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(1)微特電機(jī)行業(yè)基本概述
微特電機(jī)全稱是微型特種電機(jī),是指其原理、結(jié)構(gòu)、性能、作用、使用條件適應(yīng)特種機(jī)械要求且其體積和輸出功率較小的電機(jī),性能偏重于要求靜態(tài)和動態(tài)特性參數(shù)的高精度、快速響應(yīng)和可靠性。微特電機(jī)是重要的機(jī)械基礎(chǔ)件和智能型驅(qū)動、控制執(zhí)行部件,其應(yīng)用范圍幾乎遍布所有行業(yè),與人們的日常生活緊密相關(guān)。
微特電機(jī)按功能可分為驅(qū)動電機(jī)、控制電機(jī)和電源微電機(jī),主要應(yīng)用于信息處理行業(yè)、家用電器、汽車、工業(yè)領(lǐng)域及工業(yè)控制等領(lǐng)域。
微特電機(jī)興起于歐洲,發(fā)展于日本。微特電機(jī)在各領(lǐng)域發(fā)揮著精密傳感、檢測、控制和驅(qū)動等特殊作用。發(fā)展至今,微特電機(jī)已成為采用先進(jìn)制造技術(shù)、新興電子技術(shù)和新材料技術(shù)相結(jié)合的高技術(shù)密集型產(chǎn)品。
目前,日本、德國、美國、瑞士等發(fā)達(dá)國家擁有微特電機(jī)行業(yè)的先進(jìn)技術(shù),這些國家的知名公司憑借其數(shù)十年甚至上百年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和關(guān)鍵工藝技術(shù),掌控著全球大部分高端、精密、新型微特電機(jī)的技術(shù)和產(chǎn)品,對世界微特電機(jī)行業(yè)的發(fā)展起到了主導(dǎo)性的影響。
隨著國內(nèi)新能源汽車和工業(yè)控制等領(lǐng)域的快速發(fā)展,我國已逐步形成了一批具有先進(jìn)核心技術(shù)和國際競爭力的優(yōu)秀微特電機(jī)制造企業(yè),目前中國已成為世界微特電機(jī)的主要生產(chǎn)國和出口國,產(chǎn)量全球占比 70%左右。但同時,我國微特電機(jī)產(chǎn)業(yè)在高精密微特電機(jī)方面缺乏一定競爭力,在醫(yī)療、機(jī)器人和國防裝備等高端應(yīng)用領(lǐng)域仍主要依賴進(jìn)口產(chǎn)品。
目前,世界范圍內(nèi)微特電機(jī)的主要廠商包括日本電產(chǎn)、阿斯莫、三葉、德國博澤、瑞士 ABB 等國際廠商以及大洋電機(jī)、江蘇雷利等國內(nèi)廠商。
(2)微特電機(jī)行業(yè)發(fā)展概況
我國微特電機(jī)行業(yè)于 20 世紀(jì) 50 年代開始起步發(fā)展,開始主要是為滿足國防需求而進(jìn)行研究和生產(chǎn)。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,微特電機(jī)的民用需求量大幅增大,應(yīng)用也擴(kuò)展到家電、汽車、工業(yè)設(shè)備、通信等眾多領(lǐng)域。經(jīng)過幾十年的快速發(fā)展,目前我國微特電機(jī)行業(yè)已建立了模具、零部件、材料、配套專用制造設(shè)備和專用測試儀器等完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系。
根據(jù)思瀚統(tǒng)計(jì),我國微特電機(jī)產(chǎn)量從 2014 年的 105 億臺增長至 2021 年的 143 億臺,年均復(fù)合增速為 4.51%;我國微特電機(jī)市場規(guī)模由2014 年的 1,162 億元增長至 2021 年的 2,600 億元,年均復(fù)合增長達(dá) 12.19%;中國微特電機(jī)市場整體仍保持較快發(fā)展。此外,我國微特電機(jī)市場規(guī)模增速高于產(chǎn)量增速,我國微特電機(jī)的附加值顯著提高,并不斷向中高端市場拓展。
隨著技術(shù)水平的持續(xù)積累和生產(chǎn)能力的持續(xù)提升,國內(nèi)企業(yè)逐步建立起技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)品一致性高、性價比高的優(yōu)勢,使得我國逐步成為微特電機(jī)生產(chǎn)和出口大國。
(3)我國微特電機(jī)行業(yè)的發(fā)展趨勢
①高端化競爭
我國微特電機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了從仿制、改進(jìn)到自主研發(fā)的過程。隨著技術(shù)水平的快速發(fā)展,國產(chǎn)微特電機(jī)實(shí)現(xiàn)從簡單提供動力到能夠提供高精度運(yùn)動控制傳感的進(jìn)步;應(yīng)用領(lǐng)域也從家電等傳統(tǒng)行業(yè)拓展至信息處理、工業(yè)控制、航空航天等高附加值領(lǐng)域。應(yīng)用于該等高端領(lǐng)域的微特電機(jī)產(chǎn)品也逐步出口至歐美市場,在國際市場上與傳統(tǒng)國際巨頭競爭。
②微型化、一體化、智能化發(fā)展
隨著微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)和半導(dǎo)體制造技術(shù)的發(fā)展,傳感器、控制器、驅(qū)動器等各種硬件均走向微型化,該等微機(jī)電系統(tǒng)的尺寸正向微米級甚至納米級發(fā)展。在各種硬件微型化的大環(huán)境下,微特電機(jī)不可避免地向微型化方向發(fā)展,例如在航空航天等領(lǐng)域中,若微特電機(jī)質(zhì)量增加 1kg,則飛行器則可能需要多消耗 100kg 甚至更多的燃料。因此,微特電機(jī)的微型化一直是各應(yīng)用領(lǐng)域重點(diǎn)探索的方向。
此外,一體化和智能化也是微特電機(jī)的發(fā)展方向之一?,F(xiàn)代微特電機(jī)不僅僅是局限于傳統(tǒng)電機(jī)的種類范疇。它集成了電機(jī)本體、計(jì)算機(jī)和功率轉(zhuǎn)換器、電子控制器、控制技術(shù)和傳感器等多個硬件,有時會與執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)一步集成形成高度一體化和智能化的微機(jī)電系統(tǒng)。這種現(xiàn)代微特電機(jī)往往不是執(zhí)行器的一部分,而是可以實(shí)現(xiàn)完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能,從而提高微特電機(jī)產(chǎn)品精度、安全性和可靠性,同時具有更加友好的人機(jī)交互功能。