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我國工業(yè)自動化總產(chǎn)值未來三年將達(dá)5700億 工業(yè)電源競爭激烈

2020-08-21 11:06

在“中國制造2025”與國家十三五建設(shè)制造強(qiáng)國的戰(zhàn)略下,順應(yīng)工業(yè)4.0與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的潮流下,工業(yè)自動化與工業(yè)設(shè)備市場增長迅速,而為工業(yè)制造提供的樞紐動力——電源,產(chǎn)能也在不斷提高。面對種種機(jī)遇與挑戰(zhàn),工業(yè)電源需要面對哪些新的技術(shù)挑戰(zhàn)?行內(nèi)人士是如何看待工業(yè)電源技術(shù)與市場發(fā)展的變化?




工業(yè)自動化將達(dá)萬億

工業(yè)自動化的推進(jìn)帶動了一系列自動化設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展,為我國制造也的大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)型奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),造就了工控機(jī)、PLC、工業(yè)機(jī)器人等自動化設(shè)備市場的快速增長。

伴隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,工業(yè)產(chǎn)能在不斷提升,隨之牽動自動化市場的擴(kuò)張。IHS表示,2017年工業(yè)自動化設(shè)備市場占據(jù)了全球自動化設(shè)備市場37.1%的份額,2018年工業(yè)自動化設(shè)備產(chǎn)量以3.8%的速度增長,2019年將以4%的速度實(shí)現(xiàn)增長,達(dá)到2182億美元。工業(yè)自動化設(shè)備增長受益于工業(yè)生產(chǎn)、全球經(jīng)濟(jì)、機(jī)器生產(chǎn)和資本輸出的不斷增長。


在中國范圍內(nèi),發(fā)展工業(yè)自動化設(shè)備成為了國家重點(diǎn)戰(zhàn)略任務(wù),未來工業(yè)化率空間將非常廣闊。據(jù)預(yù)測,2022年,我國工業(yè)自動化總產(chǎn)值超過5700億人民幣。

而且國家對自動化設(shè)備制造業(yè)的重要性有了進(jìn)一步認(rèn)識,將《中國制造2025》作為戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn)之一,并在十三五規(guī)劃綱要中提出制造強(qiáng)國戰(zhàn)略,發(fā)展智能制造關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備。

所以,在勞動力成本持續(xù)上升、自動化設(shè)備水平不斷提高、國家產(chǎn)業(yè)政策的支持等多方面因素的促進(jìn)下,我國工業(yè)自動化市場需求增長空間不斷擴(kuò)大,同時技術(shù)提升空間也很高。

在工業(yè)自動化領(lǐng)域中,工業(yè)機(jī)器人與工控是最為突出的增長點(diǎn)。

目前,大部分大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用離不開工業(yè)機(jī)器人,工業(yè)機(jī)器人的市場增長非常迅速。有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,2015年國內(nèi)機(jī)器人市場需求總量就已經(jīng)達(dá)3.5萬臺。預(yù)計(jì)國內(nèi)機(jī)器人銷量年復(fù)合增速達(dá)30%。
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另一方面,據(jù)中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究網(wǎng)分析,工控行業(yè)市場規(guī)模將在2020年達(dá)到1850億元。從2016年第四季度我國工控市場便開始回暖,自2017年始,行業(yè)訂單穩(wěn)步增長態(tài)勢,全年預(yù)計(jì)增長5%以上。

工業(yè)電源競爭激烈

為了使工業(yè)自動化生產(chǎn)場景加快落地的速度,工業(yè)電源作為設(shè)備內(nèi)永遠(yuǎn)發(fā)揮動力作用的樞紐,工業(yè)電源的市場前景同樣值得讓人期待。工業(yè)電源作為自動化生產(chǎn)過程中的必備元器件,需具備高穩(wěn)定及安全保護(hù)功能。

在我國,工業(yè)電源應(yīng)用于諸多領(lǐng)域,供應(yīng)商較多,但中國工業(yè)開關(guān)電源市場集中度較高,行業(yè)前10家企業(yè)所占市場份額高達(dá)83.2%。工業(yè)開關(guān)電源市場呈兩極分化局面,高端產(chǎn)品和低端產(chǎn)品需求量均較大,而中端產(chǎn)品需求較低。

