微特电机行业投资价值分析及发展前景预测

微特电机行业投资价值分析及发展前景预测微特电机行业面临的机遇与挑战（一）微特电机行业面临的机遇1、人口老龄化促进国内医疗需求增长和微特电机行业发展当前，我国人口现状呈现出老龄化趋势下的三个特征，总人口增速进一步减缓、劳动年龄人口占比下降、老龄人口占比显著提升。2021年5月，国家统计局公布了第七次全国人口普查结果，老龄人口占比不仅首次突破10%（达到13．5%），而且增幅高达4．63个百分点，显示人口老龄化正在加速。这也意味着对疾病尤其是糖尿病、心血管疾病、骨质疏松等老年慢性病的诊治、用药及康复需求均将持续增长。根据国家统计局数据，除2020年受新冠疫情影响外，我国人均医疗保健投入呈快速增长态势，2015-2020年期间年均复合增长率达到8．52%。2、微特电机下游应用市场广阔微特电机的下游应用市场极其广阔，深入各行业产业链的方方面面。在家用电器、汽车、工业控制等应用领域保持着稳定增长的同时，医疗器械、可穿戴设备、机器人、无人机、智能家居等新兴领域的快速发展将为微特电机行业带来新的增长动力。随着各行业终端产品本身市场容量的不断增长，微特电机产品的制造企业也将从中获得巨大的市场机遇。（二）微特电机行业面临的挑战1、微特电机行业研发能力与国际先进水平存在差距和国外发达国家相比，我国无论是微特电机还是精密给药装置领域均起步较晚，整体技术水平和日本、德国、美国等国家的知名企业相比仍有较大差距，在高端产品领域的市场占有率仍然不高，尚待进一步升级突破以参与高附加值产品市场的竞争。2、微特电机行业原材料价格波动，人力成本上升微特电机及组件产品的主要原材料为漆包线、钢材、磁性材料、电子线、塑料件、电子元器件、齿轮件等，原材料成本占生产成本比重较大，近年来漆包线和钢材等原材料价格随市场需求的起伏波动较大。同时，随着国内整体物价水平有所上扬，劳动力成本也持续增长。两方面成本的上升对行业经营造成较大压力，如企业不具备较强的技术优势、规模优势、成本控制能力或是创新拓展能力，其盈利能力将受到较大影响。电机行业总量需求分析电机行业总量大、单品产量小、需求长尾化、定制属性强，导致电机行业不存在赢家通吃的情况，大多表现为深耕细分领域的中小型公司，竞争格局高度分散。电机行业涌现出的优秀公司主要有三类：1）聚焦于单品销量较大的下游行业，例如汽车电机、空调电机、洗衣机电机等，公司产品具有性价比优势，国内上市公司如大洋电机、江苏雷利、微光股份、方正电机、祥明智能等；2）电机平台型公司，电机SKU多+快速定制化能力强，产品具有价格优势、快速响应客户需求，国内外上市公司如瑞士Maxon、鸣志电器、兆威机电等；3）电机产品与其他产品产生协同效应，作为核心竞争力为下游产品赋能，如安川电机、汇川技术、金龙机电等。电机技术：技术原理共通，延展性较强电机一般指电动机，亦称马达，可将电能转换为机械能，为用电器或各种机械提供驱动力，在现代工业和生活中应用极为普遍。电机的基本原理为电磁感应定律电能在线圈上产生旋转磁场，并推动转子转动。电机的基本构造包括：定子（铁芯、绕组和基座）、转子（铁芯、绕组），此外不同类别电机可能配有电刷、传感器、驱动器、风扇等配件。电机原理虽然简单，但高端设计十分复杂，牵涉设计、工艺和设备等环节，涵盖电磁学、摩擦学、热、流体、振动、声学等自然科学和相关技术工程领域。电机技术种类非常多。法拉第1921年制成世界第一台电机，1831年发现电磁感应定律，经过200年技术更新迭代，电机品类已十分庞杂。根据电源种类不同，分为直流电机和交流电机。直流电机响应快，启动转矩大，调速性能好（转子受力由电流和磁场强度决定），调速范围宽，缺点是需要换向，结构更复杂，后续维护不便利，且限制了电机容量和速度，功率范围0．01W-1000kW；交流电机不需要换向器，因此结构简单、制造方便，牢固，使用寿命长，功率覆盖范围大（几W-百万kW）。