电机乍听上去好像离我们的生活很远,事实上,电机号称“家电的心脏”,空调、冰箱、洗衣机、吸尘器、吹风机乃至电动牙刷等家用电器中都有电机。随着我国智能化家电的不断发展,其电机控制任务也不断增加且越来越复杂,相较于早期家电常使用的单相感应电机及串激电机,BLDC电机(直流无刷电机)凭借着高可靠性、低振动、高效率、低噪音、节能降耗的性能优势逐步成为家电行业的主流。在日本、欧洲等发达国家地区,BLDC电机甚至已经成为白色家电设备的标配零部件。
虽然我国BLDC电机替代效应起步较晚,但也不乏具备前瞻性布局思想的企业,峰岹科技(深圳)股份有限公司(简称:峰岹科技)就是其中之一。公司是国内BLDC 电机驱动控制专用芯片行业的领先品牌,随着BLDC电机在应用市场渗透率不断加深,峰岹科技也迈入高速发展时期,本月20日在上交所科创板成功挂牌上市。
聚焦BLDC电机专用芯片,
硬件化平台助推高性能产品国产化
峰岹科技成立于2010年,主要从事电机驱动控制芯片的研发、设计与销售业务,产品包含电机驱动控制的全部关键芯片,如电机主控芯片MCU/ASIC、电机驱动芯片HVIC、电机专用功率器件MOSFET以及智能功率模块IPM。公司产品被广泛应用于家电、电动工具、计算机及通信设备、运动出行、工业与汽车等领域。
在BLDC电机控制中,算法发挥着至关重要的作用,其优劣直接影响电机的控制性能。伴随控制性能不断提升,算法复杂度也随之提升,对控制芯片的计算量和计算速度的要求也越来越高。无感FOC控制算法是目前最为先进的,能够最大程度上实现高效率、低振动、低噪音以及高响应速度等控制目标,因此逐渐成为行业主流趋势。
与同行业企业通常在通用芯片上用软件编程(ARM 为主)来实现电机控制算法不同,峰岹科技从底层架构上将芯片设计、电机驱动架构、电机技术三者有效融合,用算法硬件化的技术路径在芯片架构层面实现复杂的电机驱动控制算法,形成自主知识产权的电机驱动控制处理器内核ME。在该技术下,峰岹科技设计的芯片可实现电机控制FOC算法,6~7us即可完成一次FOC运算,无感FOC控制方案的电周期转速可高达27万转。
而采用 ARM 授权内核的芯片产品,其控制算法需通过复杂的软件编程来实现,运算速度主要依赖于MCU工作主频,在相同主频下通用内核的算力比算法硬件化的专用内核算力低。
另一方面,硬件化的芯片平台还具有更高的成本优势。在芯片电路设计层面,峰岹科技在单芯片上全集成或部分集成 LDO、运放、预驱、MOS等器件,大大减少外围器件,最大程度上精简了控制板,降低元器件所需面积,提高控制系统可靠性的同时,有效降低整体方案成本,为客户提供更高性价比的选择。
凭借高质量、高性价比的芯片产品以及系统级服务的优势,峰岹科技从电机分析和设计开始,协助客户开发系统级整体方案,并将具体需求通过算法、电路设计等方式反映至电机驱动控制专用芯片,为客户提供一揽子解决方案。公司也因此获得了下游厂商的青睐,最近三年出货量年均复合增长率达到35.67%,2020年度实现1.81亿颗芯片的出货量。并且产品先后进入美的、海信、小米、海尔、松下、飞利浦、方太、华帝、九阳、TTI、东成、宝时得、格力博等国内外知名厂商的供应链体系,为我国高性能电机驱动控制专用芯片的国产替代作出了贡献。
人才储备奠定强劲创新实力,
技术成果高效转化盈利能力不断释放
集成电路产业是典型的技术密集型产业,电机驱动控制芯片行业也不例外,峰岹科技所拥有的先进技术是不断注入技术力量的成果。2018年至2020年,公司研发费用分别为1,870.19 万元、2,535.71 万元和2,974.47 万元,研发投入力度持续加强。
在人才的组织架构上峰岹科技也有自己的独到之处。公司核心技术团队分为芯片设计团队、电机驱动架构团队和电机技术团队。芯片设计团队由公司首席执行官 BI LEI(毕磊)担任技术牵头人,其在芯片设计领域有超过20年的产业化经验;电机驱动架构团队由新加坡国立大学博士、公司首席系统架构官 SOH CHENG SU(苏清赐)博士担任技术牵头人;电机技术团队由公司首席技术官 BI CHAO(毕超)博士担任技术牵头人。
此外,由于国内集成电路研发和高端电机驱动架构设计人才稀缺,峰岹科技从成立早期就制定了“自主培养、导师制、项目制”的人才培养战略,大部分研发人员由公司直接从高校招聘,坚持内部培养、自主培养,通过专题研讨和参与项目研究的方式,在核心技术人员的带领下,不断提高成长为公司各个团队研发骨干人员。
公司目前已形成以 BI LEI(毕磊)、BI CHAO(毕超)、SOH CHENG SU(苏清赐)为核心技术人员,以自主培养研发人员为骨干,以高校毕业生为研发人才储备的研发团队,保证公司研发团队的稳定以及源源不断的研发后备力量。
截至目前,峰岹科技及控股子公司拥有已获授权专利97项,其中境内授权专利89项,境外授权专利8项,境内授权发明专利共计43项,软件著作权9项,集成电路布图设计专有权46项。
在长期的经验积累和持续的研发投入下,公司深谙下游客户需求,能够及时将生产技术应用于芯片产品,将研发技术成果高效转化为经营成果。据招股书披露,2018年至2020年,公司营业收入分别为 9,142.87万元、14,289.29万元和23,395.09万元,年均复合增长率为59.96%;同期公司扣非归母净利润分别为1,148.32万元、2,931.89 万元、7,054.74 万元,年均复合增长率高达147.86%。
