2023年中國空心杯電機行業(yè)全景速覽：行業(yè)市場規(guī)模不斷擴大，國內(nèi)技術(shù)進步空間較大[圖]

摘要：

一、發(fā)展環(huán)境：政策推動行業(yè)發(fā)展，突破空心杯電機關(guān)鍵核心技術(shù)

2023年，空心杯電機相關(guān)政策出臺。3月17日，國家發(fā)改委、市監(jiān)局印發(fā)《關(guān)于進一步加強節(jié)能標準更新升級和應(yīng)用實施的通知》，提出在工業(yè)領(lǐng)域，加快修訂行業(yè)強制性能耗限額標準，提升電機等重點用能產(chǎn)品設(shè)備強制性能效標準，努力實現(xiàn)標準指標國際先進；9月1日，工信部等部門印發(fā)《機械行業(yè)穩(wěn)增長工作方案（2023—2024年）》，提出著力提升產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力，突破系統(tǒng)控制、液壓等關(guān)鍵核心技術(shù)和零部件，補齊產(chǎn)業(yè)發(fā)展短板。引導(dǎo)企業(yè)加強新能源工程機械用電池、電機、電控等關(guān)鍵核心零部件攻關(guān)和規(guī)模應(yīng)用；11月2日，工信部印發(fā)《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》，提出面向人形機器人高爆發(fā)移動需求，突破高功率密度液壓伺服執(zhí)行器，打造高緊湊液壓馬達、缸、泵、閥及一體化單元系列產(chǎn)品。突破高力矩密度減速器、高功率密度電機、伺服驅(qū)動器等融合的高精度電驅(qū)動執(zhí)行器，打造電驅(qū)動旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、電推桿產(chǎn)品。

二、發(fā)展現(xiàn)狀：行業(yè)市場規(guī)模不斷擴大，國內(nèi)技術(shù)進步空間較大

空心杯電機憑借其卓越性能在市場上獲得了廣泛認可。相比于有刷直流電機的壽命僅有幾百個小時，空心杯電機通常具有更長久的壽命，預(yù)計在1000-3000小時之間。隨著工業(yè)技術(shù)飛速發(fā)展和下游需求的不斷增加，全球空心杯電機行業(yè)市場規(guī)模也在持續(xù)擴大。根據(jù)NTCysd的數(shù)據(jù)顯示，2022年全球空心杯電機行業(yè)市場規(guī)模為51.6億元，同比增長了9.13%。而預(yù)計在2023年，全球空心杯電機行業(yè)市場規(guī)模將進一步擴大至56.1億元，同比增長8.68%。該行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)增長主要歸因于空心杯電機在許多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。其優(yōu)異性能使其成為各種工業(yè)設(shè)備和產(chǎn)品中不可或缺的關(guān)鍵組件。隨著智能化和自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，智能設(shè)備的興起，醫(yī)療器械和航空航天領(lǐng)域的需求增加，市場規(guī)模的擴大是必然趨勢。

三、企業(yè)格局：企業(yè)業(yè)績指標承壓，仍持續(xù)致力于創(chuàng)新和發(fā)展

據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)，2022年全球空心杯電機CR5為67%，前五名企業(yè)包括Faulhaber、Portescap、Allied Motion Technologies、Maxon Motor 及NideCopal Corporation，國際頭部企業(yè)歷史沉淀悠久，技術(shù)積累深厚，營收規(guī)模處于前列；國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)鳴志電器、鼎智科技、拓邦股份均有空心杯電機產(chǎn)品布局，由于發(fā)展較晚，在規(guī)模和技術(shù)積累等方面與國際頭部企業(yè)相比存在一定差距。

四、發(fā)展趨勢：智能化驅(qū)動行業(yè)發(fā)展，空心杯電機拓展高端應(yīng)用需求

高性能永磁材料具有較高的磁能積、矯頑力、磁場穩(wěn)定性和磁化可逆性，可以提供更高的磁場強度和更低的磁損耗，并使得空心杯電機能夠更準確地控制和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子位置和速度，可以讓空心杯電機在更廣泛的工作溫度范圍內(nèi)運行?？招谋姍C將充分利用這些特性，提高電機的功率密度和效率，并拓展空心杯電機的應(yīng)用領(lǐng)域，使其能夠在惡劣環(huán)境條件下正常工作等。通過運用高性能永磁材料，將推動空心杯電機在高端應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。例如，人形機器人、航空航天、新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域?qū)Ω吖β拭芏取⒏咝屎透呖煽啃缘碾姍C需求較高。

