TI:近12个月推出了19款电机驱动器

TI是电机驱动芯片领域的老玩家了，其电机驱动器产品包括了栅极驱动器、H桥驱动器、有刷电机驱动器，以及BLDC电机驱动器等产品类型。产品种类和型号也很丰富，近12个月就推出了19款新的电机驱动器产品。

据TI新闻稿介绍，去年推出的70W BLDC电机驱动器MCT8316A和MCF8316A可用于无需编程无传感器的梯形和磁场定向控制（FOC），能够让工程师字10分钟内启动BLDC电机，可用于各种工业系统、家用电器、呼吸机和持续气道正压通气机器等医疗设备中。

据悉，MCF8316A和MCT8316A无刷直流电机驱动器包括一系列独特的换向控制算法，无需开发、维护和验证电机控制软件，从而减少数周的设计时间。这些算法和高度的集成特性可以使电机驱动器更好地管理电机故障检测等关键功能，同时实施保护机制，从而提高系统可靠性。这些电机驱动器集成了无传感器技术来确定转子位置，因此无需外部霍尔传感器，可降低系统成本并提高可靠性。

MCT8316A无传感器梯形控制电机驱动器可以达到最大3.5kHz的电机频率，且可以通过不同的梯形控制技术来降低BLDC电机噪声；而MCF8316A则包含了一项获得专利的精密自动死区时间补偿技术。该技术可以补偿电流失真，极大程度上优化电机的声学性能。

此外，MCF8316A和MCT8316A可使设计人员缩小高达70%的布板空间，并降低电机系统的总成本。这些器件集成了三个栅极驱动器和六个高侧和低侧MOSFET,每个均具有50mΩ的导通电阻。这使得这两个器件可在12V和24V系统中提供高达70W的功率和8A的峰值电流。这些电机驱动器还集成了例如低压降（LDO）稳压器、直流/直流降压稳压器和电流检测放大器等元件，省去了多达18个分立式元件。

两个月之后，TI在MCF8316A和MCT8316A两款BLDC驱动器的基础上，又推出了MCT8316Z,给驱动12V至24V直流电机的客户提供了一种单芯片无代码，并且包含传感器梯形的选择。该芯片集成了传感器梯形控制的三相BLDC电机驱动器，工作电压绝对最大值为40V,最大输出电流为8A.MCT8316Z采用的是霍尔传感器的120°换向，同时支持模拟或者数字霍尔输入。该器件支持高达200kHz的PWM频率，同时PWM还支持同步与异步调制。此外，该器件还有车规级版本。

ST:继续推出高集成的电机控制芯片

ST在电机驱动器产品方面这几年也投入不少，从其工业峰会中就可见一斑，这几年的ST工业峰会都会单独有一个电机控制分论坛。从其官网可以看到ST在电机驱动器方面有MOSFET和IGBT驱动器、无刷直流电机驱动器、有刷直流电机驱动器和步进电机驱动器四个大类的产品。

ST这几年主要在推其STSPIN32系列产品，近期ST推出了两款基于STSPIN32电机控制SiP的参考设计，以帮助工程师简化工业或家电压缩机电机驱动器的开发。其中，STeval-CTM011V1的目标应用是最高达250W的通用工业压缩机，而STeval-CTM012V1符合严格的家电能效法规要求。这两款即插即用的参考设计很容易与主控系统整合，启动电机，并允许客户微调设置，获得最佳的性能。两个参考设计的平均能效都大于96.5%.

据其新闻稿介绍，这两款参考设计的核心组件都是ST的STSPIN32F0601Q电机控制SiP.该SiP集成了STM32F031 Arm Cortex-M0微控制器和鲁棒性非常高的600V三相栅极驱动器。微控制器支持根据终端应用的具体需求定制电机控制算法，栅极驱动器用于控制逆变器开关管。配套固件包括高效无传感器矢量控制（FOC）算法。该SiP是一款尺寸紧凑、热效率高的方形扁平无引线（QFN）封装，可满足安全性和可靠性对爬电距离的严格要求。

在汽车级电机控制器方面，ST在2022年还推出了L99DZ200G,该芯片包含两个H桥栅极驱动器、一个用于驱动外部MOSFET功率管控制后视镜加热的栅极驱动器、一个用于控制自动防炫目后视镜调光的控制单元及高边驱动器，以及五个LED高边驱动器，其中三个可以在恒流模式下工作，为输入电容较高的照明模块供电，另外两个高边驱动器用于控制普通LED照明灯。

通过两个H桥驱动器，L99DZ200G可以同时控制两个主轴电机，并驱动一个额外的收紧电机，用于关闭电动尾门或后备箱。两个驱动器都可以在发电机模式下运行，在电源轨中检测到过压时，可以同时激活两个低边MOSFET开关，保护控制器。