根据有无电刷，分为有刷电机和无刷电机。交流电机不需要电刷换向，因此有刷无刷仅涉及直流电机。无刷电机的换向和调速工作由霍尔传感器、控制器、磁编码器等电子元件完成，替代了电刷，同时赋予电机更多的控制性能，数字变频的可控性更强。无刷电机解决了电刷运转产生的电火花问题，且运转时的摩擦减少，噪音降低，寿命延长；缺点在于成本较高，技术难度较高，因此常用在控制要求较高、转速较高的设备上。根据转子定子是否同步，分为同步电机和异步电机，两者均属于交流电机。同步电机较复杂，效率高，造价高，大多用于大型发电机场合和2000KW以上的电动机上；异步电动机简单，成本低，易于安装，效率略低，应用更广泛。空心杯电机：结构紧凑，能量转换效率高空心杯电机属于直流、永磁、伺服电机。空心杯电机与传统电机的转子结构不同，采用无铁芯转子，线圈通过连接板，和换向器、主轴链接到一起，共同组成转子。由于线圈形状像个杯子，因此称为空心杯。无铁芯结构消除了由于铁芯形成涡流而造成的电能损耗，能量转换效率提高，最高可达90%+，同时降低电机重量和转动惯性，可达到更高的控制和拖动特性。空心杯电机分为有刷和无刷两种。1）空心杯有刷电机：采用电刷换向，转动过程中会摩擦碳刷，造成损耗，需要定期更换碳刷，电机寿命有限，平均为几千小时；容易产生电火花和电磁波，干扰电子设备；优势在于，有刷电机不存在涡流损耗，特别是在高速运转下，相比无刷电机的损耗显著更低；结构更简单，成本更低；2）空心杯无刷电机：采用电子换向，通过霍尔元件感知永磁体位置，电子线路切换线圈中电流的方向，进而改变磁力，其优势在于消除了电刷的损耗和电火花对电子设备的干扰，寿命可达到数万小时，但无刷电机存在涡轮损耗，涡轮功率损耗随速度的平方增加；另外添加了换向器和控制器等，增加了系统的组件和成本。空心杯电机具有节能、控制性能好、能量密度高等优点，但功率较低。空心杯电机的优点在于：1）节能：能量转换效率很高，其最大效率一般在70%以上，部分产品可达到90%以上（铁芯电动机一般在70%）；2）控制性能好：起动、制动迅速，响应极快，机械时间常数小于28毫秒，部分产品可以达到10毫秒以内（铁芯电动机一般在100毫秒以上）；在推荐运行区域内的高速运转状态下，可以方便地对转速进行灵敏的调节；3）拖动性能好：运行稳定性十分可靠，转速波动能控制在2%以内；4）能量密度高：与同等功率的铁芯电动机相比，其重量、体积减轻1/3-1/2；5）散热效果好：铜板线圈内外表面都有空气流动，温升较小。但缺点在于功率上限低：由于没有牢固的铁芯支撑，线圈厚度较薄，且线圈和输出轴的连接强度有限，因此体积、功率等无法做到很大，一般空心杯电机最大功率仅几百瓦，属于一种微特电机。空心杯电机在高精度、高速响应、紧凑高效场景得到广泛应用。1）需要快速响应的系统：领域导弹方向的快速调节、高灵敏度的记录和检测设备、工业机器人、仿生义肢；2）对重量和能耗要求的飞行器，包括无人机、航模等；3）其他家电、工业产品，可以替代传统电机，提高产品性能。根据国际咨询机构QYResearch统计数据，预计2022年全球空心杯直流电机市场规模为7．5亿美元，2022-2028年复合增速8%，至2028年增加至11．9亿美元；2021年中国、欧洲市场份额分别为35%、26%。空心杯市场长期被外资垄断，蕴藏大量机遇。空心杯电机的产品制造和量产的难度高，绕线和自动化工艺复杂，对绕线工人的技能水平要求高，难以实现大规模量产。目前空心杯市场被德国FAULHABER与瑞士Maxon主导，随着国内市场对空心杯电机认知程度不断提高，国产厂商的量产工艺水平不断突破，未来有望实现。微特电机行业概况及市场需求（一）微特电机行业概况微型特种电机，是指体积、容量较小，输出功率一般在数百瓦以下的电机，或具有特殊性能、特殊用途的电机。微特电机被广泛应用于家用电器、汽车、医疗、新能源、电子信息、航空航天、等各个领域，发挥着控制、驱动等各种功能，是生产生活中不可缺少的基础机电产品。