關(guān)鍵詞：空心杯電機、發(fā)展環(huán)境、發(fā)展現(xiàn)狀、企業(yè)格局、發(fā)展趨勢

一、發(fā)展環(huán)境：政策推動行業(yè)發(fā)展，突破空心杯電機關(guān)鍵核心技術(shù)

空心杯電機是一種采用無鐵芯轉(zhuǎn)子的直流永磁伺服控制電動機，在結(jié)構(gòu)上突破傳統(tǒng)電極的轉(zhuǎn)子形式，從而徹底消除鐵芯形成渦流所造成的功率損耗，具有良好的控制特性和伺服性能。同時其重量和轉(zhuǎn)動慣量大幅降低，從而減少了轉(zhuǎn)子自身的機械能損耗?？招谋姍C分為有刷和無刷兩種，有刷空心杯電機轉(zhuǎn)子無鐵芯，通過換向器和碳刷的交替接觸，使線圈電流方向隨著電機的轉(zhuǎn)動而變化。然而，由于碳刷的摩擦，會導(dǎo)致能量損耗，需要定期更換碳刷。此外，碳刷與線圈接線頭之間的斷續(xù)接觸會產(chǎn)生電火花，并干擾電子設(shè)備。有刷空心杯電機采用空心杯線圈轉(zhuǎn)子，具有無齒槽轉(zhuǎn)矩、小轉(zhuǎn)動慣量、靈敏反應(yīng)和高扭矩的特點，適用于對產(chǎn)品靈敏性和可靠性要求較高的行業(yè)；無刷空心杯電機定子無鐵芯，使用電子線路適時切換線圈中電流的方向，確保產(chǎn)生正確方向的磁力來驅(qū)動電機。由于采用自控式運行，無刷空心杯電機無需像變頻調(diào)速下的同步電機那樣在轉(zhuǎn)子上額外增加啟動繞組，也能避免在負載突變時產(chǎn)生振蕩和失步現(xiàn)象。無刷空心杯電機采用無齒槽結(jié)構(gòu)線圈，消除了齒槽轉(zhuǎn)矩，并大幅提升了電機的效率和功率密度。它適用于需要長時間連續(xù)運行和具有較高控制要求或可靠性要求的應(yīng)用場景。

空心杯電屬于直流永磁的伺服、控制電動機，也可以將其歸類為微特電機。主要由軸承、鑄件、電刷、換向器、塑料、磁鐵、線圈等組成。其在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)直流電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式，采用的是無鐵芯轉(zhuǎn)子，也因此具備輕量化、節(jié)能、響應(yīng)迅速等優(yōu)點。而空心杯電機的核心生產(chǎn)壁壘主要集中在線圈的設(shè)計、繞線工藝和繞線設(shè)備三大方面。線圈的繞制過程直接影響了空心杯電機體積、轉(zhuǎn)速、功率密度和良率等性能。直繞式繞線可以實現(xiàn)較高的槽滿率，但中部壁厚較薄，線路的堆疊排列容易不整齊，因此通常適用于匝數(shù)要求較少的線圈繞制。而斜繞式和馬鞍式則是目前國際廠商主流采用的線型設(shè)計，其中馬鞍式繞線相比之下更節(jié)省材料，并且功率更小?？招谋姍C下游領(lǐng)域最初被應(yīng)用于航空航天、軍事等尖端行業(yè)，近幾年應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴展至民用市場，如醫(yī)療裝置、消費類電子產(chǎn)品、電動工具、工業(yè)自動化等場景中。

2023年，空心杯電機相關(guān)政策出臺。3月17日，國家發(fā)改委、市監(jiān)局印發(fā)《關(guān)于進一步加強節(jié)能標準更新升級和應(yīng)用實施的通知》，提出在工業(yè)領(lǐng)域，加快修訂行業(yè)強制性能耗限額標準，提升電機等重點用能產(chǎn)品設(shè)備強制性能效標準，努力實現(xiàn)標準指標國際先進；9月1日，工信部等部門印發(fā)《機械行業(yè)穩(wěn)增長工作方案（2023—2024年）》，提出著力提升產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力，突破系統(tǒng)控制、液壓等關(guān)鍵核心技術(shù)和零部件，補齊產(chǎn)業(yè)發(fā)展短板。引導(dǎo)企業(yè)加強新能源工程機械用電池、電機、電控等關(guān)鍵核心零部件攻關(guān)和規(guī)模應(yīng)用；11月2日，工信部印發(fā)《人形機器人創(chuàng)新發(fā)展指導(dǎo)意見》，提出面向人形機器人高爆發(fā)移動需求，突破高功率密度液壓伺服執(zhí)行器，打造高緊湊液壓馬達、缸、泵、閥及一體化單元系列產(chǎn)品。突破高力矩密度減速器、高功率密度電機、伺服驅(qū)動器等融合的高精度電驅(qū)動執(zhí)行器，打造電驅(qū)動旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、電推桿產(chǎn)品。

