高效能电机替代进程再加速，BLDC向更多应用渗透，电机芯片设计走向何方？

电子发烧友网报道（文/李宁远）从目前电机市场的趋势和技术发展来看，BLDC正处于迅猛发展的黄金时期。从家电、儿童玩具、无人机、电动车、电动工具到电脑、服务器散热风扇，无处不在种类繁多的电机市场，BLDC逐渐成为主流。

相比传统的直流电机，BLDC电机具有更高的效率和能量利用率，可以降低能源消耗；BLDC无需使用碳刷，运行时噪音和振动较小，契合对噪音振动要求较高的场合，而且无需定期更换碳刷，减少了维护成本和维修频率这些隐性成本；更广泛的速度范围和更精确的控制，也让BLDC适用于各种工业和消费电子应用。

BLDC市场规模稳步扩张，2024重点渗透哪些应用？

根据Grand view Research统计数据，全球无刷直流电机市场规模从2022年的188.254亿美元增长到了2023年的198.64亿美元，2024年到2030年将以年复合增长率6.6%增长，2030年将达到308.62亿美元。

从不同地区来看，亚太地区主导了无刷直流电机市场，2023年的份额为50.2%。其中亚太地区又以中国为主导，占据43%的份额。国内无刷直流电机有很高的成本效益，这种成本优势为国内BLDC产品提供了很有竞争力的价格，使其对国内和国际客户都具有吸引力。国内电机企业也都逐步向无刷电机等高端电机产品迈进。

从去年的细分市场来看，机动车仍旧是最大份额的BLDC市场，占比28.5%。同时机动车市场也是增长最快的细分市场。MCUEMS电池系统的风冷系统、水冷系统中的电子水泵、空调系统的电子压缩机、制动助力用的电子真空泵、AFS、座椅调节、可调节后视镜、天窗和电动助力转向EPS等应用开始使用BLDC电机，不仅能提高产品的耐用性和可靠性从而减少机械错位、电气连接的数量，还能减轻机动车重量。电动化和智能化的趋势衍生出大量的BLDC需求，新能源机动车肯定是重点渗透领域。

工业机械设备也体量很大的电机细分市场，工业BLDC在2023年有超过24%的可观市场份额。现在市场要求这些工业电机应用效率进一步提高，更加节能，并且各国都有相应的政策出来，工业应用向BLDC转变的空间还是很大的，而且这一进程也会加速。

家电也是电机大市场，现在终端市场对电机控制性能提出了更高的要求，不仅限于电机开关或简单变档的控制，还需要电机能够实现高效率、低噪音、多功能的复杂控制任务，例如变频冰箱、变频空调的比例逐年上升，料理机、洗碗机等厨电均有了多种多样的功能供消费者选择，吹风机、吸尘器等小家电在追求高转速的同时追求低噪音、低振动的控制效果。

家电领域尤其是白电，BLDC占比逐年增长。洗衣机、冰箱、空调应用中采用BLDC通过FOC变频的控制方案也是越来越多。

厨卫大小电市场中，厨房大电类BLDC渗透率目前来说程度相对较低，小电类电机相对高一些，但整体相较白电情况，仍有不小的BLDC替换空间。个护类家电（如筋膜枪、剃须刀等）、空气处理类家电（如空气净化器、新风、除湿器等），很受现在的年轻人青睐，BLDC在这些应用里大有可为。

除此之外，BLDC电机因其高效率和高可靠性正被广泛应用于电动工具、泵、风机和压缩机等产品中，并不断拓展相关应用。此外，电脑及服务器、散热风扇等领域的应用现在也增长得很快，不少厂商瞄准了这一市场。

总的来说，2024年BLDC规模将会持续增长，市场会保持较高的景气度，在多个领域逐渐取代传统的有刷直流电机和交流电机。

BLDC芯片方案向全集成趋势发展，智能化是长期演进目标

BLDC主控和驱动芯片市场都处于稳步增长阶段，无刷直流电机BLDC驱动IC在电机驱动IC中的比重已经接近五成。主控方面，MCU市场的大部分增长发生在32位MCU和RISC-V MCU领域。

现在终端市场越来越倾向于芯片级的电机解决方案，在BLDC相关的控制IC和驱动IC上也确实能看到共同的发展趋势，就是向全集成化发展，还是在高水平下实现控制和驱动的集成，不仅是简单地将芯片拿来封在一起。

主控芯片厂商在BLDC主控上集成了越来越多的模拟和功率器件，将栅极驱动器甚至后面的驱动电路也集成封装在一起的方案现在也有不少。驱动芯片的方案也有很多，有分立的功率管，有集成的模块，有无MCU独立驱动，也有完全集成了主控、驱动和功率管的SoC方案。

当然也不是说全集成就适合任何BLDC应用，不同的应用场景有不同的芯片资源需求，根据功率水平、架构、电机控制类型、接口和集成要求选择合适的提高集成度的方法和技术是最重要的。

目前集MCU+预驱+MOS+OPA+保护+算法的深度垂直整合，配套智能化开发调试工具，以高性能低成本且小体积的MCU为中心构成单芯片弱电系统与高性能强驱模块进行SIP合封是一个主流的技术走向。

除了技术方面，电机芯片集成度的提高也需要产业链上下游企业加强合作，共同制定标准和规范，促进不同厂商之间的芯片兼容性和互换性，进而推动整个BLDC芯片行业向更高集成度方向发展。

同时，高效能也是BLDC电机控制设计的重要方向，通过优化控制算法、提高功率因数、降低热损耗等手段，实现BLDC电机的高效运行。工程师可以通过采用更集成化的器件、性能更好损耗更低的第三代半导体，以及适配优秀的软件控制算法来实现提升电机效率，达到高能效目的。

对高控制精度追求自然是一直都有的，尤其是随着工业自动化、智能家居、无人机等新兴领域的快速发展，对BLDC电机控制的精度要求越来越高。可以通过引入先进的传感器、优化控制算法等手段，提高BLDC电机的控制精度和稳定性。

而智能化也是BLDC控制长期演进的方向，BLDC电机将更多地与智能控制系统结合，芯片设计也会融入更多的智能化元素，如智能算法、自适应控制等，让电机控制可以根据实时运行数据调整控制策略，以实现更高效的能源利用和更精准的控制。虽然智能化和传统控制相结合的过程需要很长时间，但智能化最终会到来。

小结

虽然BLDC电机在替代进程上也面临了一些限制和阻碍，比如与传统的有刷直流电机相比，它初始成本更高，控制系统更复杂需要更专业的技术，同时改造现有电机系统可能潜在兼容性问题、电磁干扰问题，以及包括低速扭矩限制，散热挑战等等。

但BLDC的优势已经体现得很明显，在应用市场也得到了印证，上述限制和阻碍也在技术的发展下相继解决。在各国政策强调环保和可持续发展的现在，发展BLDC可谓意义重大。而掌握电机控制技术，将BLDC运用到更多的生活与工作场景中去，电机与电机芯片产业也会更加强大。