微特电机属于技术密集型行业，日本、德国、美国、英国、瑞士、瑞典等国家是传统的微特电机生产强国。在经历了代工、学习、模仿、自主创新等发展阶段后，我国已经形成了一批具有先进核心技术与国际竞争力的微特电机制造企业，正在逐步扩大微特电机的生产规模和市场份额。根据华经产业研究院数据，2020年我国微特电机市场规模为2，423亿元，同比上涨7．07%，年均复合增长速度为13．03%。（二）微特电机市场需求分析微特电机作为工业自动化、办公自动化、家庭自动化、高端装备自动化必不可少的关键基础机电部件，下游应用领域十分广泛，家用电器、汽车、信息处理、航空、医疗、轻纺、工业控制、视像处理等各个领域都可以看到微特电机的身影。根据中国电子元件行业协会数据，消费电子及家用电器是微特电机的主要应用领域，分别占到29%和26%；武器、航空、农业、纺织、医疗、包装等占到20%；汽车电子占到13%；影像处理、工业控制及其他占比较小，分别占7%和5%。近年来，随着精密微特电机及传动技术的发展和自动化、智能化等需求的提升，微特电机的应用领域也在逐步拓展。在家用电器、汽车、工业控制等应用领域保持着稳定增长的同时，医疗器械、可穿戴设备、机器人、无人机、智能家居等新兴领域的快速发展将为微特电机行业带来新的增长动力。1、微特电机家用电器行业需求分析家用电器是提升居家生活质量、满足人民美好生活需求的重要产品之一。我国幅员辽阔、人口众多、市场基础好，家电市场有良好的基本面支撑。根据国家工信部的统计数据，2019年中国家用电器行业营业收入达到16，027．4亿元，同比增长4．3%。2020年，在年初新冠疫情阻断市场的影响下，我国家电行业营业收入仅小幅下滑，同比下降1．1%，体现了家电市场较强的韧性。随着国内疫情的好转，我国家电行业逐步回暖，2021年1-10月我国家电行业营业收入同比增长18．9%，2021年全年全国家用电冰箱产量8，992．1万台，同比下降0．4%；空调产量21，835．7万台，同比增长9．4%；家用洗衣机产量8，618．5万台，同比增长9．5%。我国家电行业发展趋势：从供给端来看，我国家电企业持续进行转型升级和技术创新，研发能力显著提高，创新产品层出不穷，呈现出新品种多、新功能强、新趋势足的特点，拓展了家电品类的内涵和外延，丰富了我国消费者的产品选择范围。从消费端来看，我国人均可支配收入逐步提高，城乡收入消费差异持续缩小，直播等新兴营销方式盛行，以及政府持续推出促进消费的相关政策，均使得我国家电市场需求保持旺盛，市场规模不断扩大，消费者升级、购置家电的意愿较高。自2020年以来，受新冠疫情影响、传统产品饱和等因素的影响，产品结构调整呈现加速趋势，无论从需求端还是供给端，都体现出对富功能产品、细分功能产品、高端产品的热情，家电消费也从从无到有的功能型消费向从有到好的品质型消费转变，消费升级与家电业转型同步加速。家电行业的以上发展趋势，促使家电产品逐步向智能化、个性化、品质化转变，如具有自清洁、3D送风、抑菌等功能的空调，满足家庭健身、视频会议、远程社交等需求的智慧电视，洗地机、免洗扫地机器人、电拖把等一系列提高生活品质的小家电产品层出不穷。微特电机可在家电产品中广泛应用，如控制各类机构部件进行转向、升降、伸缩等步进运动，或用于驱动叶轮、扇叶等部件快速转动以实现液体或空气流动。因此家电产品升级在促进了家电行业销售规模增长的同时也带来了对微特电机需求的增长。中国作为家用电器制造的世界工厂，是全球最大的空调生产国，2020年占全球空调生产的80%以上。根据国家统计局数据，我国2015年-2021年空调产量从14，200．35万台增长到21，835．70万台。2020年由于受到新冠疫情影响产量出现了小幅下滑，但行业整体向好趋势依然坚挺。此外，由于空调具有一户多机属性，一个家庭中不同个体对空调的需求也不尽相同，一个家庭往往会选择购买多台空调以实现不同房间、不同场景的需求。