机电一体化发展的历史和趋势(2022年度回顾：智能控制器的发展契机与新势力)

Posted 2023-05-29

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机电一体化发展的历史和趋势(2022年度回顾：智能控制器的发展契机与新势力)

　　【哔哥哔特导读】即将过去的2022年里，传统基础的智能控制器市场增长并不明显，甚至出现下滑，但在新能源领域呈现了上升趋势。智能控制器行业是否会发生新的市场面貌......

　　智能控制器作为自动控制系统的“大脑”，是可以让被控制对象具有期望的性能或状态的控制设备。智能化趋势的明显发展，让智能控制器不仅只应用在传统的智能家电、智能家居、电动工具领域，而且在汽车电子、新能源等领域也得到广泛应用。智能控制器行业的市场范围由此进一步扩大。在政策和市场需求的推动下，当前的智能控制器行业同时面临着技术创新难题和新的市场机遇。

　　图源包图网

　　2022年度，智能控制器行业整体的市场增长情况如何?细分市场会发生怎样的起伏变动?它们对半导体器件的需求又会提出哪些要求?本期《对话》栏目针对本年度智能控制器行业的发展状况展开问答，同时邀请国内知名智能控制器厂商以及上游器件供应商的资深技术和市场人员，更多角度地呈现当前智能控制器行业的应用情况，了解市场进展新形势，及时把握行业发展的律动脉搏。

　　对话问题导览：

　　1.据您了解，2022年智能控制器行业的发展情况怎么样?哪些应用领域的市场涨跌幅度明显?

　　2.根据您所在的领域，您认为智能控制器发展目前存在着哪些技术创新空间?对主控芯片及外围器件有哪些要求?

　　3.作为中游智能控制器厂商，您认为与上游元器件供应商合作时出现了哪些困扰?可以如何解决?

　　4.作为上游元器件供应商，您对智能控制器厂商工程师在供应方面提出的技术支持不到位、车载类芯片交期长等问题怎么看?

　　5.从行业角度谈谈智能控制器未来的应用及技术发展趋势或市场前景。

　　对话嘉宾：

　　1.据您了解，2022年智能控制器行业的发展情况怎么样?哪些应用领域的市场涨跌幅度明显?

　　凌鸥创芯黄致恺：智能控制器的发展带动了生活的便利性，从白色家电的变频化与连网功能、汽车电子与新能源汽车产品的普及、居家的健康医疗如跑步机拉力机等健身器材，智能控制器将MCU芯片导入控制器的设计，使得产品更智能化。随着中国半导体产业的健全，使中国制造与中国设计的产品得以使用更多中国芯设计的产品，智能化的年增长率以超过10%的高速发展。并从应用领域的来看，因为新能源汽车的普及与辅助驾驶安全功能的提升，智能控制器迅速普及汽车电子、水泵、空用空调压缩机、车载冰箱、汽车座椅/通风都加速了智能控制器的导入。

　　拓邦股份内部人士：今年智能控制器行业的客户需求大概降了3~4%。目前，家电智能控制器跌得比较厉害，电动工具有一些微增长，然后汽车电子和新能源领域应该是有增长。像储能智能控制器近几年比较火，大家都在布局，但其实还处于比较初级的阶段，还没有实质性的产出量。

　　必易微叶俊：由于国家政策的支持，上游半导体产品技术的发展以及下游消费需求的提升等多方面因素的推动，智能控制行业的发展和前景持续向好。目前，智能控制器领域在汽车电子、智能家居、电动工具等方面都有显著的增长空间。

　　和而泰徐春龙：整体情况跟去年差不多，稍微差那么一点点。基本上新能源和电池管理领域的智能控制器应该是会涨得会比较明显。电动工具好像应该是有下降。

　　灵动股份官兵：智能控制器行业发展还是很稳定，其中汽车电子市场在新能源汽车快速发展带动下，涨幅非常明显。灵动股份也在今年9月发布首款车规MCU：MM32A0140，明年会陆续发布MM32A5高性能车规和MM32AS车规电机系列产品。

