2023伺服系統(tǒng)市場需求呈現(xiàn)快速增長趨勢

• 黃江 2023年11月10日 來源：東方財富 698 41
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通用伺服系統(tǒng)市場規(guī)模增長迅速，工業(yè)機器人、光伏設備等新型行業(yè)需求增長較快。2021 年，我國通用伺服系統(tǒng)市場規(guī)模達 233.3 億元，同比增長 高達41.9%;而2017年市場規(guī)模僅為141.2億元

伺服系統(tǒng)是一種由伺服驅動器和伺服電機組成的運動控制部件，是以物 體的位移、角度、速度為控制量組成的能夠動態(tài)跟蹤目標位置變化的自動化 控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)精確、快速、穩(wěn)定的位置控制、速度控制和轉矩控制，主 要應用于對定位精度和運轉速度要求較高的工業(yè)自動化控制領域。伺服系統(tǒng) 可分為通用伺服系統(tǒng)和專用伺服系統(tǒng)。

2023通用伺服系統(tǒng)市場需求占比

通用伺服系統(tǒng)市場規(guī)模增長迅速，工業(yè)機器人、光伏設備等新型行業(yè)需求增長較快。2021 年，我國通用伺服系統(tǒng)市場規(guī)模達 233.3 億元，同比增長 高達41.9%;而2017年市場規(guī)模僅為141.2億元，近五年復合增長率為13.4%。 而從下游需求分布來看，電子制造設備依然是通用伺服系統(tǒng)需求占比最高的 領域，2021 年為 18%。但電池制造設備、工業(yè)機器人、光伏設備等高成長行 業(yè)對伺服系統(tǒng)需求增長較快，占比也在快速提升。

伺服系統(tǒng)市場規(guī)模整體呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。我國的伺服系統(tǒng)產業(yè)起步較晚，2000年以后隨著國內中高端制造業(yè)不斷 發(fā)展，各行各業(yè)在生產制造活動中越來越多地需要使用伺服系統(tǒng)來滿足其高質量和高精度產品的要求，這一需求促使國內伺服系 統(tǒng)市場呈現(xiàn)快速增長趨勢。2008-2021年，國內伺服系統(tǒng)市場規(guī)模由24.5億元增長至279.3億元，CAGR高達20.59%，其中，2021年 增長較快，同比增長37.09%，主要受益于2021年上半年制造業(yè)景氣度較高，需求較為旺盛。 2022年前三季度通用伺服市場規(guī)模有所下滑。2022年前三季度通用伺服市場規(guī)模為173.3億元，同比下滑3.45%，主要受到2022年 傳統(tǒng)制造業(yè)景氣度較弱以及國內疫情影響。

通用伺服系統(tǒng)可以在不同行業(yè)廣泛應用，主要為交流電伺服系統(tǒng)。通用伺服系統(tǒng)市場規(guī)模較大，2021年我國通用伺服 系統(tǒng)市場規(guī)模為233.3億元;其下游應用廣泛，包括電子及半導體、機床、機器人、包裝、紡織、塑料、紙巾等。專 用伺服系統(tǒng)根據不同行業(yè)需求定制化開發(fā)，提供專業(yè)化產品，主要為交流電伺服以外的其他品類伺服，其市場規(guī)模較 小，2021年我國專用伺服系統(tǒng)市場規(guī)模為46.0億元;其下游應用領域包括風力發(fā)電、礦山機械、纜車索道、電梯等。 從市場結構來看，我國伺服市場中，通用伺服市場規(guī)模占比約為80%，專用伺服市場規(guī)模約為20%，近年來基本保持穩(wěn) 定。

通用伺服系統(tǒng)內資品牌市場份額最高，國外品牌市場份額持續(xù)下降。從 競爭格局上看，在匯川技術、禾川科技、信捷電氣和埃斯頓等國內企業(yè)的共 同努力下，我國通用伺服系統(tǒng)的國產化率已經從2017年的27.6%提升至2021 年43.3%，而日韓品牌的市場份額則從2017年的52.7%下降至2021年37.8%， 歐美品牌市場份額也從 19.7%下降至 18.9%。而具體到各個企業(yè)，目前市場 份額最高的已經是國內品牌匯川技術。其次則是安川電機(10.5%)、松下 (9.6%)、三菱電機(8.8%)、西門子(8.1%)等四家外資企業(yè)。