工程师可以通过单片L99DZ200G实现前车窗、后视镜、照明灯及后窗升降功能。

英飞凌：汽车级电机驱动芯片集成度越来越高

英飞凌的电机控制解决方案可以用于汽车、消费和工业应用中，主要有iMOTION和MOTIX两个子系列产品。其中iMOTION系列主要用于工业和消费类电机控制应用，该产品系列提供了多层次的硬件和软件集成。硬件集成的多层次是指从独立的电机控制器到SmartIPM上集成的完整逆变器系统这一广阔跨度。软件集成的多层次则是说英飞凌既提供完整的“交钥匙”式解决方案，也提供可供开发者自由编程的模块。另外，该产品特别采用了英飞凌的电机控制引擎（MCE）技术。采用基于MCE技术的“交钥匙”式解决方案，加上MCEwizard和MCEdesigner作为辅助工具，可以方便地实现一个变速驱动解决方案。

MOTIX产品系列是为各种100mA到70A汽车及工业应用设计的功率桥系列，配备各种不同的功能集。比如大功率直流电机电桥可为直流2A到峰值电流70A的电机驱动提供灵活、可扩展的解决方案，具有不同的功能选项，可用于各种应用领域，而智能功率电机电桥由多种专用于汽车及工业应用的电桥组成。

例如英飞凌今年推出的智能集成半桥系列：全新的MOTIX™BTN99xx（NovalithIC™+），除了一个P通道高侧和一个N通道低侧MOSFET外，该BTN99xx还包括完全集成在单个封装中的智能驱动器IC,具有易用性、高级保护和可扩展性等特点，因此适用于各种汽车应用。此外，BTN99xx还在单个坚固封装中集成各种功能，因此也适用于需降低PCB消耗的应用。凭借超强可靠性，BTN99xx也非常适合座椅控制、电动尾门和滑动门、燃油泵等其他应用。

这款新器件采用英飞凌的逐片和层叠工艺，集成在坚固的封装之中。得益于英飞凌最新的MOSFET技术和创新的芯片减薄工艺，在25°C条件下，BTN99xx的常态路径电阻可大幅降低47%,下降至5.30 mΩ,同时，其电流限值可提高至75 A.因此，BTN99xx很适用于小型化的大电流PWM（脉冲宽度调制）电机驱动器。

其实，MOTIX BTN99xx介于分立门驱动器和基于Arm处理器的高度集成的嵌入式功率电机控制产品之间。BTN99xx系列芯片包括BTN9970LV和BTN9990LV两种型号，均采用7×8 mm的HSOF-7封装。

中国电驱动行业竞争格局分析

目前国内电驱动厂商分为两类：主机厂与第三方独立供应商，两者都有自身独特的优势。主机厂的优势在于，具备丰富的整车或零部件研发制造经验，电机电控与整车的设计生产能够达成较好的同步性和匹配性；第三方供应商的优势在于具有较强的研发、创新实力与电机电控批量化生产的经验。预计未来电驱动的竞争格局是主机厂自制与第三方供应并存，国内第三方比例持续提升。

从供应商类型来看，销量前十的企业中有三家为主机厂，其中比亚迪市场份额约占18%,排名第一；特斯拉市场份额约12%,排名第二；蔚来市场份额约6%,三者市场份额合计约35%.从电机市场集中度来看，2021年电机销量前十的企业占据约74%左右的市场份额，销量前三的企业约占40%左右的市场份额，行业集中度较高。

从电控市场集中度方面来看，2021年电控销量前十的企业占据约75%左右的市场份额，销量前三的企业约占39%左右的市场份额，行业集中度较高。

电驱配套企业市场份额方面，2021年特斯拉、比亚迪、蔚然动力在电驱动系统市场领先，累计市场份额51.5%,前十电驱动系统企业市场份额超过86%.

产业成长前景

我国经济快速发展，工业化、城镇化进程加快，需求快速增长，电机作为国民经济生产生活所需设备的重要部件需求也在不断增加。新能源汽车、工业电机、家用电器等行业的稳定和发展必将促进相关电机领域的生产和需求。

新能源汽车领域

近年来，随着新能源企业相关的支持政策出台，我国新能源汽车取得了蓬勃发展。预计2022年我国新能源汽车产业规模将继续保持增长态势，产量规模预测合计将达到562.7万辆。按照每台新能源汽车平均需要两台驱动电机测算，新能源汽车驱动电机需求数量将超过1,100万台。从另一个趋势看，汽车微特电机是汽车的配套电器与电子零部件产品，品质优良、成本低廉，是发展汽车工业必不可少的条件，随着汽车向着舒适化、人性化的要求发展，各类电机总成产品在新能源汽车得到的广泛应用，都将进一步推升驱动电机的市场需求。新能源汽车的高速增长，及各类电机在新能源汽车中的广泛应用，将使各类电机的市场需求在该领域保持较好的增长态势。