　　瑞德智能华昇：从整个行业来讲，肯定是越来越多智能型的控制板。以前不需要加智能功能，多加功能纯硬件即可，现在越来越多偏软件控制的功能。

　　永铭电子程永：智能控制器主要应用在物联网行业，但由于这两年疫情，消费类电子领域整体是在下滑，整个智能控制器行业都受到影响。不过随着万物互联逐渐深入，我觉得智能控制器行业大体的市场还是好的。

　　国民技术刘亚明：智能控制器的应用行业非常广泛，比如在家用电器、汽车电子以及健身器材等领域都有广泛应用，而随着消费者在这些领域的智能化需求的增长，终端产品对智能控制器的要求也越来越高。2022年整体消费市场疲软，受到大环境影响，智能控制器在消费领域表现较弱，但是，在新能源等新兴行业应用领域，受产业政策拉动比较明显，市场有着比较大的向上拉升。

　　朗特智能田松林：今年好像都不太行，我们的订单也不太多，相比去年是有所下滑。对于我们公司来说，今年电子烟和BLDC电机基本还比较好，消费类电子有很大下滑。

　　贝仕达克卢成登：应该变化不大。除了新能源领域有所增长，其他家电和电动工具等细分领域都是下滑的。

　　普森美邓光剑：目前国内以汇川技术领头的电机行业还是在稳步增长，机器人改造相比前年增长的速度有所放缓。受国外经济环境和国内的房地产政策影响，电动工具方面今年是下降严重，再加上去年整个国内备货比较多，现在也处于去库存的阶段。家用电器的控制器今年实际上是微幅下调了。整体来看，控制器行业今年不是很理想。

　　目前控制器的器件都在用国产替代，以保护器件来讲，采样电阻、切片的合金电阻和TVs等器件都会在控制板上用到，跟随着市场的需求有的领域增长，有的领域下降。但智能控制器肯定是未来发展的趋势，这也是我们的机会点。

　　2.根据您所在的领域，您认为智能控制器发展目前存在着哪些技术创新空间?对主控芯片及外围器件有哪些要求?

　　拓邦股份内部人士：目前应该可能电机跟控制器配套的机电一体化提供方式的发展趋势会比较明显。整体来讲，8位MCU可能慢慢会被淘汰，因为目前使用32位MCU是主流，后面可能会用到64位MCU。在功能上，我们在选择一款主控芯片时会看接口功能是否丰富、触摸显示功能能否扩展等等。对于其他的外围器的要求，具体还是要根据行业来分。

　　灵动股份官兵：智能控制器对应主控芯片，需要高可靠型、稳定性和低功耗产品。对应市场要求，灵动股份今年量产了基于安谋科技STAR-MC1内核，最高主频达到120MHz，具有192KB SRAM，Flash最高可达2.25MB，主要面向高性能市场的MM32F5系列，目前包含MM32F5270和MM32F5280两个产品。STAR-MC1内核是安谋科技推出的新内核，很多性能方面比之前的Cortex-M3或Cortex-M4系列有很大提升，该内核集成浮点运算单元FPU以及高速存储器架构。

　　其次是低功耗系列MM32L0130，是基于Arm® Cortex®-M0+内核;最高主频48MHz，集成8KB SRAM以及64KB Flash;集成段码LCD驱动;功耗低至100nA;集成红外调制模块，适用于遥控器等低功耗应用;具备硬件RTC，在低功耗下保证准确计时;集成低功耗串口通讯模块LPUART，用于在低功耗模式下仍能收发数据。

　　和而泰徐春龙：技术创新的空间主要是看细分行业。在电机控制器领域，我觉得将来硬件方面应该会像专用类的芯片去发展，不再那么依赖软件算法的发展，算法硬件化的应用层面可能会更容易、更广泛一些。我觉得各行各业以后都会朝着这个方向去发展。

　　行业有所不同，控制器对主控芯片的要求肯定也不一样。但是从通用层面来讲，第一个肯定是主频频率速度、运算速度越来越高，同时由于行业的竞争，芯片价格会更低。高端芯片可能会逐步替代低端芯片，比如32位MCU或者大容量的高速芯片去逐步淘汰以前的4位MCU或8位MCU。工程师的开发更容易模块化，芯片切换移植可能会更方便，而且公司对技术管理或软件管理成本上会有所减少。对于其他的外围器件，要求基本比较稳定。但是功率器件肯定是向大容量、低价格、散热好等方面发展。

