隨著各應用領域對電機驅動控制器的需求越來越大,電機驅動控制器市場競爭激烈,對半導體器件的產品質量、供應服務等都提出了不同要求。當前,控制算法硬件化持續發展,但其有著怎樣的市場優勢?又有怎樣的發展局限?未來電機驅動控制器的發展趨勢會是如何?不妨就這期《對話》一探究竟。
編者按:
在家電、電動工具、汽車電子等諸多領域,電機驅動控制器扮演著重要角色。為適應當前不同應用需求,電機驅動控制器內所使用的核心器件及其控制算法和方案也在不斷更新匹配。但目前這些創新應用是否真的契合了市場需求?新型的電機驅動控制方案的市場空間到底多大?如何提高自身產品的市場競爭力?這一系列話題在電機行業中各說紛紜。本期《對話》欄目就從以上話題中展開,看看電機行業產業鏈上下游的資深從業人士怎么說。
對話導覽:
1.目前電機驅動控制芯片市場的核心需求是什么?設計研發時如何體現產品的差異化和獨特性以提升市場競爭力?
2.相比以往,目前電機驅動與控制領域更加強調半導體器件的專用性,控制算法硬件化的特性以及該方面的應用現狀如何?未來控制與預驅集成化的空間有多大?
3.結合具體的應用案例,當前電機驅動與控制技術應用中,功率器件產品更應該具備哪些性能?如何能夠實現產品的應用突破?
4.控制器廠商與上游半導體器件供應商合作中是否曾遇到產品質量、供應服務或技術支持等方面的問題?應該如何解決?
5.目前下游智能控制器廠商在器件方面更加看重價格、質量和交期,上游半導體器件供應商怎么樣看?具備哪些優勢?
6.針對未來電機驅動控制器的發展趨勢(包括市場狀況、應用范圍和技術突破等),有什么研發和市場規劃?
對話嘉賓:
1.目前電機驅動控制芯片市場的核心需求是什么?設計研發時如何體現產品的差異化和獨特性以提升市場競爭力?
拓邦股份楊象春:主控芯片的選擇需要根據具體應用需求進行,沒有一種芯片能夠完全滿足所有需求。一般來說,選擇速度較快、性能滿足需求的芯片即可。目前市面上的MCU功能都很強大,能夠滿足大多數應用需求。在選擇供應商時,除了考慮性能和功能,還要考慮供應商的供應鏈策略和戰略,因為這些因素也會影響到產品的可靠性和成本。對于一些特定應用,可能還需要針對供應商進行挑選,以確保產品的性能和可靠性。
瑞德智能李明通:電機驅動控制芯片市場的核心需求因應用而異。對于風機類應用,成本是關鍵因素,而對于其他類型的應用,性能要求可能更高。在性能方面,MCU的資源和支持的算法是重要的考慮因素。因此,在選擇電機驅動控制芯片時,需要綜合考慮應用場景、性能要求和成本預算等因素。
和而泰余航:第一個就是它的架構,考慮是專用內核還是通用內核。第二個就是電機里面的參數,包括熱效率的轉換。第三是考慮封裝尺寸的需求,就是不能做太大了,盡量小尺寸、輕量化。第四就是成本、價格、交期。
士蘭微何原明:在電機驅動產品“百家爭鳴”的情況下,各家的產品規格基本趨同。我們認為客戶的核心需求是產品質量和便于開發的環境。MCU在整個控制板的成本占比較低,但確實最耗費開發時間的部件,一但出問題,替換過程傷筋動骨。所以質量是核心。在設計/制造/測試環節,我司充分考慮芯片裕量,同時通過各種質量控制工具實現產品質量最優。
智凌芯盛軍:目前電機驅動控制器中,轉速控制的控制接口主要由主控MCU接受PWM或電壓等各種控制訊號,做轉速控制,或是由馬達的輸入電壓調變做轉速控制。
智凌芯針對目前PD適配器在各類電子產品普及的使用,開發PD電壓電機轉速控制整合型系列IC。使用智凌芯單芯片PD控制,可在使用PD適配器供電狀況下,透過USB PD協議電壓調控,控制電機馬達轉速,適合應用于家用電器等相關的應用領域。
領芯微盧權勝:產品都是要從滿足客戶需求出發。行業分工細,供應鏈條長,更需要我們具有市場的前瞻性及電機應用的場景理解。領芯微一直與客戶及電機廠家深入配合,研發出具有獨特且讓消費者都很享受的電機技術增長帶來的福利。
2.相比以往,目前電機驅動與控制領域更加強調半導體器件的專用性,控制算法硬件化的特性以及該方面的應用現狀如何?未來控制與預驅集成化的空間有多大?
