當(dāng)前電機(jī)行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r下，探討MCU主控芯片在電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制的應(yīng)用、電機(jī)芯片平臺(tái)化及一體化解決方案以及BLDC電機(jī)新思考等問題。

此前， 2022’中國電機(jī)智造與創(chuàng)新應(yīng)用暨電機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈交流會(huì)(秋季)吸引了捷和電機(jī)、雷賽智控、和而泰、正德智控、科力爾、兆威機(jī)電、富士康等知名整機(jī)企業(yè)到會(huì)。交流會(huì)進(jìn)行期間，半導(dǎo)體器件應(yīng)用網(wǎng)就MCU主控芯片在電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制的應(yīng)用、電機(jī)芯片平臺(tái)化及一體化解決方案以及BLDC電機(jī)新思考等問題與行業(yè)專業(yè)人士進(jìn)行了探討。

MCU主控芯片在電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制應(yīng)用中的創(chuàng)新方向

MCU主控芯片是電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制應(yīng)用當(dāng)中不可或缺的核心器件。目前在應(yīng)用當(dāng)中已經(jīng)出現(xiàn)了細(xì)分領(lǐng)域的MCU產(chǎn)品細(xì)分化，即專門針對一類電機(jī)控制應(yīng)用去開發(fā)匹配某一系列MCU產(chǎn)品，比如電動(dòng)車、滑板車、電動(dòng)牙刷、吹風(fēng)筒、剃須刀、破壁機(jī)等領(lǐng)域。目前也有越來越多的芯片原廠專門針對某一具體領(lǐng)域推出系列的專用MCU。

那么對于下游應(yīng)用廠商，他們在選擇一款適用的MCU主控芯片會(huì)做出怎樣的考量?安驅(qū)技術(shù)總經(jīng)理安剛說道：“基于所有的消費(fèi)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(yīng)用的技術(shù)難點(diǎn)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(yīng)用品質(zhì)和安全問題。它對成本的要求其實(shí)就不會(huì)像消費(fèi)類產(chǎn)品那么敏感。但其實(shí)不管是消費(fèi)類，還是工業(yè)類，對于應(yīng)用功能和成本都是同時(shí)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(dòng)器。電機(jī)控制器工程師黃珂對此提到：“主控芯片需要非常精準(zhǔn)的控制電機(jī)，而且時(shí)間響應(yīng)非?？?。電機(jī)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(jì)算功能，不用刻意去編寫。”

兆威電機(jī)工程師栗俊杰對這個(gè)問題言簡意賅，他認(rèn)為主控芯片主要是穩(wěn)定性高一點(diǎn)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(jī)驅(qū)動(dòng)與控制應(yīng)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(yīng)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(shí)注重加密以及個(gè)性化。

靈動(dòng)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(shè)開發(fā)都有高算力要求，同時(shí)也有預(yù)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(huì)成主流的市場?！?/p>

電機(jī)芯片平臺(tái)化及一體化的解決方案

電機(jī)芯片平臺(tái)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(wù)的新路子，已經(jīng)出現(xiàn)了凌鷗創(chuàng)芯、峰岹科技、靈動(dòng)股份、華芯微特等供應(yīng)商專門以芯片為導(dǎo)向，配合整體的應(yīng)用方案給到客戶。因?yàn)樾酒瓘S及其方案代理商直接給予支持，研發(fā)工程師不用太多地?fù)?dān)心自己能否熟悉應(yīng)用新的芯片平臺(tái)，大大加快了替代的進(jìn)度。

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

由于客戶需求肯定不一樣，解決方案定制化導(dǎo)致了所用的芯片也不一樣，栗俊杰認(rèn)為電機(jī)平臺(tái)一體化勢在必行，但是還會(huì)有一些問題，如果走定量化配置肯定要好一點(diǎn)。據(jù)了解，兆威機(jī)電目前基本上都是根據(jù)客戶的要求進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)化，只需要更改一下結(jié)構(gòu)和參數(shù)，就可以直接利用到一個(gè)電機(jī)，我覺得電機(jī)芯片平臺(tái)化解決方案未來是一個(gè)趨勢?！?/p>