而随着BLDC 电机驱动控制芯片需求稳步增长并且不断向新应用领域扩展,峰岹科技客户订单价量齐升,据公司财报审阅数据显示,2021年度峰岹科技预计实现营业收入33,039.66万元,同比增长41.22%,预计实现扣非归母净利润12,424.62万元,同比增长76.12%,整体发展进一步提速,盈利能力随之不断释放。
节能减排推动BLDC电机需求扩大,
电机驱动控制芯片国产替代方兴未艾
随着消费者生活水平的提升以及消费市场的消费升级,家庭中的家用电器也日益丰富,电机数量也持续增多,且增长空间广阔。但电机作为最主要的机电能源转换装置,是家电产品核心零部件中的能耗大户。
目前,电机企业的产品开发方向主要取决于整机企业要求,但其总体趋势已经逐步开始向着高效环保、轻量低噪、数字智控等方向发展。国务院印发的《“十三五”节能减排综合工作方案》提出,到2020年,全国万元国内生产总值能耗比2015年下降 15%,而提高电机能效是实现节能减排的重要手段之一。
BLDC电机在节能降耗上表现优良,并可在较宽调速范围内实现响应快、精度高的变速效果,充分契合终端应用领域对节能降耗、智能控制、用户体验等越来越高的要求,在目前双碳经济的大背景下,BLDC 电机下游应用市场广泛且正在不断扩展。
比如BLDC电机已经被广泛应用于空调、冰箱、洗衣机等白色家电中,尤其是以变频空调、变频冰箱和变频洗衣机为代表的高端白色家电销量逐年上升,更进一步推动了BLDC电机的应用;此外,家用电扇、吸尘器、吹风机、筋膜枪等家用小电器的增速也十分可观,2019 年,小家电市场规模为4,015亿元,2012年至 2019年年均复合增长率为 13.3%,增速水平优于家电全行业,随着整个市场的更新迭代,BLDC 电机在该领域的渗透率也将持续不断提升。
更值得关注的是,白色家电领域的BLDC电机驱动芯片过去长期由德州仪器(TI)、意法半导体(ST)、英飞凌(Infineon)、赛普拉斯(Cypress)等国际大厂主导,国内企业起步较晚,市场占有率较低。相较而言,小家电领域BLDC电机占比较小,但却对控制芯片性能有着更高的要求,与渗透率天花板存在较大距离,市场发展空间广阔,是实现BLDC电机驱动芯片的国产替代的绝佳突破口。
峰岹科技通过长期研发投入与技术积累,设计出自主知识产权电机控制处理器内核架构,走出一条与国内大多数厂商不同的发展路径,在产品性能上达到国外大厂的标准。近年来,使用公司芯片产品的国内外知名厂商的数量不断增加,公司产品被TTI、东成、宝时得、格力博等知名电动工具厂商,海尔、大金、美的等知名空调厂商及日本电产所接受,逐步替代国外厂商的市场份额。在小家电领域,公司产品份额也遥遥领先,2020年,公司芯片在高速吸尘器、直流变频电扇领域的市占率分别达到了78.4%和77.7%,在细分领域已占据重要行业地位。
把握机遇提升研发生产能力,
优化产品结构保持领先优势
中国作为全球最大的芯片下游市场,近几年在产业政策及资本推动下,长期薄弱的上游半导体产业正经历发展的黄金期。据半导体行业协会估计,2021年IC设计产业销售额4586.9亿元,同比增长20.1%,行业维持高速增长。
具体到电机驱动芯片领域,高效率、高可靠性等优势已使高性能BLDC电机成为未来电机发展的主趋势,与之配套的专用芯片有望迎来发展契机。根据Grand View Research预测,全球BLDC电机市场规模从2019年的163亿美元,增长到2022年的197亿美元,增长幅度达到20.86%,根据Frost & Sulivan预测,2018年至2023年期间中国BLDC电机市场规模年均增速达15%。
而且BLDC电机控制器作为整个电机设备核心装置,随新能源汽车、智慧医疗、智能家电、机器人和电动工具等领域的发展,市场需求迎来爆发指日可待。例如,新能源汽车一般需要130到200台电机,遍及驱动电机、电动助力转向系统、汽车稳定性控制系统、汽车巡航控制系统、车身系统等。由于BLDC电机具有高效率、高扭矩的特点,目前国内新能源汽车的主驱动电机基本都是采用BLDC电机,使得无刷直流电机应用在新能源汽车成为一个很重要的方向。
本次登陆资本市场,峰岹科技拟募集资金55,544.00万元,募投项目均围绕核心业务展开。其中,“高性能电机驱动控制芯片及控制系统的研发及产业化项目”旨在对电机主控芯片MCU进行升级迭代,使产品达到更高的集成度、可靠性、稳定性,实现产品的持续优化升级,加速进口替代。
“高性能驱动器及控制系统的研发及产业化项目”则以进军汽车电子领域为目标,对高性能电机驱动芯片HVIC进行下一阶段的产品研发,以扩宽产品下游应用领域、优化产品结构。
峰岹科技深耕行业十数年,多方布局,在满足市场发展需求的同时,也切合了当下节能减排的宏观趋势,并以技术为驱动,凭借过硬的芯片品质,在BLDC电机驱动控制芯片领域探索出一条国产替代之路。未来随着在人才、技术和产品市场上的精进,峰岹科技将有望在保持现有领先优势的同时推动公司逐步走向国际化,与海外一线品牌同台竞技。