拓邦股份楊象春:中小微公司可能更傾向于使用算法硬件化技術,但規模較大的公司更傾向于通過代碼掌握算法。具體應用取決于需求和場景。中低端產品如風扇可能采用此技術。算法硬件化在某些應用上有優勢,如集成化減少器件數量和降低成本,但若性能不足或通用性太強導致性能丟失,則不會有市場。若能達到高性能模塊如IPM模塊的性能,該技術將受歡迎。目前沒有適合某些應用領域的量產項目,主要是因為性能和成本方面的考量。
和而泰余航:控制算法硬件化的優勢在于能夠減少Flash等存儲器的使用,提高芯片的集成度,從而降低成本和提高性能。此外,控制算法硬件化還可以加速開發周期,減少測試風險,提高芯片的可靠性和穩定性。
目前控制算法硬件應用的情況還比較少,主要是需要具備硬件設計能力,而目前很多芯片設計都是基于通用架構的。但由于其受眾廣泛,控制算法硬件化能夠解決市面上的成本壓力和開發難度問題,因此市場空間很大。這種方案在小三電、電動工具、小家電等領域應用較多,特別是在一些對成本敏感、性能要求較高的應用中具有更大的優勢。
瑞德智能李明通:這種方案的主要好處是體積較小,但它的性能可能會比較受限。EMC、EMI的可調空間也比較少,這可能會影響其兼容性。這種方案可能更適合于特定場景的應用,而不是通用性強的應用。
對于一些低功率的工具應用,這種控制與預驅集成方案可能會有較大的發展空間,因為其專用性較強。而對于其他應用,由于其通用性較差,可能發展空間有限。采用這種集成方案需要綜合考慮性能、成本、兼容性和應用場景等多個因素。
士蘭微何原明:在實際的應用場合,電機作為一個非線性部件,其工作模式比較復雜,例如工況及負載變化率不同,電機結構不同,系統噪音不同。算法硬件化能滿足一部分通用風機水泵類負載,但是針對于需求復雜的場合實用性不高。舉個例子,空調這種應用中類似算法固化芯片就沒法使用。我司電機驅動MCU的技術路線一直是基于ARM或RISC架構,為客戶提供更高的自由度。
3.結合具體的應用案例,當前電機驅動與控制技術應用中,功率器件產品更應該具備哪些性能?如何能夠實現產品的應用突破?
拓邦股份楊象春:在選擇半導體功率器件時,需要根據具體的產品和應用需求綜合考慮多個性能指標,如斷電流、開關速度、內阻等。不同產品對應不同的性能要求,因此需要有針對性地選擇適合的功率器件。目前,由于美國貿易戰等因素,國內半導體產業得到了快速發展,國產功率器件的性能已經得到了很大提升,因此在選擇供應商時也需要考慮供應鏈策略和戰略。
瑞德智能李明通:在選擇功率器件時,需要重點關注和考慮多個性能指標,包括過流能力、IPM保護、EMC性能和可靠性等。這些性能指標對于確保功率器件的穩定性和可靠性至關重要。
和而泰余航:在MOS領域,性能是人們關注的重點。其中,充電電流是一個重要的參數,要求電機驅動控制器不能過于昂貴。具體來說,控制器不能太重,重量要輕,同時要保證尺寸小。對于熱量的控制也是一個重要的考量因素。電機驅動控制器不能過熱,否則會導致性能下降和可靠性問題。
4.控制器廠商與上游半導體器件供應商合作中是否曾遇到產品質量、供應服務或技術支持等方面的問題?應該如何解決?