工业电机领域

随着制造业的产业升级和结构调整，对行业产品的自主创新、技术升级的要求越来越高，数控机床行业、纺织机械行业、印刷和包装行业、塑料及其它行业机械等行业对中、高档工业电机系统的需求也越发迫切，行业替代需求增长，工业电机产量也随之逐年增长。随着需求的增加，我国工业电机行业销售收入整体呈现上升的趋势，2021年我国工业电机销售收入为3501.3亿元，预计未来将继续保持增长，2022年将增长至3612.1亿元。

我国积极推进产业结构转型，制造业向绿色、可持续发展的方向转变。受到政策的推动影响，中国工业电机制造行业向着高效绿色转变，更为先进的工业电机设备可以在同等能耗的情况下，产生更多的动能，效率更高且更加环保，推动高效节能电机的发展和产品替代。

家用电器领域

电机特别是微特电机因其小巧、轻便，使用面广等特点，是电机系统中重要的执行机构和驱动基础元件。微特电机常用于电器及设备的动力装置，或在控制系统中，实现机电信号或能量的检测、计算、放大、执行或转换等功能，是工业自动化、办公自动化、安防监控、家用电器、电动工具、武器装备等不可少的核心部件，可以说，凡是需要电驱动的地方基本都有微特电机的身影。伴随着自动化、智能化程度的提升和人们生活水平的提高，广泛应用在日常生活和生产活动，为生活和生产提供了便利及舒适度，需求量不断增加。

家用电器是微特电机重要的应用领域。发达国家微特电机的平均一户家庭拥有量为80台至130台，而我国大城市家庭平均拥有量仅在30台至60台之间。若每个家庭每年平均使用量增加1台，则我国每年微特电机在家用电器中的需求量将增加3亿台至4亿台，市场发展潜力巨大。

新能源电驱系统发展趋势

1、电机、电控系统趋向集成化

伴随着新能源汽车电驱动系统技术的快速发展，电驱动系统开始从分立化向集成化、一体化推进。通过将驱动电机、端盖与减速器三个部件进行两位一体化或三位一体化设计，可使新能源汽车电驱动系统体积减小、重量降低，且车辆系统的布局愈加灵活并降低铜线等整车线束的使用，从而增加司乘人员空间与储物空间。同时，车重的降低可有效提升新能源汽车的续航里程。而从长远来看，电机、减速器、电机控制器、DC/DC、高压分线盒、充电机等零部件都会集成为一个大的动力总成，目的是实现高压器件的共用，减小体积，降低成本，优化整车布置。

2、新材料和新结构的不断应用

发夹式绕组/扁导线绕组电机因具有高槽满率和低直流电阻，在中低速运行区域较圆导线电机具有效率优势。扁导线绕组工艺增加铜的填充量，槽满率提高15%以上，同时与定子有效接触面积增大，绕组温升比圆线电机低10%,散热和热传导性能更好。新一代功率器件碳化硅模块具有高温、高效和高频特性，可显著提升电驱动系统的效率、功率密度和开关频率，简化散热设计降低成本。

3、电机电控行业加速整合

由于电机电控系统集成化趋势越来越明显，未来电机与电控企业的业务交叉程度将逐步提高，若企业能够为整车提供电机电控一体化动力总成产品，将有助于整车企业进一步降低整车重量和采购成本，进而具有更大的市场竞争力，因此行业内部的兼并重组也逐渐频繁。

新能源汽车电机驱动市场规模

新能源汽车开启黄金20年，驱动电机市场空间有望超过2000亿元。电机作为新能源汽车核心三电系统之一，占到整车价值的5-10%,是新能源汽车产业链最为核心的零部件之一。随着各国在新冠疫情之后发布强有力的新能源汽车产业刺激政策，行业得到迅速恢复，其中欧洲和中国地区2020年新能源汽车销量均突破新高。我们认为当前新能源汽车行业加速发展的趋势已经形成，从顶层政策，到产业布局，到车企转型，再到消费者认可，2021年有望成为新能源汽车黄金二十年的元年。预计2030年，全球新能源汽车销量有望突破6000万辆，渗透率超过60%;2040年达到8000万吨，渗透率80%.在新能源汽车高速增长下，驱动电机需求快速释放，叠加双电机加持，预计2030年全球电机总需求量接近8200万台，市场规模约2000亿元。

电驱动系统包含驱动电机、控制器、传动三大总成。由于电驱动系统在新能源汽车产业链的关键地位，整车企业及其下属公司和独立的零部件企业都在该领域积极进行布局。目前国际市场产业格局已初步形成，国际一线主机厂电机系统均为体系内直接供货，整车厂和零部件供应商共同参与，联合开发。国内电机供应体系欠成熟，知名新能源驱动电机厂家有30多家，能够为整车企业批量供货的也仅有15家左右。部分整车厂牢牢把控系统集成环节。国内第三方企业主要从其他电机转型而来，依托在原领域的技术积累，迅速开发出适用于车用的电机系统。随着技术水平进一步提升，车企与专业第三方合作开发逐渐成为趋势，第三方企业在系统集成领域取得建树的概率在降低，车企仍将是电驱动系统集成的核心掌控方。