　　凌鸥创芯黄致恺：智能控制器的趋势必然是更智能，运算速度越快，功能越专业以及体积越小。主控芯片在智能控制器的发展上，可以更多高度的整合，例如将更大的memory集成、更多电源芯片的集成、或是将更多通讯接口的设计进芯片，都是主控芯片的发展方向，对于外围器件必须得越少越好。

　　普森美邓光剑：未来BLDC电机可能会成为主流，所以像这种变频电机的输出要稳定，对要用到贴片的采样电阻要求输出更精准，而且这一类器件只会增加，不会减少。另外出口的电器会增加周边器件的防护功能，所以也对保险丝、TVs等增加用量，进行多重保护。

　　国民技术刘亚明：随着控制器产品的升级迭代，除了在产品功能和智能化程度上的不断创新演进，安全性方面也越来越引起重视。在物联网环境下的控制器相关通讯联网等信息安全问题日益突显，这方面的技术创新成为智能控制器需要考虑的重点之一。国民技术通用MCU产品由于内置国密和国际密码算法硬件加速引擎，采用Flash存储加密、多用户分区管理、写保护(WRP)、多种读保护(RDP)等级(L0/L1/L2)、加密下载等诸多芯片级安全技术，在保护控制器知识产权和联网信息安全方面具有独特优势。在多数情况下可减少控制器对独立安全芯片的依赖，从而节省用户成本。

　　瑞德智能华昇：我现在主要做的是车载冰箱控制器。我们一般偏工业级和车规级的方向去选主控芯片，看是否集成LDO、预驱等性能，再根据芯片来定外围器件。目前使用32位MCU的主控芯片应该是慢慢发展的趋势。

　　必易微叶俊：智能控制器所涉及的领域较为宽广，既有软件算法也有硬件技术。就控制芯片而言，技术创新趋向于集成化、小型化。对主控和外围器件来说，个人认为主要的要求有提高可靠性、集成度、方案性价比，还有节能环保、低功耗等方面。

　　朗特智能田松林：我们公司未来主要以新能源方面为主的太阳能光伏充电，目前也在筹备这方面的技术。通用来讲，主控芯片要集成ADI采样、PWM驱动以及通讯等功能。由于前年芯片短缺，我们也会找一些替代方案。公司历经10多年的积累，偏向国内器件供应商比较多，像功率器件、电解电容、电感等外围器件供应都没问题。

　　贝仕达克卢成登：根据需求肯定会有创新，包括一些新型的驱动、节能等方面。智能控制器对于主控芯片以及外围器件标准跟之前还是一样的，但待机功耗在不断的降低，还是看具体的细分领域。目前国内的主控芯片和外围器件供应商基本可以满足需求，已经逐渐国产化。

　　永铭电子程永：目前万物互联逐步深入，特别是智能家居领域集成化提高，它们对电容器的小型化尺寸要求较多。而且现在很多终端客户要求在容量和整体性能不变的情况下，体积做到最小、最好，逐步把终端产品做得小而美。

　　时恒电子冯昌明：南京时恒电子是专业研发制造NTC热敏电阻及温度传感器超过20年的企业。目前，终端客户方面提出的新要求有：

　　a、更小尺寸的抑制浪涌电流用NTC热敏电阻，以满足安装空间的要求;

　　b、测温精度更高的测温型NTC热敏电阻，以满足高精度测温的要求;

　　c、宽温区测温精度更高的测温型NTC热敏电阻，以满足在一个测温区间内都保持测温的一致高精度;

　　d、测温头尺寸更小的测温型NTC热敏电阻，以满足在可穿戴、医疗等方面的特殊要求。

　　可用于穿戴上的小尺寸电阻产品

　　3.作为中游智能控制器厂商，您认为与上游元器件供应商合作时出现了哪些困扰?可以如何解决?

