當前電機行業(yè)發(fā)展狀況下，探討MCU主控芯片在電機驅(qū)動與控制的應用、電機芯片平臺化及一體化解決方案以及BLDC電機新思考等問題。

此前， 2022’中國電機智造與創(chuàng)新應用暨電機產(chǎn)業(yè)鏈交流會(秋季)吸引了捷和電機、雷賽智控、和而泰、正德智控、科力爾、兆威機電、富士康等知名整機企業(yè)到會。交流會進行期間，半導體器件應用網(wǎng)就MCU主控芯片在電機驅(qū)動與控制的應用、電機芯片平臺化及一體化解決方案以及BLDC電機新思考等問題與行業(yè)專業(yè)人士進行了探討。

MCU主控芯片在電機驅(qū)動與控制應用中的創(chuàng)新方向

MCU主控芯片是電機驅(qū)動與控制應用當中不可或缺的核心器件。目前在應用當中已經(jīng)出現(xiàn)了細分領域的MCU產(chǎn)品細分化，即專門針對一類電機控制應用去開發(fā)匹配某一系列MCU產(chǎn)品，比如電動車、滑板車、電動牙刷、吹風筒、剃須刀、破壁機等領域。目前也有越來越多的芯片原廠專門針對某一具體領域推出系列的專用MCU。

那么對于下游應用廠商，他們在選擇一款適用的MCU主控芯片會做出怎樣的考量?安驅(qū)技術總經(jīng)理安剛說道：“基于所有的消費類產(chǎn)品來說，我們主要考量的是芯片的成本，另外再針對于應用的技術難點去做一些芯片框架的變化。對于工業(yè)和對汽車類來講，注重的是應用品質(zhì)和安全問題。它對成本的要求其實就不會像消費類產(chǎn)品那么敏感。但其實不管是消費類，還是工業(yè)類，對于應用功能和成本都是同時考量的?！?/p>

科力爾工業(yè)目前的主控芯片主要是用在伺服驅(qū)動器。電機控制器工程師黃珂對此提到：“主控芯片需要非常精準的控制電機，而且時間響應非常快。電機控制對芯片要求高精度，對主頻還有額外功能，比如硬件方面的加速，能夠不用自己寫代碼去算三角函數(shù)。芯片內(nèi)部可自帶計算功能，不用刻意去編寫?！?/p>

兆威電機工程師栗俊杰對這個問題言簡意賅，他認為主控芯片主要是穩(wěn)定性高一點即可，其它基本符合要求。

總的來說，相比其他外圍器件，MCU主控芯片在電機驅(qū)動與控制應用中的作用不言而喻。目前對于MCU主控芯片在電控方面的應用，主要是集中在小型化及集成化，通過更高的可靠性，更完善的整合度，更便捷的開發(fā)，同時注重加密以及個性化。

靈動股份市場經(jīng)理官兵就表示：“MCU作為核心控制元器件，它對產(chǎn)品的主頻、硬件算法以及外設開發(fā)都有高算力要求，同時也有預驅(qū)模式、IDO和二極管方案等高集成度要求。高集成度、高性能的方案會成主流的市場。”

電機芯片平臺化及一體化的解決方案

電機芯片平臺化及一體化的解決方案作為國內(nèi)本土的MCU原廠增值服務的新路子，已經(jīng)出現(xiàn)了凌鷗創(chuàng)芯、峰岹科技、靈動股份、華芯微特等供應商專門以芯片為導向，配合整體的應用方案給到客戶。因為芯片原廠及其方案代理商直接給予支持，研發(fā)工程師不用太多地擔心自己能否熟悉應用新的芯片平臺，大大加快了替代的進度。

雷賽智能研發(fā)主管趙剛也認為，電機芯片平臺化對下游的廠商的幫助還是比較大。目前的應用來講，其實電機芯片平臺化還只是一個趨勢和方向，應用比例還不是太高。目前主要偏向要求不是太高的風扇類、空調(diào)類和洗衣機類的應用。

由于客戶需求肯定不一樣，解決方案定制化導致了所用的芯片也不一樣，栗俊杰認為電機平臺一體化勢在必行，但是還會有一些問題，如果走定量化配置肯定要好一點。據(jù)了解，兆威機電目前基本上都是根據(jù)客戶的要求進行定制化，不做通用的解決方案。他提到：“我們內(nèi)部現(xiàn)在也正在搞軟件芯片標準化，只需要更改一下結構和參數(shù)，就可以直接利用到一個電機，我覺得電機芯片平臺化解決方案未來是一個趨勢?！?/p>