伺服系統(tǒng)工作原理

伺服系統(tǒng)具有慣量小，動力大的特點。由伺服驅動器、PLC、伺服電機、編碼器組成。伺服驅動器是伺服系統(tǒng)中主要的工作元件，伺服驅動器一般都是由交流提供電源的。

未來的數字化工廠從上到下包括信息層、控制層、驅動層、執(zhí)行層、傳感層，伺服系統(tǒng)中的伺服驅動器、伺服電機、 編碼器分別對應驅動層、執(zhí)行層、傳感層。因此，伺服系統(tǒng)相當于工業(yè)生產系統(tǒng)的中樞神經+肌肉骨骼+感受系統(tǒng)。構成：伺服系統(tǒng)由伺服電機、伺服驅動器與編碼器組成。其中，伺服電機是伺服系統(tǒng)的執(zhí)行元件，其作用是把接受的 電信號轉換為電動機轉軸的角位移或角速度;伺服驅動器是伺服電機的一種控制器，一般通過位置、速度和力矩三種 方式對伺服電機進行控制，以實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位;編碼器將信號或數據進行編制，轉換為可用于通訊、傳輸 和存儲的信號形式，一般將編碼器視為伺服電機的組成部分，多數伺服電機生產廠商外購或自研編碼器，將伺服電機 與編碼器配套出售。

伺服系統(tǒng)各項性能都優(yōu)于步進系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)(交流伺服)比步進系統(tǒng)精度更高，兩相混合式步進電機步距角一般為1.8°、0.9， 五相混合式步進電機步距角一般為0.72°、0.36°，伺服電機的控制精度則由編碼器保證，對于帶17位編碼器的電機而言，驅動 器每接收2^17=131072個脈沖電機轉一圈，其脈沖當量為360°/131072=0.0027466°，是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的 1/655;伺服系統(tǒng)響應更快，步進系統(tǒng)從靜止加速到工作轉速需要200~400毫秒，交流伺服系統(tǒng)僅需幾毫秒;伺服系統(tǒng)可靠性更強， 步進多為開環(huán)控制，易出現(xiàn)丟步、過沖現(xiàn)象，交流伺服系統(tǒng)為閉環(huán)控制，編碼器會反饋信號內部構成位置環(huán)和速度環(huán)，實時調整; 伺服系統(tǒng)具備過載能力，步進電機一般不具有過載能力，交流伺服電機具有較強的過載能力，可用于克服慣性負載在啟動瞬間的 慣性力矩。

伺服系統(tǒng)與變頻器技術同源，但具備位置控制功能，精度更高，適用于小功率場景。伺服系統(tǒng)和變頻器相同點在于，伺服系統(tǒng)中的 伺服驅動器和變頻器都要實現(xiàn)變頻功能，即將工頻電源整流為頻率可調的交流電從而控制電機轉動;兩者不同點在于，首先，伺服 驅動器比一般變頻器有更精確的控制技術和算法運算，在功能上最主要的差異是伺服系統(tǒng)可以進行精確的位置控制，而變頻器則無 位置環(huán);其次，伺服系統(tǒng)多采用永磁同步交流電機，而變頻器主要控制交流異步電機，受工藝限制10KW以上的永磁同步交流電機價 格昂貴，因此大功率場景下多采用性價比更高的變頻器驅動異步電機，伺服系統(tǒng)則一般用于小功率場景。綜上，能用變頻器控制的 場合幾乎都能用伺服取代，關鍵在于價格(伺服系統(tǒng)遠高于變頻器)及功率。

根據中研普華研究院《2022-2027年中國伺服系統(tǒng)行業(yè)競爭分析及發(fā)展預測報告》顯示：

通用伺服系統(tǒng)下游較為集中。通用伺服有不少于17個下游行業(yè)，包括電池制造設備、電子制造設備、工業(yè)機器人、光伏設備、包 裝機械、半導體、激光、雕刻機、機床等。2022年前三季度，占比最高的前五個行業(yè)為電子制造設備、電池制造設備、工業(yè)機器 人、光伏設備、包裝機械，分別占比15.81%、13.56%、10.44%、7.57%、6.57%，合計占比達到53.95%。 通用伺服下游多為高端裝備賽道，且占比逐年提升。