二、發(fā)展現(xiàn)狀：行業(yè)市場規(guī)模不斷擴大，國內(nèi)技術(shù)進步空間較大

空心杯電機憑借其卓越性能在市場上獲得了廣泛認可。相比于有刷直流電機的壽命僅有幾百個小時，空心杯電機通常具有更長久的壽命，預(yù)計在1000-3000小時之間。隨著工業(yè)技術(shù)飛速發(fā)展和下游需求的不斷增加，全球空心杯電機行業(yè)市場規(guī)模也在持續(xù)擴大。根據(jù)NTCysd的數(shù)據(jù)顯示，2022年全球空心杯電機行業(yè)市場規(guī)模為51.6億元，同比增長了9.13%。而預(yù)計在2023年，全球空心杯電機行業(yè)市場規(guī)模將進一步擴大至56.1億元，同比增長8.68%。該行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)增長主要歸因于空心杯電機在許多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。其優(yōu)異性能使其成為各種工業(yè)設(shè)備和產(chǎn)品中不可或缺的關(guān)鍵組件。隨著智能化和自動化技術(shù)的不斷發(fā)展，智能設(shè)備的興起，醫(yī)療器械和航空航天領(lǐng)域的需求增加，市場規(guī)模的擴大是必然趨勢。

從區(qū)域分布來看，中國和歐洲是空心杯電機行業(yè)的主要市場。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2022年中國的空心杯電機產(chǎn)量占據(jù)全球比重的56%，歐洲占15%，北美占11%。然而，盡管中國在產(chǎn)量上占據(jù)了較大比重，歐洲企業(yè)在高端市場上占據(jù)著領(lǐng)先地位。這主要是因為在電機材料選用、本體設(shè)計和機電控制方案配置等方面，歐洲企業(yè)具有更為先進的技術(shù)和經(jīng)驗。他們在電機材料的理論研究和加工鍍膜工藝上更為扎實，同時擁有強大的小尺寸電機設(shè)計能力和豐富的驅(qū)動配置方案。這些優(yōu)勢使得歐洲企業(yè)能夠提供高品質(zhì)、高性能的空心杯電機產(chǎn)品，贏得了高端市場的競爭優(yōu)勢。對于中國企業(yè)來說，要縮小與歐洲企業(yè)的差距，需要加強技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新能力。在電機材料的理論研究和工藝加工上進行深入探索，提高本體設(shè)計水平，并加強機電控制方案的研發(fā)與配置能力。同時，積極開展國際合作和交流，吸收歐洲企業(yè)的先進經(jīng)驗和技術(shù)，可以加速中國企業(yè)在高端市場的發(fā)展進程。

無刷空心杯電機相比有刷空心杯電機具有更長的壽命，通常能夠達到約20000小時。從產(chǎn)品類別來看，2022年全球有刷空心杯電機市場規(guī)模為4.92億美元，占比為65.8%；而無刷空心杯電機市場規(guī)模為2.56億美元，占比為34.2%。無刷空心杯電機因其較長的壽命和優(yōu)秀的性能，在市場上占據(jù)著越來越重要的地位，并有望在未來繼續(xù)擴大其市場份額。

相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《中國空心杯電機行業(yè)市場供需態(tài)勢及發(fā)展趨向研判報告》

三、企業(yè)格局：企業(yè)業(yè)績指標承壓，仍持續(xù)致力于創(chuàng)新和發(fā)展

據(jù)QYResearch數(shù)據(jù)，2022年全球空心杯電機CR5為67%，前五名企業(yè)包括Faulhaber、Portescap、Allied Motion Technologies、Maxon Motor 及NideCopal Corporation，國際頭部企業(yè)歷史沉淀悠久，技術(shù)積累深厚，營收規(guī)模處于前列；國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)鳴志電器、鼎智科技、拓邦股份均有空心杯電機產(chǎn)品布局，由于發(fā)展較晚，在規(guī)模和技術(shù)積累等方面與國際頭部企業(yè)相比存在一定差距。