　　拓邦股份内部人士：最主要的问题可能还是去年供应链比较困难的时候，缺少技术支持，今年又销库一些。而且受到疫情影响，供应商的工期停停摆摆，部分汽车类器件交期拉长。其他器件应该是相比去年而言有所缩短。

　　和而泰徐春龙：那肯定是有的了。比如某一厂商的单片机，它种类可能比较多，技术支持本身都不够专业，然后去支持芯片，特别是国外产品的技术支持更存在这种情况。因为他们有些可能不完全开放，还是属于比较保密阶段，只支持一部分，不是所有东西都会提供，但是应用当中又需要用到这些，所以碰到这种问题的时候很苦恼。国内厂商在技术支持上比国外要好一些，毕竟是国内厂商好沟通很多。

　　对于以上情况，我觉得一方面自己对这方面的技术要自己开发;另一方面是寻找服务更好的供应商。基本上就这两点。

　　瑞德智能华昇：国内芯片的交期相对缓解，但是有些客户指定要国外的车规级芯片，备货周期起码要4个月，有的需要半年，甚至一年。这就需要采购提前协商解决了。

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　　4.作为上游元器件供应商，您对智能控制器厂商工程师在供应方面提出的技术支持不到位、车载类芯片交期长等问题怎么看?

　　必易微叶俊：合作共赢永远是市场的主旋律。经历了去年市场的缺货行情，目前市场的供货情况已经大为好转。作为半导体芯片供应商，我们会积极和客户做深入的沟通和交流，对客户技术的支持既能为客户提供更好的服务，也能为我们自身技术的成长提供方向，这也是推动产品和技术发展非常重要的环节。

　　凌鸥创芯黄致恺：智能控制器多数使用了eflash工艺，在有限的晶圆厂资源条件下，与车载芯片一样都使用了比较特别的工艺设计，因此容易因为市场发展迅速使供货变得紧张。

　　灵动股份官兵：灵动股份目前在上海、深圳、南京、苏州、青岛、佛山等地均有布局，并在海外设立了办事处和全资子公司，正逐步走向全球化。另外，灵动股份的整个服务团队，无论从技术，还是从软、硬件，以及我们的FAE团队，都是处于领先的。拥有强大的技术支持团队，才能更好地为客户做技术支持服务。在2021年底，灵动股份量产了12寸晶圆产品，芯片从晶圆生产，到封装测试都选择国内可靠的供应商，保障了稳定的供货能力。

　　永铭电子程永：我们一直有一个口号，叫“电容应用，有困难找永铭”。实际上，我们做的非标品类定制化电容比较多。很多从客户从产品研发阶段就对电容提出了很高的要求，但是市面上找不到这种电容，我们就很愿意为客户做量身化的定制，包括产品的性能、尺寸等方面。相比同行来说，我认为永铭电子的前期服务是比较有优势的。

　　普森美邓光剑：我们在大陆的生产制程可以自己管控工艺，产品特性能够对标一些国外品牌，品质完全符合市场标准，而且在价格上至少有20%的减幅优势。交付上，我们标准品的交付周期大概在4周。如果是一些特殊品，需要买原材料，可能要4~8周的交付周期。我们的优势就体现在交付时间和性价比保障上。

　　时恒电子冯昌明：对于供应方面的技术支持不到位、供应周期长等问题，可以找有良好口碑、品牌过硬、规模大的企业，比如时恒电子。

　　5.从行业角度谈谈智能控制器未来的应用及技术发展趋势或市场前景。

　　拓邦股份内部人士：智能化和集成化后续肯定是越来越明显。随着各种电器的出现和人工智能技术的发展，智能控制器的使用肯定会越来越普及。整体来讲，我是比较看好智能控制器的发展前景。

　　国民技术刘亚明：智能控制器除了在产品稳定性，高性能、低功耗、安全可靠、易连接等这些基本技术特性上会进一步得到持续优化和大幅提升外，智能化、全联网的智能控制器将成为趋势。预计未来智能安全控制器体量会呈现指数级增长，特别是在新能源汽车的V2X应用方面，安全控制至关重要，将大量使用具有安全功能的智能控制器产品。

　　和而泰徐春龙：用一句话来概括，就是老行业，新突破。像家电、汽车控制器等方面做得比较成熟，基本上稳定了，接下去看看有哪些新兴行业会异军突起，但如果有新兴行业突出了，这方面配套肯定是要上去的。在政策影响下，太阳能、储能、新能源汽车等新能源应用领域逐渐突出，但是家电等领域作为消费类发展的基础，虽然技术含量、利润可能都达到瓶颈，但是它的应用面比较广一些，市场体量还是比较大的。

