林中兽
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楼主  发表于: 2011-08-16 10:54
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　　变频空调市场从2010冷年启动以来，实现了突飞猛进的发展，2011冷年，这一市场又经历了井喷式的增长，并进入了市场普及期。变频空调的快速发展，与变频控制器产业是分不开的，未来变频控制器的技术走势和供应情况必然影响变频空调的发展。
　　核心元件供应紧张
　　2011冷年，变频空调市场增长迅猛。据产业在线统计数据，截至2011年5月，2011冷年变频空调内销总量达到1326万台，已经超过2010冷年全年销售水平。按照现在的发展态势，预计2011冷年变频空调内销总量将突破1800万台。
　　从中怡康的年度数据来看，2011冷年第一个月（2010年9月）变频空调在市场的零售量占比飙升至42.7%，其后6个月这一数字保持在42%～50%之间，而在此之前，变频空调的市场份额在25%左右。2009冷年变频空调份额仅为13.6%，2011冷年上半年数据已上升至47.7%，预计整个2011冷年变频空调占比将在55%～60%。
　　美的制冷家电集团副总裁王金亮表示：“2011冷年，我们变频空调销量将会超过1000万台。”
　　飞兆半导体亚太区销售及市场推广总监王剑称：“我们从国内空调厂家了解到，2011冷年变频空调的总产量在2500万台上下。”
　　变频空调产业的高速增长，让上游原材料的供应有些“吃不消”。据记者了解，变频空调压缩机、变频控制器都出现了不同程度的供应紧张。变频控制器主要由IC控制部分和电力转换部分组成，后者的核心为逆变部分，通常采用集成的IPM功率模块或者分立式IGBT方案构成。IC控制部分负责电机控制和整机系统控制两部分。2011冷年一开局，控制IC和功率器件都出现了供应紧张的状况，其中功率器件严重缺货。
　　“2011冷年，变频控制器市场缺货集中在功率器件上，主要是IGBT、IPM功率模块和功率二极管供应短缺。控制IC的供需矛盾相对好一些，2011冷年我们公司基本能满足客户需求，有些控制IC生产厂商出现缺货也只是短时间的，现在基本没有太大问题。”国际整流器公司（IR）西安应用中心主任李明表示。
　　富士通半导体MCU产品市场部经理彭涛表示，空调用变频控制器中的控制IC供需矛盾较小，这与控制IC的生产周期相对较短有关。
　　回忆起功率器件的缺货情况时，上海新源变频电器股份有限公司营销技术部部长刘红兰告诉记者，从2010年开始，功率器件的市场需求量急速上升，缺货情况凸显，这一状况到了2011冷年也没有改变。“从2011冷年一开始，直到2011年5月，功率器件的市场供应都处于严重的缺货状态。”
　　控制IC和功率器件供应不足的原因是多方面的，不过采访中，记者听到最多的解释是供应商没有跟上变频空调扩产的步伐。“半导体供应商对变频市场爆发准备不足。”海信一位空调技术负责人表示。
　　王剑认为，半导体厂商产能没有跟上，与2008年的金融危机有很大关系。在经历了全球经济不景气后，各家半导体生产企业产能扩张都非常谨慎，造成了2011冷年变频控制器关键元部件供需矛盾。
　　另一方面，从2009年下半年开始，中国劳动力和原材料成本开始逐年攀升，生产企业制造成本大幅提升，企业急需通过生产车间的自动化改造减少工人数量，以降低成本。“在稀土涨价之前，我们给客户算过一笔账，如果采购具有变频功能的自动化生产设备，可以在两三年内收回设备投入。这间接助推了纺织等产业对变频控制器的需求，增加了控制IC和功率器件采购量。同时，这一市场与变频空调使用的控制IC和功率器件非常类似。由此加剧了空调用变频控制器关键元器件的供需矛盾。”
　　未来供求分析
　　对于未来变频控制器的市场供需情况，某业内人士表示，受到近期稀土大幅涨价，变频电机成本大幅攀升的影响，变频控制器的需求开始减少。这也缓解了此前变频控制器关键元器件的供需矛盾。另外，某芯片企业的有关人员认为，受到传统市场淡季和变频空调压缩机供应不足的影响，变频控制器市场的低迷还将维持一段时间。
　　采访中，几乎所有业内人士都认为，稀土涨价不会阻拦变频空调的发展步伐。“长远来看，变频空调的普及还会是今后持续发展的趋势。”三洋半导体（香港）有限公司深圳事务所所长下谷彰彦说。
　　业内人士分析，在电机上应用稀土材料，可以降低使用能耗，符合中国倡导的节能减排宗旨，稀土永磁电机仍将成为未来的技术发展方向。而且，用铁氧体永磁材料替代钕铁硼永磁材料（含稀土元素）做压缩机电机的磁体，是完全可行的。
　　“变频空调压缩机电机的磁体材料用铁氧体永磁材料替代钕铁硼永磁材料，在变频控制器上的硬件及驱动算法都没有变化，整机厂商只要调整一些适合这种压缩机的参数就可以了。”李明如是说。
