微特电机行业_十二五_发展展望
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微特电机行业“十二五”发展展望施进浩,陈 宝(中国电子科技集团公司第二十一研究所,上海 200233)1 世界微特电机行业发展现状全球经济信息化带动工业化,促进了工业自动化、办公自动化、家庭现代化、农业现代化及军事武器装备现代化的快速发展。
微特电机作为该产业系统中重要的执行机构或驱动基础元件,伴随着自动化、智能化程度的提升和人们生活水平的提高,其需求量不断增加。
据不完全统计,2010年全球微特电机产量已超过100亿台。
由于受2008年美国金融危机影响,国内外微特电机行业增速放缓,但全球微特电机行业发展前景仍是令人乐观的。
在当今世界微特电机行业,中国凭借着劳动力密集和原材料便宜得天独厚的优势,生产着超过全球60%的各类微特电机,是名副其实的微特电机生产制造大国(包括香港和台湾地区)。
日本、德国、美国、英国、瑞士、瑞典等国家知名品牌公司凭借其数十上百年的微特电机生产制造经验和关键工艺技术,仍然影响着世界微特电机的发展,掌控者大部分高档、精密、新型微特电机的技术和产品。
尤其日本凭借精密加工技术在电子信息领域用微型电机具有较大优势,代表世界先进水平,引领着高档精密微型电机的技术发展。
2 我国微特电机行业现状与差距2.1我国微特电机行业现状2.1.1 微特电机产业分布“东强西弱”,民营企业是主力军。
我国微特电机产业分布呈现“东强西弱”格局,主要集中在东部沿海地区。
尤其在长江三角洲、珠江三角洲、环渤海湾三大地区已形成我国微特电机的重要生产制造基地,同时东部沿海地区也是微特电机关键零部件材料和专用设备配套能力最强的地区。
近几年来,随着东部沿海地区劳动力和商务成本的不断上升和中西部地区的政策扶持,部分企业考虑逐步向中西部地区转移。
据不完全统计,包括微特电机的制造企业和配套零部件材料及专用设备企业,我国现有微特电机行业企业3600多家。
除从事军用微特电机及组件的数量不多的国有企业外,其中约70%是民营企业。
从我国近十多年的海关微特电机进出口情况统计来看,我国不但是微特电机的生产制造大国,而且还是微特电机的出口大国。
即使受08年美国金融危机影响,我国微特电机行业进出口贸易还是保持较大金额。
具体数据详见下表。
表1 2001年到2005年微特电机的进出口情况年份2001 2002 2003 2004 2005 五年均增长率出口额157800 17923618927521469023408110.40%(万美元)进口额119700 15023715971817692218785412.20%(万美元)表22006年到2009年微特电机的进出口情况年份2006 2007 2008 2009 2000-2009年十年均增长率出口额(万美元)275036 320276343607262275 6.52%(4.27%)进口额(万美元)196079 222845218754192224 5.87%(1.01%)2.1.2 微特电机产品规格繁多,应用领域广泛微特电机按运动方式可分为旋转电机和直线电机;按功能作用分为执行电机和信号电机;传统按电流类型分为直流电机和交流电机。
信号电机分为自整角机、旋转变压器和测速发电机等。
执行电机又称驱动电机,直流供电的有永磁直流电机、无刷直流电机等;交流供电的电机有单相异步电机、交流串激电机、永磁同步电机等;另外还有特种驱动电机的有开关磁阻电机、步进电机、超声波电机、静电电机等。
各类微特电机的使用领域不同,电机设计制造结构就不尽相同,如仅永磁直流电动机中就有普通型永磁直流电动机、永磁直流力矩电动机、无槽电枢永磁直流电动机、空心杯电枢永磁直流电动机、印制绕组永磁直流电动机、绕线盘式永磁直流电动机等。
随着我国工业自动化程度和人们生活水平的提高,微特电机的应用领域越来越广。
概括起来主要有以下几个方面的使用领域:信息处理设备产业、汽车产业、家用电器产业、电子音像产业、工业自动化、武器装备及其他等。
2.1.3 微特电机产业适合我国发展早在上个世纪小平同志就提出“中东有石油,我国有稀土”的著名论断,我国丰富的稀土永磁材料为微特电机的发展奠定了坚实的基础;建国后国内高校培训养了大批的微特电机专门人才,直到前几年高校本科教育才陆续取消电机专业,改成电气自动化的专业基础学习,但电机专门人才的研究生培养仍在继续。
建国初期,一大批国有企业的股份制改革和国内企业间的人才流动,为微特电机行业输送了大批电机专业人才;数亿农村人口的城市化转移给我国带来了丰富的劳动力资源,逐渐形成了大批的微特电机产业工人。
由于我国人才和原材料丰富的优势,微特电机行业作为劳动密集和技术密集型的产业适合在中国发展。
2.2我国微特电机与国外先进水平的主要差距新型微特电机开发强度不大,生产基本处于空白。
无刷直流电机广泛应用于各个领域,市场前景很好,是微特电机发展方向,将取代传统直流电动机和变频异步电动机,国外已是成熟产品,而我国尚未真正形成规模化生产。
全数字交流伺服驱动系统(全数字交流正弦型无刷电动机),国内市场上进口产品一统天下,我国还处在开发研制阶段,样机性能质量还不稳定。
动压轴承无刷电机,我国尚未开发。
日本电产和三协公司已经批量生产,主要用于HDD主轴无刷电机,分为流体动压轴承电机和空气动压轴承电机两种。
超声波电机国内还处于样机开发研制阶段,样机尚未进入某一应用领域进行批量生产。