1、鳴志電器

作為國內(nèi)機電產(chǎn)品領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，鳴志電器專注于智能電機技術(shù)的研究和生產(chǎn)制造，并致力于成為信息化和自動化領(lǐng)域的綜合性解決方案提供商。公司主要專注于精密控制電機加直線傳動、加減速機和運動控制系統(tǒng)的模組化產(chǎn)品。根據(jù)2023年前三季度的財務(wù)數(shù)據(jù)顯示，鳴志電器的營業(yè)收入為19.16億元，同比下降9.80%；歸母凈利潤為0.84億元，同比下降47.53%。這一下降趨勢主要是由于下游需求恢復(fù)速度放緩所導(dǎo)致的。同時，公司還面臨著上海工廠搬遷和越南生產(chǎn)基地啟用所帶來的一系列費用壓力。盡管公司在市場競爭中遇到了一些挑戰(zhàn)，但鳴志電器仍然持續(xù)致力于創(chuàng)新和發(fā)展。為了應(yīng)對市場變化，公司可以加強與客戶的緊密合作，深入了解他們的需求，并提供符合市場需求的定制化解決方案。此外，通過提高生產(chǎn)效率和優(yōu)化成本結(jié)構(gòu)，公司可以降低運營成本，并提升盈利能力。

2、鼎智科技

鼎智科技是一家定制化精密運動控制解決方案提供商，主要產(chǎn)品包括線性執(zhí)行器、混合式步進電機、直流電機、音圈電機及其組件等。2023年前三季度，公司營業(yè)收入為2.38億元，同比下降7.51%；研發(fā)投入占營收比例為6.81%，較去年年末減少2.00個百分點。雖然公司在2023年前三季度遭遇營收下降的挑戰(zhàn)，但是公司仍致力于不斷推進研發(fā)和創(chuàng)新，并在北交所上市，募集資金用于鼎智科技智能制造基地建設(shè)項目、鼎智科技研發(fā)中心建設(shè)項目和補充流動資金項目。此外，鼎智科技也積極開發(fā)新產(chǎn)品。2023年5月，鼎智科技推出了DSM系列簡易模組，該模組采用鼎智高精度絲桿步進電機，并結(jié)合H級及以上滑軌組成，最大程度精簡結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證有較高的精度和承載能力，運行順滑。該模組不僅在工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中受歡迎，在醫(yī)療器械、機器人等領(lǐng)域也越來越廣泛應(yīng)用。

四、發(fā)展趨勢：智能化驅(qū)動行業(yè)發(fā)展，空心杯電機拓展高端應(yīng)用需求

1、行業(yè)逐步向智能化、模組化方向深入發(fā)展

隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和自動化技術(shù)的快速發(fā)展，空心杯電機將更多地融入智能化系統(tǒng)中。通過與傳感器、控制器和通信設(shè)備的連接，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和控制，從而提高生產(chǎn)效率和精確度。與此同時，智能化的空心杯電機將能夠自動調(diào)整運行參數(shù)、進行故障診斷和預(yù)測維護，減少人工干預(yù)和提高系統(tǒng)的可靠性。

為了滿足用戶對靈活性和定制化需求的增加，空心杯電機將趨向于模塊化設(shè)計。模組化設(shè)計使得不同功能的模塊可以獨立設(shè)計和組裝，從而實現(xiàn)快速定制和替換。用戶可以根據(jù)具體需求選擇不同的模塊，例如不同的功率、轉(zhuǎn)速范圍或接口類型，從而簡化產(chǎn)品開發(fā)流程和降低成本。此外，模塊化設(shè)計還能夠提高產(chǎn)品的可維護性和升級性。因為模塊之間是相互獨立的，所以當某個模塊出現(xiàn)故障需要維修時，只需更換該模塊而不會影響其他模塊的正常運行。同時，通過升級某些模塊，可以使整個系統(tǒng)具備更高的性能和功能。

2、高性能永磁材料應(yīng)用推動行業(yè)拓展高端應(yīng)用需求

高性能永磁材料具有較高的磁能積、矯頑力、磁場穩(wěn)定性和磁化可逆性，可以提供更高的磁場強度和更低的磁損耗，并使得空心杯電機能夠更準確地控制和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子位置和速度，可以讓空心杯電機在更廣泛的工作溫度范圍內(nèi)運行?？招谋姍C將充分利用這些特性，提高電機的功率密度和效率，并拓展空心杯電機的應(yīng)用領(lǐng)域，使其能夠在惡劣環(huán)境條件下正常工作等。通過運用高性能永磁材料，將推動空心杯電機在高端應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。例如，人形機器人、航空航天、新能源汽車、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域?qū)Ω吖β拭芏?、高效率和高可靠性的電機需求較高。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（yhcgw.cn）發(fā)布的《中國空心杯電機行業(yè)市場供需態(tài)勢及發(fā)展趨向研判報告》。智研咨詢是中國領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。