若將電子制造設備、電池制造設備、工業(yè)機器人、光伏設備、半導體、激光 定義為高端裝備賽道，其余定義為傳統(tǒng)行業(yè)，由于通用伺服小功率、高精高效的特性更能滿足高端裝備的需求，當前下游景氣賽 道占比已超60%且提升顯著，從2017年到2022年前三季度，高端裝備賽道占比由55.36%提升至65.35%，提升了近10個pct。

通用伺服系統(tǒng)國產化取得長足進展

國產廠商份額大幅提升，2017年內資份額為9.7%，通用伺服市場幾乎被外資壟斷，2022年前三季度內資份額達到30.5%，較2017 年提升了20.86個pct，國產品牌顯著進步;日系份額下滑明顯，2017年日系份額高達49.31%，2022年前三季度份額則下滑至 29.11%，明顯失守;歐美系廠商份額穩(wěn)中有升，2017年歐系和美系份額分別為11.69%、1.27%，2022年前三季度份額分別小幅提 升至15.60%、1.43%，歐美系品牌占據的市場較為堅挺;臺資份額波動略有下滑，2017-2022年前三季度臺資份額基本在7-8%附近 波動，自2020年起至今份額略有下滑，從8.33%下滑了2.22個pct至6.11%。 通用伺服市場集中度高，頭部廠家占據大部分市場份額。2017-2022年前三季度，伺服市場CR10在70%左右，CR5在50%左右，CR3 在40%左右，略有波動但基本穩(wěn)定。

國產新興伺服廠商不斷涌現(xiàn)。首先，匯川技術份額提升幅度最大，從2008年的0.1%的市場份額提升至2022年前三季度的21%，為 份額提升幅度最大的國產廠商。從伺服銷售額角度，匯川已遠超西門子、松下、安川等老牌外資龍頭。其次，國內涌現(xiàn)了一批新 興國產伺服品牌，如禾川科技、無錫信捷、雷賽智能等，2022年前三季度市場份額已分別達到3.4%、2.4%、1.3%。最后，老牌國 產廠商經歷洗牌，和利時、星辰科技、珠海運控、步科股份等老牌國產廠商進展較慢，埃斯頓份額則有小幅提升，從2008年的 1.6%小幅提升至2022年前三季度的2.4%。

國產化率加速提升。①2008-2017年，九年間伺服國產化率僅提升了3.55個pct;②進入2018年，國產伺服經過多年積 累技術井噴，根據SooPAT，當年伺服系統(tǒng)相關申請專利數量達到歷史高點，增速高達36.8%，國產伺服開始形成對國 外品牌的有力競爭，當年國產化率提升了2.16個pct;③2020年起，國產廠商抓住了外資供應緊張的機會，從2020年 到2022年的四年一期中，通用伺服系統(tǒng)國產化率分別提升了6.21pct、5.42pct、6.94pct，三年合計提升18.57pct， 超越2008-2020年十二年來國產化率提升的總和。

《2022-2027年中國伺服系統(tǒng)行業(yè)競爭分析及發(fā)展預測報告》由中研普華研究院撰寫，本報告對該行業(yè)的供需狀況、發(fā)展現(xiàn)狀、行業(yè)發(fā)展變化等進行了分析，重點分析了行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀、如何面對行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)、行業(yè)的發(fā)展建議、行業(yè)競爭力，以及行業(yè)的投資分析和趨勢預測等等。報告還綜合了行業(yè)的整體發(fā)展動態(tài)，對行業(yè)在產品方面提供了參考建議和具體解決辦法。

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  2022-2027年中國伺服系統(tǒng)行業(yè)競爭分析及發(fā)展預測報告

  本報告由中研普華的資深專家和研究人員通過長期周密的市場調研，參考國家統(tǒng)計局、國家商務部、國家發(fā)改委、國務院發(fā)展研究中心、行業(yè)協(xié)會、中國行業(yè)研究網、全國及海外專業(yè)研究機構提供的大量權...

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