根据国家统计局数据，空调城镇百户保有量从1999年的24．5台上升至2020年的149．6台。此外，受益于国家从2007年开始的家电下乡政策，我国农村家庭需求被开发，空调百户保有量从1999年不足1台上升至2020年的73．85台。未来随着城市化率的提升和国民经济实力的进一步增强，空调的渗透率将会进一步提高。当前我国居民消费向提高品质生活方向转变，产品创新、设计创意进入活跃期，促使空调行业企业优化升级产品设计，不仅仅提供简单的制冷制热功能，而且新增智能、舒适、个性等越来越多的元素。近年来多个行业领先的空调企业率先进行了产品迭代，比如格力空调的分布式送风技术、衡温立体送风技术，又如美的空调的一键防直吹功能等，主要是通过增加出风口和出风口导流片的数量实现空调风向的精确控制，解决室内温度不均、冷风吹人、热风不暖等问题。以往一般一台普通家用空调需要1-2台微特电机控制出风口导流片的上下、左右运动，受以上空调送风技术更迭的影响，现在的新型空调会采用多出风口结构，并为了美观会增加可移动的导风板盖板，相应的单台空调使用微特电机的数量也从1-2台提升到4台，在部分型号中甚至达到8台。空调送风技术的升级使得空调行业对微特电机的需求呈现增长趋势。2、微特电机安防行业需求分析微特电机在安防行业主要用于视频监控摄像头的云台转动、镜头变焦等功能。近年来，安防行业在公共安全、社会应用、家庭应用均有不同程度的延伸拓展，从而为微特电机行业带来新增需求。在公共安全领域，政策持续推动监控摄像头数量、质量双增长，并向三四线城市、下沉市场渗透。截至2019年底，所有副省级以上城市以及95%以上地级市都提出了建设智慧城市，但仍有约50%的县级市未覆盖智慧城市。从城市摄像头布局来看，与一线城市相比，二三线城市的千人均摄像头配备数量分别仅为5台和2台，不及上海、北京等一线城市的十分之一。随着智慧城市在二三四线城市的不断推进，以及农村治安治理工程的下沉渗透，安防行业仍有较大规模的持续需求。在公共安全之外，安防产品走向千行百业，应用逐步普及化，已从基本的安全保障功能，逐步演变为辅助管理和提升生产效率的重要技术手段。教育安防作为安防行业中的细分领域，市场渗透率约为8%，据测算2019年我国教育安防市场规模为661亿元。据电子工程世界网统计，银行、金融服务、保险安防市场规模将从2015年的25．61亿美元增长到2020年的44．38亿美元，年复合增长率达11．6%。交通行业视频监控应用范围逐渐扩大，用于指导和辅助高效交通疏导，改善管理水平，例如对交通拥堵、排队长度的智能检测，对机场的远程塔台监管等。智慧园区/社区视频监控与社区通行、物业管理融合，形成一体化综合应用，包括周界防范、人脸识别、车牌识别、行为分析等功能，提升社区管理水平。其他领域在港口、矿山、医疗等领域，视频监控结合低时延的5G网络，能够实现远程辅助操控。在家庭应用方面，人们通过智能摄像头可以了解家中财务和人员安全，并通过摄像头视频对话。智能摄像头市场增速较快，是智能视觉市场的核心产品，2020年中国家用摄像头的出货量达4，040万台，预计2025年出货量将达8，175万台，复合增长率为15．1%。2020年中国家用智能视觉产品市场规模为331亿元，自2016年以来的年复合增长率高达53．5%，预计市场规模在2025年达到858亿元，2021年-2025年的年复合增长率为21%。步进电机：经济性更高，适合低精度要求场景步进电机也是一种控制电机。步进电机源于自英语单词Step，意为走一步，是一种形象的翻译。步进电机能将电脉冲信号转换为角位移/直线位移，并且位移量与脉冲数成正比，转速或线速度与脉冲频率成正比。通过调整电脉冲信号或脉冲频率就可以实现对电机的运动控制。步进电机能根据控制脉冲的要求迅速启动、反转、制动和无极调速；工作时能不失步，精度高，停止时能