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我國工業自動化總產值未來三年將達5700億 工業電源競爭激烈

    作者:宏拓新軟件
    發布日期:2020-01-13         
閱讀:133     
 
 

在“中國制造2025”與國家十三五建設制造強國的戰略下,順應工業4.0與工業物聯網的潮流下,工業自動化與工業設備市場增長迅速,而為工業制造提供的樞紐動力——電源,產能也在不斷提高。面對種種機遇與挑戰,工業電源需要面對哪些新的技術挑戰?行內人士是如何看待工業電源技術與市場發展的變化?

 

工業自動化將達萬億

 

工業自動化的推進帶動了一系列自動化設備產業發展,為我國制造也的大規模生產轉型奠定堅實的基礎,造就了工控機、PLC、工業機器人等自動化設備市場的快速增長。

 

伴隨著全球經濟的迅速發展,工業產能在不斷提升,隨之牽動自動化市場的擴張。IHS表示,2017年工業自動化設備市場占據了全球自動化設備市場37.1%的份額,2018年工業自動化設備產量以3.8%的速度增長,2019年將以4%的速度實現增長,達到2182億美元。工業自動化設備增長受益于工業生產、全球經濟、機器生產和資本輸出的不斷增長。

 

在中國范圍內,發展工業自動化設備成為了國家重點戰略任務,未來工業化率空間將非常廣闊。據預測,2022年,我國工業自動化總產值超過5700億人民幣。

 

而且國家對自動化設備制造業的重要性有了進一步認識,將《中國制造2025》作為戰略任務和重點之一,并在十三五規劃綱要中提出制造強國戰略,發展智能制造關鍵技術設備。

 

所以,在勞動力成本持續上升、自動化設備水平不斷提高、國家產業政策的支持等多方面因素的促進下,我國工業自動化市場需求增長空間不斷擴大,同時技術提升空間也很高。

 

在工業自動化領域中,工業機器人與工控是最為突出的增長點。

 

目前,大部分大規模的生產應用離不開工業機器人,工業機器人的市場增長非常迅速。有關調查數據顯示,2015年國內機器人市場需求總量就已經達3.5萬臺。預計國內機器人銷量年復合增速達30%。

 

另一方面,據中國產業發展研究網分析,工控行業市場規模將在2020年達到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,行業訂單穩步增長態勢,全年預計增長5%以上。

 

工業電源競爭激烈

 

為了使工業自動化生產場景加快落地的速度,工業電源作為設備內永遠發揮動力作用的樞紐,工業電源的市場前景同樣值得讓人期待。工業電源作為自動化生產過程中的必備元器件,需具備高穩定及安全保護功能。

 

在我國,工業電源應用于諸多領域,供應商較多,但中國工業開關電源市場集中度較高,行業前10家企業所占市場份額高達83.2%。工業開關電源市場呈兩極分化局面,高端產品和低端產品需求量均較大,而中端產品需求較低。

 

電力、軌道交通、石化、冶金等領域對高端工業開關電源的需求較大,而機械領域的大部分企業主要采購低端工業開關電源。中端產品目前的需求領域主要是一些中小型的電廠、電力設備、重型機械、少部分的石化設備等。

 

2019年工業電源市場的增長與多種因素相關,廣州金升陽科技有限公司產品部工程師尹智群在接受《半導體器件應用》記者采訪時分析認為:“從2018年下半年開始,受經中美貿易戰、國內經濟等各方面因素影響,整個電源市場增長緩慢。來到2019年,因為國內對創新與智造本身的重視,很多自主高新產業都發展起來,加上人才的不斷涌現,工業電源前途較大,但也得慢慢來,不可能一下子就迅速增長!

 

在我國工業自動化發展迅猛的催效下,再加上國內“超級工程”項目的拉動,工業電源行內人士對它在儲能、機器人兩方面的應用前景比較看好。

 

在機器人方面,尹智群表示:“機器人是一個后續增長點,2018年傳統的充電樁等市場沒有什么太多增長!