其他行業(yè)人士也認(rèn)為，電機(jī)芯片平臺(tái)化及集成一體化，已經(jīng)是大勢所趨。更精簡的板級(jí)器件，以及完善的、可用于便捷開發(fā)的平臺(tái)軟件，已經(jīng)是電機(jī)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(tái)，通過平臺(tái)化的軟件，針對不同領(lǐng)域構(gòu)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(jī)輔助開發(fā)，助力于電機(jī)方案開發(fā)。

作為一家MCU公司，不管是方案程序，還是應(yīng)用平臺(tái)化，都是想著用一個(gè)芯片產(chǎn)品覆蓋到更多的產(chǎn)品應(yīng)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(dòng)股份在對應(yīng)的細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)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(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的門檻，讓所有的工程師都可以運(yùn)用靈動(dòng)股份的產(chǎn)品系列?！?/p>

安剛提到：“目前來看，電機(jī)IC一體化跟平臺(tái)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(jī)IC一體化和平臺(tái)化的解決方案也是個(gè)趨勢，但是同樣也會(huì)有一些問題出來，就是同質(zhì)化會(huì)很嚴(yán)重。”

其實(shí)對于MCU原廠來說，不可能針對每個(gè)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(jìn)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?yàn)樗麄儠?huì)專門去配合開發(fā)一款適應(yīng)自身產(chǎn)品應(yīng)用的芯片。因?yàn)榇蠹译姼嚒⒐I(yè)類的產(chǎn)品更新周期比較長，不會(huì)擔(dān)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(jià)值比較高的產(chǎn)品上。但是對于一些更新較快消費(fèi)類的產(chǎn)品來說，目前應(yīng)用比較少。

BLDC電機(jī)的新應(yīng)用

首先我覺得對于無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的市場，不管是國內(nèi)本土的品牌，還是進(jìn)口品牌的代理商，其實(shí)對無刷產(chǎn)品的應(yīng)用都很看好，市場也是不斷地在增長。安剛認(rèn)為：“從消費(fèi)類產(chǎn)品來講，門檻會(huì)相對低一點(diǎn)，未來肯定會(huì)有越來越多的產(chǎn)品使用BLDC電機(jī)，對于偏向工業(yè)跟汽車類的產(chǎn)品，目前其實(shí)一直有做BLDC電機(jī)和伺服電機(jī)相關(guān)的應(yīng)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(jī)應(yīng)用領(lǐng)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(jī)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(shí)的服務(wù)，來提升市場占有份額。華芯微特之前深耕大家電市場，電機(jī)芯片秉承了高可靠性的設(shè)計(jì)理念，不僅具備較高的抗干擾特性，同時(shí)自研的算法平臺(tái)也作出了一系列特色，順逆風(fēng)啟動(dòng)效果行業(yè)領(lǐng)先，一站式的解決方案，讓客戶獲得更好的使用體驗(yàn)?！?/p>

對于BLDC電機(jī)應(yīng)用，必易微做出了一些當(dāng)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(fēng)扇和風(fēng)機(jī)。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(gè)系統(tǒng)的BOM成本會(huì)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(jià)格的方式占有市場，必易微宣偉煒認(rèn)為：“不同廠商的軟件水平其實(shí)也是不太一樣的。我們沒有去選擇加入到BLDC電機(jī)這樣的紅海市場，是因?yàn)槲覀兘Y(jié)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(huì)去做BLDC。但是很顯然，在當(dāng)今的市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境和大環(huán)境下，貿(mào)然地進(jìn)入到這個(gè)市場是不太明智的。”