其他行業(yè)人士也認為，電機芯片平臺化及集成一體化，已經(jīng)是大勢所趨。更精簡的板級器件，以及完善的、可用于便捷開發(fā)的平臺軟件，已經(jīng)是電機MCU產(chǎn)品不可或缺的特性。目前華芯微特也在致力于完善開發(fā)平臺，通過平臺化的軟件，針對不同領域構建的接近產(chǎn)品界別的DEMO，以及完善的支持調(diào)試文檔及上位機輔助開發(fā)，助力于電機方案開發(fā)。

作為一家MCU公司，不管是方案程序，還是應用平臺化，都是想著用一個芯片產(chǎn)品覆蓋到更多的產(chǎn)品應用，不管是哪種算法的需求都可以很熟悉的切換。官兵表示：“靈動股份在對應的細分應用領域研發(fā)專用的DEMO，提供一些特殊的算法支持，讓客戶能更快地完成自己的產(chǎn)品開發(fā);而且也是希望降低電機驅(qū)動應用的門檻，讓所有的工程師都可以運用靈動股份的產(chǎn)品系列。”

安剛提到：“目前來看，電機IC一體化跟平臺化的解決方案是可行的，而且我們也在享受凌鷗創(chuàng)芯帶給我們開發(fā)上的便捷。我覺得電機IC一體化和平臺化的解決方案也是個趨勢，但是同樣也會有一些問題出來，就是同質(zhì)化會很嚴重?！?/p>

其實對于MCU原廠來說，不可能針對每個客戶都做不一樣的解決方案?？蛻舳丝梢愿鶕?jù)原廠給的解決方案進行參考，然后吸收作為自己的產(chǎn)品，再跟同行去做競爭。目前定制化的解決方案更多體現(xiàn)在美的、格力之類的大家電客戶，因為他們會專門去配合開發(fā)一款適應自身產(chǎn)品應用的芯片。因為大家電跟汽車、工業(yè)類的產(chǎn)品更新周期比較長，不會擔心產(chǎn)品開發(fā)出來后同行成本又低，性能又好，更多的是體現(xiàn)在價值比較高的產(chǎn)品上。但是對于一些更新較快消費類的產(chǎn)品來說，目前應用比較少。

BLDC電機的新應用

首先我覺得對于無刷電機驅(qū)動控制的市場，不管是國內(nèi)本土的品牌，還是進口品牌的代理商，其實對無刷產(chǎn)品的應用都很看好，市場也是不斷地在增長。安剛認為：“從消費類產(chǎn)品來講，門檻會相對低一點，未來肯定會有越來越多的產(chǎn)品使用BLDC電機，對于偏向工業(yè)跟汽車類的產(chǎn)品，目前其實一直有做BLDC電機和伺服電機相關的應用。而且目前國內(nèi)本土MCU廠商都是跟著國際龍頭的MCU原廠往前走。”

目前BLDC電機應用領域，低端類市場國內(nèi)占有率相對較高，但是高端出口類產(chǎn)品以及工控類電機產(chǎn)品主要還是歐美或日系廠商把持。華芯微特市場部總監(jiān)張琢表示：“后續(xù)國產(chǎn)芯片，還是要通過提升自身競爭力，包括更好的可靠性，更優(yōu)化的算法，更扎實的服務，來提升市場占有份額。華芯微特之前深耕大家電市場，電機芯片秉承了高可靠性的設計理念，不僅具備較高的抗干擾特性，同時自研的算法平臺也作出了一系列特色，順逆風啟動效果行業(yè)領先，一站式的解決方案，讓客戶獲得更好的使用體驗。”

對于BLDC電機應用，必易微做出了一些當今市場上還沒有出現(xiàn)的采用單相無感直流等方案來控制風扇和風機。在對于成本要求比較高的市場里，該方案與目前市面上主流的三相方案相比，整個系統(tǒng)的BOM成本會更有優(yōu)勢。

可以看到的是，目前大多數(shù)的廠商在算法控制上不斷地用價格的方式占有市場，必易微宣偉煒認為：“不同廠商的軟件水平其實也是不太一樣的。我們沒有去選擇加入到BLDC電機這樣的紅海市場，是因為我們結合必易微自身的在模擬和數(shù)字混合芯片上的資源積累，去做一些現(xiàn)階段所擅長做的事情，但不代表未來我們不會去做BLDC。但是很顯然，在當今的市場經(jīng)濟環(huán)境和大環(huán)境下，貿(mào)然地進入到這個市場是不太明智的?！?/p>

BLDC電機主要還是應用在家用、醫(yī)療、汽車輔助等場景應用比較多。這些應用領域其實都關系到國計民生的市場前景也非常大。首優(yōu)科技羅智豐提到，如果按照目前整個市場的發(fā)展和國家的主流發(fā)展，光伏逆變器領域的增長趨勢是比較大的，未來BLDC電機的應用領域會更加廣泛。