 

在儲能方面,榮湃半導體(上海)有限公司營銷總監涂凱表示:“從行業的一些信息來看,2018年光伏行業表現平平。個人比較反對政府大量補貼企業,因為這會讓一些有技術能力的企業埋沒。2019年,儲能將會是工業電源的新增長點,它的核心技術在于電源板。工業電源管理最明顯的特點就是精細化管理!

 

不過也有對工業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:“不太看好工業電源市場,其實2019與2020這兩年是一個分界線,在這兩年時間內,市場會淘汰相當一部分的工業電源企業,從國家的大環境來看,政府會出臺扶持政策,但是市場競爭異常激烈,對于工業電源企業造成的壓力是巨大的!

 

近年來,我國工業電源的發展速度較快,廣州眾志電源技術有限公司技術部李漢庭認為:“工業電源市場競爭大,不過如今國產技術慢慢跟上外資品牌腳步,甚至有超越之勢,總體來說,國產品牌未來前景是值得期待的!

 

尹智群表示:“日本、臺灣在ADC方面占據市場比例較大,但我們大陸在工業領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!

 

未來國產工業電源的崛起也將會加劇行業競爭,不過深圳訊茂科技有限公司銷售部張恒建認為:“國產品牌的發展勢頭較快,但是總體的工業電源產品停留在借鑒外來產品層面上,自主創新能力較弱,民間企業的研發力度不足;未來國有企業需與民營企業致力提高創新產品能力!

 

涂凱表示:“企業要真正發揮匠人精神,需要踏實走好每一步,在電源產品可靠性方面,是需要時間和精力去打磨的!

 

近年來,有不少電源企業關門倒閉,但是張恒對記者說:“在工業4.0的推動下,市場格局并不會有太大改變,工業與信息部出臺的工業電源企業生產規范政策,會更加規范好行業市場秩序,提高核心技術競爭力才不會被淘汰!

 

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前電源產品的主要發展趨勢。

 

日前,德州儀器副總裁Mark Gary在召開新品發布會時表示,在工業自動化領域,對電源功率和效率越來越高。因此,德州儀器的GaN技術備受關注,GaN產品可以在高頻率的開關電源里工作,頻率提高令到產品體積減小的同時還可以提高效率。

 

工業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換效率也是亟需解決的問題。

 

據IHS Markit研究顯示,ADI電源業務營收的40%+來自工業領域。ADI開發的電源,在確保輸出電壓隨意調整的同時,依然將效率保持在97%以上。ADI電源相關負責人士表示,相比于傳統的DC/DC電源,由于MOSFET開關與電感轉換損耗的存在,效率無法提升,所以ADI轉換了思路,研發了無電感的轉換器,一下子將效率提升到99%以上。

 

工業設備的心臟是工業電源模塊,在工業控制業中,一般采用24V總線的電源,其電源電壓變化范圍較大,對電源安全監控很有必要。工業4.0的發展,讓工業電源走向模塊化,工程師們摸索著更實用、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展的趨勢,這對負載能力、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生散熱問題,這將影響到器件的可靠性。這樣一來,工業電源領域對元器件的可靠性要求更高。

 

涂凱對此解釋:“模塊化可以任意組合,擴大功率,提升效率,節約空間,模塊化將會是一個趨勢!

 

張恒對此表示贊同:“模塊化是未來的發展的方向,國內工業電源始終要與國際產品接軌,例如智能手機、新型技術,更新換代速度快,工業電源產品也不例外!

 

另外,隨著智能制造技術變革,新的CE認證規范對電源產品性能提出了更嚴格的要求,體現在精度和穩定性兩方面。

 

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

 

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

 

總的來說,工業電源在工業自動化與工業設備的推動下得到更多的發揮空間,未來可期。重點關注工業電源自主創新技術,逐步爭取走上替代外國品牌道路。

 

 

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