拓邦股份楊象春:對我們來說還好。因為我們通常會選擇規模較大的供應商進行合作,以降低潛在的風險。因為小眾品牌可能無法滿足需求。到目前為止,我們暫時還沒有遇到太大的難題。
瑞德智能李明通:有些驅動比較容易誤觸發,還有些電源模塊可能會產生一些導致錯誤反饋的故障。除了產品的可靠性,這也有可能跟設計方面的實際應用出現不匹配的情況有關。有些廠家產品的通用性或兼容性比較好就可以避免這些問題。
和而泰余航:以前主要是器件的供應問題。現在來說,我們更多的是關注價格、質量和交期。
5.目前下游智能控制器廠商在器件方面更加看重價格、質量和交期,上游半導體器件供應商怎么樣看?具備哪些優勢?
領芯微盧權勝:不僅僅價格,質量和交期,領芯微作為MCU廠家一直致力技術上的創新,服務上的快速響應,讓更多的客戶及消費者能用得上讓生活帶來便利的產品。市場的競爭會使產品的迭代與優化,讓廣大消費者滿足需求。
6.針對未來電機驅動控制器的發展趨勢(包括市場狀況、應用范圍和技術突破等),有什么研發和市場規劃?
拓邦股份楊象春:隨著電機性能的提升,BLDC和無感等新型電機驅動控制器有望替代傳統的電機應用,這種趨勢在未來可能會繼續擴大。目前人形機器人等新興領域對電機驅動控制器有一定的需求,盡管這類應用功能強大,然而制作難度也大,真正能夠實現商業化的并不多。未來可能會有其他新興應用領域對這種需求量比較大,但具體領域還難以預測。
目前來看,電機驅動控制器技術可能在未來一段時間內沒有較大的突破。但隨著技術的不斷進步和深入了解,可能會有更精細的技術和更深入的算法出現,進一步提升電機驅動控制器的性能。
瑞德智能李明通:從市場狀況來看,電機驅動控制器的發展趨勢是操作越來越簡單,調節的參數越來越少,自適應的支持也越來越普遍。隨著總體價格越來越便宜,直流電機的性能更好,直流電機方案更受青睞,未來交流電機可能會逐漸被淘汰。
電機驅動控制器在各個領域都有廣泛的應用,包括智能家居、智能交通等新興的應用領域。這些領域對電機驅動控制器的需求量可能會越來越大。未來,電機驅動控制器將會替代一些能耗較大、品質一般的傳統產品,為人們的生活和工業生產帶來更多便利和效益。
智凌芯盛軍:在PD適配器應用領域上,智凌芯已陸續開發完成PD 3.0、PD 3.1、PPS各類USB PD適配器的馬達轉速控制IC,主要針對應用為家用電機馬達、玩具等各類可使用PD電源的直流馬達。
結語:
隨著智能化、節能化的發展,電機驅動控制器的應用已經不同程度地滲透到各行各業。從器件應用上看,主控芯片和功率器件除了更具備高可靠性和高性能,高性價比、低功耗等差異性成為當前市場競爭的重要因素。控制算法硬件化雖然兼具低成本和高可靠性的優勢,在成本敏感、性能要求較高以及產品小型化的市場中占據一定空間,但受其固化的局限性,其性能很難滿足除其一之外的應用場景。
未來,電機驅動控制器市場的競爭更為白熱化,技術成熟,產品性能趨于優異,新興的市場應用領域或許會成為新的發展勢頭。
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審核編輯 黃宇
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