電力、軌道交通、石化、冶金等領(lǐng)域?qū)Ω叨斯I(yè)開關(guān)電源的需求較大,而機(jī)械領(lǐng)域的大部分企業(yè)主要采購低端工業(yè)開關(guān)電源。中端產(chǎn)品目前的需求領(lǐng)域主要是一些中小型的電廠、電力設(shè)備、重型機(jī)械、少部分的石化設(shè)備等。

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2019年工業(yè)電源市場的增長與多種因素相關(guān),廣州金升陽科技有限公司產(chǎn)品部工程師尹智群在接受《半導(dǎo)體器件應(yīng)用》記者采訪時分析認(rèn)為:“從2018年下半年開始,受經(jīng)中美貿(mào)易戰(zhàn)、國內(nèi)經(jīng)濟(jì)等各方面因素影響,整個電源市場增長緩慢。來到2019年,因?yàn)閲鴥?nèi)對創(chuàng)新與智造本身的重視,很多自主高新產(chǎn)業(yè)都發(fā)展起來,加上人才的不斷涌現(xiàn),工業(yè)電源前途較大,但也得慢慢來,不可能一下子就迅速增長。”

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在我國工業(yè)自動化發(fā)展迅猛的催效下,再加上國內(nèi)“超級工程”項(xiàng)目的拉動,工業(yè)電源行內(nèi)人士對它在儲能、機(jī)器人兩方面的應(yīng)用前景比較看好。

在機(jī)器人方面,尹智群表示:“機(jī)器人是一個后續(xù)增長點(diǎn),2018年傳統(tǒng)的充電樁等市場沒有什么太多增長?!?/span>

在儲能方面,榮湃半導(dǎo)體(上海)有限公司營銷總監(jiān)涂凱表示:“從行業(yè)的一些信息來看,2018年光伏行業(yè)表現(xiàn)平平。個人比較反對政府大量補(bǔ)貼企業(yè),因?yàn)檫@會讓一些有技術(shù)能力的企業(yè)埋沒。2019年,儲能將會是工業(yè)電源的新增長點(diǎn),它的核心技術(shù)在于電源板。工業(yè)電源管理最明顯的特點(diǎn)就是精細(xì)化管理?!?/span>

不過也有對工業(yè)電源前景持不同的聲音,深圳訊茂科技有限公司銷售部張恒表示:“不太看好工業(yè)電源市場,其實(shí)2019與2020這兩年是一個分界線,在這兩年時間內(nèi),市場會淘汰相當(dāng)一部分的工業(yè)電源企業(yè),從國家的大環(huán)境來看,政府會出臺扶持政策,但是市場競爭異常激烈,對于工業(yè)電源企業(yè)造成的壓力是巨大的?!?/span>

近年來,我國工業(yè)電源的發(fā)展速度較快,廣州眾志電源技術(shù)有限公司技術(shù)部李漢庭認(rèn)為:“工業(yè)電源市場競爭大,不過如今國產(chǎn)技術(shù)慢慢跟上外資品牌腳步,甚至有超越之勢,總體來說,國產(chǎn)品牌未來前景是值得期待的?!?/span>
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尹智群表示:“日本、臺灣在ADC方面占據(jù)市場比例較大,但我們大陸在工業(yè)領(lǐng)域的電源廠商也越來越多,我們替代國外品牌肯定是一個趨勢?!?/span>

未來國產(chǎn)工業(yè)電源的崛起也將會加劇行業(yè)競爭,不過深圳訊茂科技有限公司銷售部張恒建認(rèn)為:“國產(chǎn)品牌的發(fā)展勢頭較快,但是總體的工業(yè)電源產(chǎn)品停留在借鑒外來產(chǎn)品層面上,自主創(chuàng)新能力較弱,民間企業(yè)的研發(fā)力度不足;未來國有企業(yè)需與民營企業(yè)致力提高創(chuàng)新產(chǎn)品能力?!?/span>

