电机驱动芯片行业研究报告：见微知著，国产替代加速渗透

证券研究报告2024年4月19日行业：电子 增持（维持）见微知著，国产替代加速渗透——电机驱动芯片行业研究报告分析师：马永正 SAC编号： S0870523090001联系人：潘恒SAC编号： S08701220700212摘要◆ 电机驱动IC简介：电机驱动IC指集成有CMOS控制电路和DMOS功率器件的芯片，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，交流感应电机无需特殊驱动装置即可旋转，而直流无刷（BLDC）、步进以及伺服电机都需要驱动器来进行工作。基本的电机驱动控制方案主要由前端MCU+栅极驱动+功率器件以及各类外围器件构成。◆ 市场规模&竞争格局：据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，CAGR=5.3%；竞争格局：根据芯八哥数据，电机驱动芯片市场目前主要被Ti、ST、安森美、英飞凌等国外大厂所占据，2021年全球TOP10厂商份额占比约67%。◆ 行业趋势以及壁垒：我们认为电机驱动芯片行业壁垒以及未来的发展趋势主要分为硬件以及软件两大部分：1）硬件：伴随工艺的提升，集成化创新架构未来将会成为主流——头部厂商有望在单芯片上全集成或部分集成预驱、MOS以及LDO、运放等器件，为下游客户提供全套解决方案。此外，我们拆解东芝的电机驱动解决方案发现根据不同下游应用，栅极往往采用不同的器件拓扑结构，例如大家电等高压应用驱动电路相对较为复杂。2）软件：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），其中FOC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。对于控制算法的实现，主要有两大路径：以英飞凌、ST为代表企业在通用芯片上用软件编程来实现电机控制算法与以峰岹、Ti为代表，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，后者更有利于缩短客户开发周期，在特定场景算法固化后成本更低。◆ 下游终端应用：1）家电端：受益于家电智能化&变频化升级趋势，直流无刷电机应用占比有望稳步提升，经过我们测算，2024年国内白电电机驱动控制系列芯片市场产值约为123亿，目前以峰岹科技为代表的部分本土头部企业已逐步进入白电市场抢占份额，但峰岹科技2022年白电收入占整个市场产值还不足1%，国产替代空间广阔；2）汽车端：受益于本土新能源汽车市场的快速扩容，电机用量稳步提升，根据群智咨询数据以及汽车电器的方案，我们保守估计新能源汽车至少要用到近50个BLDC电机，对应市场空间也有40亿+；3）工业/人型机器人：主流电机产品包括传统伺服电机和特殊伺服电机（空心杯、无框力矩电机），都需要驱动器进行工作。◆ 投资建议：我们认为电机驱动芯片行业发展门槛高，高端领域尚待突破，目前正处于国产替代深水区，这对本土厂商电机驱动控制方案软硬件结合能力提出了更高要求。我们建议关注：1）在白电领域取得较大突破，客户基础扎实，并持续布局车规领域的峰岹科技；2）收购电机控制方案专家凌欧创芯，未来产品线协同能力强的晶丰明源；3）产品线多而全，产品性价比凸显的中微半导；4）具备特色产品线的灿瑞科技、雅创电子。◆ 风险提示：终端需求复苏不及预期、行业竞争加剧、地缘政治风险SECTION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三、下游应用：多点开花共驱行业成长，百亿赛道有待深耕四、建议关注五、风险提示目录Content4根据头豹研究院以及峰岹科技数据，以直流无刷电机为例，我们发现驱动控制芯片价值量较高，并根据Grand View Research数据，2020年全球电机市场规模1427亿美元。资料来源：头豹研究院，各公司官网，峰岹科技招股说明书， Grand View Research，MMR，上海证券研究所图1 电机驱动芯片产业链一览电机驱动芯片产业链上游原材料和零部件供应商中游-电机制造厂商下游应用端原材料硅钢漆包线漆包线稀土永磁材料零部件芯片芯片芯片轴承铸件成本占比15%成本占比18%成本占比12%轴承+结构件成本占比12%以峰岹科技BLDC电机为例，驱动控制系列芯片成本占比25%5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。Motor ItemAC马达通用型马达 有刷直流马达无刷直流马达步进马达伺服马达单相三相（诱导）三相（同步）AC伺服DC伺服电源种类ACAC/DCDC驱动器驱动器驱动器驱动器效率40-60% 60-70%70-80%50-60%60-80%80%-60-70%50-80%60-80%尺寸（相同功率）大中-大大小小中小-中小速度范围较窄较广中较广较广较广中较窄灵敏度低低一般一般一般高寿命长短短长长短价格低一般低低一般-高一般高用途举例洗衣机送风机吸尘器泵吊车传送带空调工业设备压缩机洗碗机洗衣机吸尘器电动工具榨汗机电动玩具电动工具小型家电空调洗碗机洗衣机小型家电机器人小型家电传送带机器人机床打印机绘图机床判定重视成本使用领域较广重视成本重视成本重视效率使用领域较广使用领域较广重视性能图2 电机市场分类资料来源：轴承杂志社，上海证券研究所资料来源：发烧友研习社，上海证券研究所表1 各类电机性能以及用途6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%。图3 电机驱动芯片市场规模资料来源：芯八哥，根据Research And Markets所给复合增长率进行估算，上海证券研究所图4 电机驱动芯片竞争格局资料来源：电子工程专辑，上海证券研究所3956010203040506020212022E2023E2024E2025E2026E2027E2028E全球电机驱动芯片市场规模及预测(亿美元)SECTION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