈， 常用于工业自动化、航空航天、机器人等领域。

电机软件控制算法——算法硬件化降本，提升产品竞争力

电机控制算法硬件化：在芯片设计阶段通过逻辑电路将控 制算法在硬件层面实现，相对于通用MCU，特定场景的专用 MCU算法固化后成本更低，减少CPU算力耗时，有利于缩短 客户开发周期和降低客户使用上的难度，提高产品易用性 和竞争力。 软件算法：行业主流方案，应用范围较广，功能延展性较 强。

三、下游应用：多点开花共驱行业成长，百亿赛道有待深耕

家电端BLDC电机渗透率有望稳步提升

根据我爱方案网资料，受益于家电变频化升级趋势，直流无刷电机用量正在高速成长。 小家电：根据电子发烧友数据，2021年电风扇、吸尘器BLDC渗透率分别为20%、30%，我们认为未来有望继续稳步提升。 大家电：单机价值量较大，单机用量4个以上。

大家电百亿空间有待深耕

经测算，2024年国内白电BLDC电机驱动控制配套芯片市场产值约123亿元，我们认为白电电机驱动方案具有较强进入壁垒， 对应百亿市场空间，未来国产替代空间广阔。

新能源汽车电机用途分类

根据上海电机行业协会数据显示，普通的燃油车上平均的电机数量在20个左右，而新能源汽车电机数量高达100个以上。 直流有刷电机主要应用在相对转速比较低、力矩比较大的场景，例如车窗、车门、尾门、电动座椅、锁扣、驻车系统等。 无刷直流电机一般应用转速比较高或者对转速控制要求比较精准的场合，例如EPS、水泵、风扇、空调、雨刮器。步进电机主要应用在低转速、高精度的场合，比如出风口扇叶，车灯调节或仪表指针等。 永磁同步电机主要用在HEV/EV主电机、电动压缩机等。

工业/人形机器人领域应用方兴未艾

传统伺服电机：采用闭环控制方式，可以高精度地控制位置、速度和力矩，从而满足高精度加工和运动控制的需求。 空心杯电机：空心杯电机属于直流、永磁、伺服微特电机，突破了传统电机的转子结构形式，采用无铁芯转子，这种转子 结构彻底消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，其重量和转动惯量大幅降低，减少了转子自身的机械能损耗。 无框力矩电机：直驱力矩电机由同步伺服电机演化而来，通常具有较多的磁极对数和较高的功率密度，因此在低转速下具 备超大的输出力矩。直驱力矩电机大体上可以分为有框直驱电机、无框直驱电机和模块化直驱电机（有框无轴承），可以 在电动机低速甚至堵转（即转子无法转动）时仍能持续运转，不会造成电动机的损坏。而在这种工作模式下，电动机可以 提供稳定的力矩给负载。

报告节选：

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）