涂凱表示:“企業(yè)要真正發(fā)揮匠人精神,需要踏實(shí)走好每一步,在電源產(chǎn)品可靠性方面,是需要時間和精力去打磨的?!?/span>

近年來,有不少電源企業(yè)關(guān)門倒閉,但是張恒對記者說:“在工業(yè)4.0的推動下,市場格局并不會有太大改變,工業(yè)與信息部出臺的工業(yè)電源企業(yè)生產(chǎn)規(guī)范政策,會更加規(guī)范好行業(yè)市場秩序,提高核心技術(shù)競爭力才不會被淘汰?!?/span>

高功率密度、高集成度、模塊化

追求更小尺寸、更高功率密度成為當(dāng)前電源產(chǎn)品的主要發(fā)展趨勢。

日前,德州儀器副總裁Mark Gary在召開新品發(fā)布會時表示,在工業(yè)自動化領(lǐng)域,對電源功率和效率越來越高。因此,德州儀器的GaN技術(shù)備受關(guān)注,GaN產(chǎn)品可以在高頻率的開關(guān)電源里工作,頻率提高令到產(chǎn)品體積減小的同時還可以提高效率。

工業(yè)電源技不但需要非常高的功率密度,芯片損耗和如何提高轉(zhuǎn)換效率也是亟需解決的問題。
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據(jù)IHS Markit研究顯示,ADI電源業(yè)務(wù)營收的40%+來自工業(yè)領(lǐng)域。ADI開發(fā)的電源,在確保輸出電壓隨意調(diào)整的同時,依然將效率保持在97%以上。ADI電源相關(guān)負(fù)責(zé)人士表示,相比于傳統(tǒng)的DC/DC電源,由于MOSFET開關(guān)與電感轉(zhuǎn)換損耗的存在,效率無法提升,所以ADI轉(zhuǎn)換了思路,研發(fā)了無電感的轉(zhuǎn)換器,一下子將效率提升到99%以上。

工業(yè)設(shè)備的心臟是工業(yè)電源模塊,在工業(yè)控制業(yè)中,一般采用24V總線的電源,其電源電壓變化范圍較大,對電源安全監(jiān)控很有必要。工業(yè)4.0的發(fā)展,讓工業(yè)電源走向模塊化,工程師們摸索著更實(shí)用、更可靠、更簡便的電源方案。

提高功率密度和高集成度是電源模塊發(fā)展的趨勢,這對負(fù)載能力、縮小尺寸方面也提出了更高要求。尺寸的縮小勢必對功率器件產(chǎn)生散熱問題,這將影響到器件的可靠性。這樣一來,工業(yè)電源領(lǐng)域?qū)υ骷目煽啃砸蟾摺?/span>

涂凱對此解釋:“模塊化可以任意組合,擴(kuò)大功率,提升效率,節(jié)約空間,模塊化將會是一個趨勢?!?/span>

張恒對此表示贊同:“模塊化是未來的發(fā)展的方向,國內(nèi)工業(yè)電源始終要與國際產(chǎn)品接軌,例如智能手機(jī)、新型技術(shù),更新?lián)Q代速度快,工業(yè)電源產(chǎn)品也不例外。”

另外,隨著智能制造技術(shù)變革,新的CE認(rèn)證規(guī)范對電源產(chǎn)品性能提出了更嚴(yán)格的要求,體現(xiàn)在精度和穩(wěn)定性兩方面。

昂鼎電源張良智表示,電源設(shè)計(jì)原理基本改為高效率的LLC半橋式電路,對生產(chǎn)工藝提出更高的要求,這給電源精度更高方面帶來挑戰(zhàn)。

高精度電源讓生產(chǎn)工藝的復(fù)雜程度越來越高,在人機(jī)界面、控制、回路、軟件的可靠性、系統(tǒng)的穩(wěn)定性所花的功夫會越來越多。為了幫助客戶降低設(shè)計(jì)難度,加快產(chǎn)品設(shè)計(jì)速度,縮減電源電路板的尺寸與降低電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜難度,ADI早在十年前就推出電源模塊產(chǎn)品μModule,將復(fù)雜的電源系統(tǒng)集成在一個模塊了,只需像LDO那樣直接拿來用。

總的來說,工業(yè)電源在工業(yè)自動化與工業(yè)設(shè)備的推動下得到更多的發(fā)揮空間,未來可期。重點(diǎn)關(guān)注工業(yè)電源自主創(chuàng)新技術(shù),逐步爭取走上替代外國品牌道路。

來源:賢集網(wǎng)
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