而日本已批量生产,用于高级照相机、摄像机、光学仪器等。
直线电机国内已有开发,但属于低档直线电机,用于开门、冲床等要求不高的场合。
而国外是用在直接驱动和直线驱动的精密现代伺服系统中,从每年日本小电机技术展上,日本各大公司都展出各式各样的直线电机,速度快,定位精度高,已广泛使用。
电动汽车用的主驱动电机和控制器国内处于研制、开发阶段,尚未进入批量生产,而国外混合电动汽车用的主驱动电机和控制器已进入商品,实现批量生产。
3 “十二五”微特电机发展的总体思路、发展战略和发展目标3.1市场预测和分析现代微特电机需求量大,应用于各个领域,使用面广,人们可以通过一个家庭拥有微特电机数量的多少来衡量一个国家发展水平。
据不完全统计,西方发达国家每个家庭平均拥有50~100台微特电机,我国大城市居民平均家庭拥有量大约在10~30台左右,具有庞大的潜在市场。
微特电机的应用市场,一定程度上与社会发展水平相适应的。
按照当前微特电机使用数量进行了排位:①信息处理机器(含通讯器材),约占31%。
②视听设备,占 17 %。
③汽车用微特电机,占26%。
④家用电器,占23%。
⑤工业机械和机器人、武器装备、轻工机械、农业机械,医疗设备、保健设备等用微特电机约占3%。
(1)信息处理机器用的微特电机信息产业和信息技术以微电子技术为核心,通信与网络为先锋,计算机及软件为基础。
而在信息产品和支撑信息时代的半导体制造设备、电子装置中,包括信息输入、存储、处理、输出、传递等环节,通信设备一般也包括在其中,使用各种各样微特电机。
例如,据国家统计局最新统计,2009年我国信息产品进出口总值2952.4亿美元,主要出口商品分别为笔记本电脑和手机,2009年全球手机总产量11.3亿部,我国手机产量6.19亿部(数据为规模以上企业,不包含山寨手机产品),笔记本电脑产量超过微型计算机,2009年出口达1.25亿台,另外还有打印机、传真机、复印机等设备。
据估计,2010年手机和笔记本电脑的出口数量比上一年有望增长10%和13%。
这一领域微特电机的需求量会随着信息化发展而高速增长,当前需求量约占微特电机总需求量的31%。
信息处理设备使用的微特电机主要有:永磁直流电机、无刷直流电机、步进电机、单相异步电机、同步电机、有刷/无刷风机、振动电机、直线电机等。
这一领域所使用的精密无刷电动机、精密步进电动机基本上被日本厂商垄断,日本已生产流体动压轴承无刷电机,我国该技术尚属空白。
我国的企业仅在振动电机和个别品种步进电机上有一定生产量,但规模不大,产品档次正不断提高。
(2)视听设备用微特电机音响、视像设备已经成为消费类电子产品新的经济增长点,各类配套微特电机产品的总产量和质量都有较快的发展和提高。
传统使用微特电机的产品有录音机、录像机、摄像机、照相机、DVD等,近年来发展起来有数码照相机、数码摄像机、数字式摄录一体机和家庭影院等。
据海关统计2009年我国出口摄像机、DVD、数码相机、收录(放)音机及组合机的数量为5.5亿台、1.23亿、0.94亿和1.29亿台,比上一年变化为+5.37% 、-3.78%、-8.69、-40.56%。
其中近年来收录(放)音机的数量有较大降幅,逐渐为MP3、MP4替代。
所有视听产品使用的电机约占微特电机总需求量的17%左右。
该领域目前使用的电机大部分为有刷永磁直流电动机,随着视听产品的薄型化、高速化,无刷电机在该领域将不断增加配套量。
该领域电机绝大部分由在华外商独资企业生产,如日本万宝至公司,日本是最大的电机供应国。
我国民族微特电机批量生产最早是国有企业,从音响电机开始形成了18条生产线,但后来逐步被民营企业替代。
民营企业经近十年的快速发展,视听设备用永磁有刷直流电动机已初具规模,已逐步打进外商整机厂,但在高档精密微特电机方面与日本企业存在一定差距。
(3)汽车用微特电机微特电机是汽车上的关键零部件之一,每辆经济型汽车配备30台以上小电机,高级轿车至少配备60台以上小电机,豪华型轿车配备近百台小电机,汽车用微特电机占总需求量的26%左右。
同时,世界各汽车制造商都十分重视电动汽车的开发,混合电动汽车已小批量投入市场。
据资料据统计,2009年全球汽车产销前十个国家的汽车产量为4761.9万辆,估计对微特电机的需求量超过20亿台,再加上汽车的二级维修市场,还有约三成微特电机等零部件的需求。
2009年我国汽车产销分别达到1379.1万辆和1364.5万辆,产销量首次超过美国成为世界第一大汽车产销国。
随着汽车电子产业的迅速发展,也为汽车用微特电机产品提供大有可为的发展空间。
我国将汽车产业作为支柱产业,发展迅速,同时汽车零部件全球采购趋势增强,因此我国微特电机企业要重视这块国内外市场。
汽车用微特电机主要分布于汽车的发动机、底盘、车身三大部位及附件中,在电动汽车中电机还是汽车的动力系统。
(4)家用电器用微特电机家用电器用微特电机是我国民族微特电机制造业中的主导产品,主要产品有空调器、洗衣机、电冰箱、微波炉、电风扇、吸尘器、跑步机、抽油烟机、洗碗机、面包机、榨汁机、电动牙刷、电吹风、厨房废物处理器、搅拌器等。
据国家统计局最新数据统计,2010年上半年全国家用洗衣机、吸尘器、空调、电冰箱、电风扇、吸排油烟机的生产数量分别为2724.6万台、3368.7万台、5992.3万台、3895.0万台、8553.1万台、830.5万台,比上一年有较大增幅。