BLDC電機(jī)主要還是應(yīng)用在家用、醫(yī)療、汽車輔助等場景應(yīng)用比較多。這些應(yīng)用領(lǐng)域其實(shí)都關(guān)系到國計(jì)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(gè)市場的發(fā)展和國家的主流發(fā)展，光伏逆變器領(lǐng)域的增長趨勢是比較大的，未來BLDC電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)更加廣泛。

“整個(gè)來講，它的單價(jià)其實(shí)非常低，但是它對整個(gè)后果的影響非常大，所以對整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈來講要求是蠻苛刻的。因?yàn)橐獙Τ杀究刂?、性能控制和噪音震?dòng)等因素都要考量得到，包括整個(gè)故障率的精準(zhǔn)控制。BLDC電機(jī)在突破一些新的技術(shù)之后，我想國產(chǎn)的廠家應(yīng)該會(huì)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(tuán)目前定位和發(fā)展側(cè)重于EV汽車的車規(guī)級(jí)電機(jī)。據(jù)研發(fā)工程師謝華軍介紹，對于BLDC電機(jī)，除了目前在安徽安慶也有一個(gè)工廠生產(chǎn)部分的小型伺服馬達(dá)之外，其他都在研發(fā)車用的電機(jī)馬達(dá)，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(dá)的方向合作。除了汽車馬達(dá)是富士康整個(gè)大戰(zhàn)略中比較重要的一環(huán)，兩輪電動(dòng)車目前也在臺(tái)灣和東南亞布局，一部分的機(jī)構(gòu)線和開發(fā)也會(huì)配合來做。

謝華軍認(rèn)為，BLDC電機(jī)在未來畢竟會(huì)有一個(gè)很大的發(fā)展空間。因?yàn)殡S著目前智能制造的轉(zhuǎn)型以及設(shè)備自動(dòng)化和智能化，不管在工業(yè)和車用的應(yīng)用場景，還是在人們?nèi)粘Ｉ畹膽?yīng)用場景中會(huì)應(yīng)用越來越廣泛，都有非常廣闊的市場前景。

專業(yè)觀眾的參會(huì)體驗(yàn)和建議

兆威電機(jī)栗俊杰：確實(shí)了解到很多廠家分享了電機(jī)和芯片的內(nèi)容。因?yàn)槲沂歉闼惴ǖ?，我覺得真正搞好一點(diǎn)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(huì)議還是多請一些知名的教授分享一下前沿知識(shí)等等。

安驅(qū)技術(shù)安剛：今天我過來之后大概看了一下，圍繞BLDC電機(jī)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(dòng)芯片，還有分析電機(jī)性能的設(shè)備廠商都是比較全面的。不過今天我確實(shí)還挺意外的，因?yàn)榻裉靵淼恼股桃脖容^齊全，配置整個(gè)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(jī)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(shè)。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(gè)主題去發(fā)展，因?yàn)槲矣X得它的市場前景還是很廣的，我們也在關(guān)注這一市場。其實(shí)像今天很多展商一樣，都是比較關(guān)注光伏逆變市場，因?yàn)檫@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(jī)遇。

靈動(dòng)股份官兵：可能受疫情防控影響還會(huì)多一點(diǎn)，因?yàn)樯现苌钲诳赡芤咔榉揽赝蝗皇站o，參會(huì)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(hào)召力的。

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

華芯微特張琢：我們?nèi)A芯微特是第一次參加大比特電機(jī)交流會(huì)，本次交流會(huì)給我們的感受有如下幾個(gè)方面。第一，大比特作為電機(jī)交流會(huì)的舉辦方，有著非常豐富的組織經(jīng)驗(yàn)和聽眾資源，這點(diǎn)作為一個(gè)參會(huì)商是比較看重的。這樣參加交流會(huì)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(huì)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(guān)的信息，包括對電機(jī)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(huì)的客戶人數(shù)不是特別多，相應(yīng)的潛在機(jī)會(huì)可能也會(huì)少一些。希望疫情能快些結(jié)束，這種技術(shù)交流會(huì)越辦越好。

審核編輯：湯梓紅