“整個來講，它的單價其實非常低，但是它對整個后果的影響非常大，所以對整個產(chǎn)業(yè)鏈來講要求是蠻苛刻的。因為要對成本控制、性能控制和噪音震動等因素都要考量得到，包括整個故障率的精準控制。BLDC電機在突破一些新的技術之后，我想國產(chǎn)的廠家應該會抓得住，這樣在全球的產(chǎn)業(yè)鏈競爭中才更有優(yōu)勢?！壁w剛說道。

深圳富士康科技集團目前定位和發(fā)展側重于EV汽車的車規(guī)級電機。據(jù)研發(fā)工程師謝華軍介紹，對于BLDC電機，除了目前在安徽安慶也有一個工廠生產(chǎn)部分的小型伺服馬達之外，其他都在研發(fā)車用的電機馬達，而且目前富士康已經(jīng)有幾款和國外的公司整車的主控馬達的方向合作。除了汽車馬達是富士康整個大戰(zhàn)略中比較重要的一環(huán)，兩輪電動車目前也在臺灣和東南亞布局，一部分的機構線和開發(fā)也會配合來做。

謝華軍認為，BLDC電機在未來畢竟會有一個很大的發(fā)展空間。因為隨著目前智能制造的轉型以及設備自動化和智能化，不管在工業(yè)和車用的應用場景，還是在人們?nèi)粘Ｉ畹膽脠鼍爸袝迷絹碓綇V泛，都有非常廣闊的市場前景。

專業(yè)觀眾的參會體驗和建議

兆威電機栗俊杰：確實了解到很多廠家分享了電機和芯片的內(nèi)容。因為我是搞算法的，我覺得真正搞好一點算法基本上沒有，都是通用的，很少有創(chuàng)新的可能。建議的話，我覺得會議還是多請一些知名的教授分享一下前沿知識等等。

安驅(qū)技術安剛：今天我過來之后大概看了一下，圍繞BLDC電機產(chǎn)業(yè)目前展出的產(chǎn)品基本上蠻全面的，從MCU芯片到MOS，再到驅(qū)動芯片，還有分析電機性能的設備廠商都是比較全面的。不過今天我確實還挺意外的，因為今天來的展商也比較齊全，配置整個產(chǎn)業(yè)鏈，但是參展人員相對比較少，可能多少也受疫情的影響。但是也感覺到大家對BLDC電機的熱情還是沒有減，還是有一群人一直在做BLDC市場。

科力爾工業(yè)黃珂：大家還是有很多這方面的方案比較長建設。然后國產(chǎn)芯片方面的比較，可能具體使用之后才知道它到底厲不厲害。只是看展還不夠?qū)λ麄兞私狻?/p>

首優(yōu)科技羅智豐：我希望你們后面可以把光伏逆變做成一個主題去發(fā)展，因為我覺得它的市場前景還是很廣的，我們也在關注這一市場。其實像今天很多展商一樣，都是比較關注光伏逆變市場，因為這之前基本被國外的零部件做的比較多，但是目前在慢慢接受國產(chǎn)去替代，所以這也是我們的機遇。

靈動股份官兵：可能受疫情防控影響還會多一點，因為上周深圳可能疫情防控突然收緊，參會人員沒有往幾屆那么多，但是整體來說還是比較滿意的，至少還有這么多人能過來，也說明大比特在宣傳力度方面還是比較有號召力的。

必易微宣偉煒：今天在會場上我們也看到了國產(chǎn)半導體公司做出了比較新穎和特色的產(chǎn)品，我認為這是對國產(chǎn)半導體在電機行業(yè)的促進和推動。大家也有跟同行進行較好的學習和交流機會，也是很感謝大比特給我們提供平臺。

華芯微特張琢：我們?nèi)A芯微特是第一次參加大比特電機交流會，本次交流會給我們的感受有如下幾個方面。第一，大比特作為電機交流會的舉辦方，有著非常豐富的組織經(jīng)驗和聽眾資源，這點作為一個參會商是比較看重的。這樣參加交流會就可以比較好的推廣我們的品牌和產(chǎn)品。第二，參與本次交流會的還有很多友商，在與他們的交流溝通中，我們也能夠從中了解到一些相關的信息，包括對電機市場的前景和未來的一些發(fā)展趨勢等。第三，由于疫情的影響，來參加交流會的客戶人數(shù)不是特別多，相應的潛在機會可能也會少一些。希望疫情能快些結束，這種技術交流會越辦越好。

審核編輯：湯梓紅