1、 电动机：分为工控级、消费级、车载电机，国内总规模 740 亿元
电动机（下称电机）由线圈和磁铁构成，是指依据电磁感应定律实现电能的转 换或传递的一种电磁装置。其主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的 动力源。电机本身所带来的机械运动为圆周运动或直线运动。
电机输出扭矩大小和转速高低通常呈负相关，增加电机的尺寸可提升输出 扭矩，同时会降低电机转速。 客户选择电机时，主要是根据不同应用场景对电机的转矩性能、惯量匹配、 准确性、轴间协调、布线等要素的要求进行选择。电机的名称纷繁复杂，原因 是电机作为一种执行机构，其形态需要适应不同应用场景带来的差异化需求而发生改变。市面上有几百种不同名称的电机，但很多电机之间的差异很小。
按应用领域分，电机可分为消费级电机、工业级电机，以及车载电机。我们测 算，2021 年，国内消费级电机市场规模约 300 亿元，伺服电机市场规模约 250 亿元， 新能源汽车电机约 140 亿元规模，步进电机国内约 50 亿元规模，国内电机总市场规 模约为 740 亿元。
1.1、 电机行业：进入壁垒较低，产品高端跃迁存在资金、技术、客户壁 垒
由于电机的结构、加工方式相对简单，应用领域非常广泛，从简单低端的普通 铁芯电机到航天军工用的特种电机都存在市场需求，因此电机行业的进入壁垒低， 中低端应用场景玩家众多，低价竞争的后果是利润率水平低。但电机应用领域向高 端升级的壁垒很高，主要在于以下三点：
第一，资金壁垒高，前期大量投入研发以满足不同领域的标准。如，新能源汽 车使用的电机需满足 IATF16949 和 ISO26262 国际标准。截至 2022H1，汇川技术的 新能源汽车电驱业务目前已经投入 30-40 亿元，常州工厂还需再投入 20-30 亿，截至 2022H1 公司新能源电驱业务仍然亏损。此外，进入医疗领域的产品需满足 ISO13485 认证，进入航天领域的产品需满足 EN9100 标准认证。
第二，技术壁垒高，高端领域的客户看重电机厂商在标准品基础之上以更低的 成本满足其定制化要求的能力。 电机设计的主要组成部分是机械和电气。机械改动层面，缩小输出轴径较简单， 增大轴径却更复杂。电气修改层面，调整电机绕组的电气特性更为简单，但增加设 计电压更为复杂，需要更改绝缘材料甚至槽设计。设计一个应用在全新领域的电机 要求工程师真正掌握电磁学、电机学、动力学的底层逻辑，考虑电磁转换效率、磁 场分布、涡流最小化等诸多因素，经过精密的计算最终完成设计，难度很高。 电机应用环境是决定定制化复杂程度的重要因素。在极端温度/真空/无尘/潮湿/ 易爆/辐射/高振动冲击等偏离典型工业环境下，对电机材料、结构设计等要求大幅提 升，定制化成本会大幅增加，实力越强的公司越能做到压缩定制成本。
第三，客户壁垒高。航天、手术机器人、高端医疗器械等应用领域的用户倾向 于选择已经树立高品质品牌的厂商，基本不会切换供应商。比如，火星探测领域， NASA 连续六次火星探测活动使用 Maxon 的电机。在医疗技术领域，瑞士胰岛素泵 供应商 Ypsomed 通过不断向患者说明其选用 Maxon 的高品质驱动器来赢得患者信任。
1.2、 工控电机产业链上游为芯片、编码器、磁性材料和轴承等结构件
国内工控级电机产业链上游为磁性材料、编码器（伺服电机为电机和编码器集 成）、芯片以及轴承等结构件；中游为工控电机本体（伺服电机与步进电机），下游 应用领域主要为各行业通用自动化设备。
生产电机需要用到磁性材料，以永磁体为主。永磁体主要分为塑磁、铁氧体和 钕铁硼。
我们认为未来电机原材料以钕铁硼为主。中国是稀土大国，相较国外具备价格 优势。稀土含量越高，材料的磁性就越好。相同体积的钕铁硼性能远高于铁氧体。我们认为，未来人形机器人使用钕铁硼的概率更高。 编码器是伺服电机内部集成的传感器。从物理介质的不同来分，伺服电机编码 器可以分为光编码器和磁编码器。磁编码器成本相较光编码器可以下降 100 多元。 整体来看，国内编码器的精度和综合性能较国外仍有差距，国内运控厂商使用的编 码器，尤其是应用于高精度领域的大多需要进口。
以驱动一个直流无刷电机为例，必备要素包括 MCU（控制芯片）+Gate Driver 或 Pre- Driver（预驱）和功率器件(MOSFET)，MCU 芯片通过 PWM 波控制预驱芯片， 进而预驱芯片控制功率器件（MOS、IGBT）。 根据 Grandview Research 测算，预计 2022 年全球直流无刷电机驱动芯片总市 场规模约为 252 亿元。意法半导体、德州仪器等国际大厂主导电机驱动控制芯片市 场，国内厂商的全球市占率较低。海外大厂多采用 ARM 架构电机主控芯片 MCU， 提供从控制器到功率器件的完整电机芯片解决方案。
1.3、 工控级电机产业链中游为电机本体
1.3.1、 伺服电机：精度较高的工业控制级电机，国内约 250 亿元市场
伺服电机是闭环伺服机构中使用的工业控制级电机，内部集成编码器（传感器）， 其精度取决于编码器的精度。根据 MIR 睿工业数据，2021 年国内通用交流伺服系统 市场规模约为 250 亿元。 在闭环伺服机构中，驱动器接受控制器指令，转换为脉冲信号给伺服电机，伺 服电机接受脉冲信号，根据信号（转矩、转速、转动方向）运转，同时反馈一个脉 冲信号给驱动器。编码器则用于实时纠正两个脉冲信号之间的误差，让其趋于一致。 反馈闭环使得伺服电机可以满足对精度要求高的应用场景。