　　总体发展来说，智能控制器也是制造业的重要分支。无论就业方面，还是国家的基础建设方面，我觉得智能控制器市场还是有发展前景的。

　　凌鸥创芯黄致恺：万物智连是进元宇宙或是智能时代的一个非常贴切的口号，手表、汽车或是吹风机等家电，都必须要加入芯片，除了做更多节能控制驱动之外，还需要满足连网与可无限监控的条件。从以上条件来看，人类生活的周边，为了要更好的服务，将有更多使用了智能控制器作为所有电器周边的需求。

　　瑞德智能华昇：整体来说，我觉得智能控制器肯定会越来越多，市场越来越大。在保证一定功能的情况下，目前很多芯片厂商都在做降本的方案。那么我们在DC-DC和IDO等方面的器件成本就会省一些。因为现在很多客户要求的新方案都是出于降本开出来的项目。

　　灵动股份官兵：随着人们生活水平的提高，各种产品正从电子向智能化升级，终端用户对产品自动化和智能化的需求越来越多。目前智能机器人、智能家电、智能家居、智能汽车等产品对MCU的要求越来越高、功能越来越强大，产品可靠性和稳定性不断提升，对MCU厂商的技术开发能力、新产品研发能力、快速响应能力等提出更高的要求。灵动股份持续加大研发投入，坚定推进产品和技术创新，重点布局并研发与市场高度契合的新产品，满足市场快速发展需求。

　　普森美邓光剑：说实话，目前国内器件厂商在智能控制器领域的市场份额占比不大，对未来的替代空间还很大。这需要品牌逐步完善，再加上在一些新项目里要争取机会。未来日常生活中类似于智能机器人、扫地机等电子化的产品都会用上智能控制器，这个空间还是会比较大的。对保护器件而言，也会随着新开发产品的增量市场而增量。

　　朗特智能田松林：未来智能控制器可能倾向于小型化、集成化方向来走。因为现在做的PCB板空间都比较小，也希望有很多东西能够集中在里面，我们布局方面也比较方便。因为目前有些领域的智能控制器技术已经比较成熟，主要在拼价格。我觉得智能控制器如果能够达到小型化、集成化，而且整体的方案成本降低，那么市场前景还是蛮好的。

　　贝仕达克卢成登：总体来说，智能控制器集成化肯定是趋势。

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　　永铭电子程永：随着智能化程度逐渐加深，包括智能家居在内的市场前景是很大的，未来智能控制器发展趋势肯定是以这个方向。可能在未来几年甚至十年后，我觉得智能家装会慢慢成为年轻人的标配，如果有智能家装的要求，必然离不开智能控制器、智能插座、智能开关这一系列的配套。

　　我觉得智能控制器后续进一步的应用场景可能朝着家庭服务类的智能机器人发展。目前机器人已经实际应用到饭店的智能送餐车当中了，相信不久的将来肯定会应用到以家庭为单位的场景当中。

　　结语：

　　2022年，受疫情、国际关系等多重因素影响，智能控制器行业整体发展状态未见乐观。智能家居家电、电动工具等细分领域市场出现下滑迹象，但在储能、太阳能光伏等新能源新兴领域呈上升趋势。

　　从器件应用来看，智能控制器对主控芯片的要求逐渐转向为32位MCU的高端芯片，智能集成度需求明显。应用工程师操作更趋向于简易，节省操作时间，大大提高工作效率。国内外围器件供应商产品基本能满足智能控制器厂商的要求，而且当前的器件国产化的趋势越来越明显。随着技术的稳定成熟，系统器件逐渐优化，未来智能控制器整体方案的成本也会有所降低。

　　目前，智能化、小型化、集成化将是智能控制器在未来几年可预见的发展趋势。同时，我们也更加看好储能、太阳能光伏等新能源新兴领域的带动发展。相信在传统基础的智能控制器行业，智能控制器市场也会因此形成新的增长突破口，焕新行业发展局面。

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