　　采访中，记者了解到，半导体厂商仍然乐观地看待明年的变频空调市场。王剑告诉记者，从现阶段各空调企业的市场期望来看，2012冷年，变频空调的销量有望翻番，达到5000万台。同时，李明也表示，部分空调大厂将2012冷年变频空调销量占所有空调销量的比例从2011冷年的50%提升到70%，争取三年内实现近100%的销量占比。
　　针对2012冷年的市场需求，目前半导体厂商纷纷对控制IC和功率器件进行扩产。李明称：“不管我们公司还是别的厂家，都在增加相应产品的供应量，不过扩大产能需要一定时间。早在一年多以前，IR就开始为生产线增加设备，提高产能。但是设备引入需要一定时间，而且生产设备到位后还需要调试，预计到今年下半年，新添设备才能正常运行，到时候产品供应不足的现状有望缓解。”
　　王剑也表示，去年第四季度，飞兆已经开始功率器件扩产的动作，从今年第四季度开始，市场供应量会有很大提升。
　　“伴随功率模块市场销量增长，该产品供不应求的状况还将持续下去。因此各个半导体生产商都在积极提高供货能力，三洋半导体也准备扩大产能，并决定在功率模块生产设备上进行再投资。”下谷彰彦说。
　　在价格方面，某业内人士认为，一方面，变频控制器的价格是由市场供需关系决定的。如果按照空调厂商的计划，未来变频空调市场还将持续高速增长，将给上游供应商带来很大的压力，即使各半导体厂家扩产速度再快，也不可能在短时间内实现如此大幅增长。
　　供应不足的状况可能还将出现。另一方面，目前半导体厂商面临着原材料涨价的成本压力，在模块和芯片封装时，需要一些金属，而这些金属今年的价格较去年同期有较大提升，比如所需的纯金，目前价格就在高位运行。因此，未来如果控制IC和功率器件的市场仍然紧俏，供不应求，加上原材料成本居高不下，预计这两类产品的价格仍将保持高位运行。
　　技术走势：低成本高可靠性
　　据了解，家电整机厂商获得变频控制器通常有几种方式：第一种，整机厂商购买瑞萨、TI等公司的通用电机控制IC，自己开发核心算法，再配合功率器件制作电路板；第二种，芯片厂商提供电机控制IC，由芯片厂或者第三方与家电企业合作研发核心算法，家电企业开发变频控制器的外围电路,开关电源；第三种，由专业变频控制器公司为高空作业平台整机企业设计方案。目前，一些中小特灵中央空调配件企业主要采用的是第三种方式，即直接从专业变频控制器厂商购买产品。国内大空调企业则多采用第二种方式，如美的与IR合作，格力与TI合作，海信与NEC半导体合作，志高与意法半导体（ST）合作……不过，他们在与大芯片厂商合作的同时，往往也会有少量产品直接与专业变频控制器厂商合作。
　　据记者了解，随着技术逐渐成熟，空调企业与芯片厂商合作越来越紧密，越来越少采用专业变频控制器厂商的产品。“虽然专业变频控制器厂的市场份额在减少，但是变频空调市场整体增长了，也带动了专业变频控制器厂的销量增长。”刘红兰表示。
　　彭涛介绍，目前空调制造企业与芯片厂商这种一对一的合作模式在未来很可能被打破。前期，由于变频空调市场发展较快，加上空调制造企业的技术实力不足，因此，空调厂更愿意与一家芯片厂合作，这样能够保证短时间内推出变频空调新品。“不过随着变频空调市场的发展，空调企业希望能与两三家供应商合作，不少企业都在接触更多的芯片厂商，并试用新方案。”
　　在变频空调的电机控制技术上，目前主要是直流变频方案，分为180°正弦波和120°方波变频控制方案。在空调上，此前，120°方波方案应用比较普遍，现在已经被180°正弦波变频控制方案取代。
　　据一位海信的技术负责人表示，现阶段，国内空调企业已经通过合作等方式，掌握了变频驱动技术，让变频空调运行起来没有问题，但是与国外空调企业相比，在变频空调的控制方面仍然有所欠缺。“与定速空调相比，变频空调的控制复杂得多。变频空调的运行频率很多，因此，在哪些情况下需要运行什么频率，如何通过变频控制实现空调的能效、制冷量、运行稳定性和可靠性的提升成为技术研发的重点。目前海信的变频空调技术正在向智能化方向发展，希望开发出优秀的变频空调。”
　　李明介绍，IR的控制IC具有开发更灵活的特点，家电企业的工程师能够快速学习并开发出有自己特点的产品。目前，IR正在开发新一代用于家电领域的控制IC，这种产品相对原有产品成本更低。据悉，已经有很多客户在试用这种控制IC新品，今年9月或者10月就有望量产。“目前控制IC提供商基本都在开发低价产品，以满足市场需求。”另外，彭涛表示，2011年5月，富士通半导体发布了52款采用ARMCortex-M3内核的32bitRISCFM3,benshaw高低压软起动器系列产品，该系列产品的优势在于具有很高的性价比，还集成了专用于电机控制的硬件模块，系统可靠性更高。目前，富士通半导体正与一些业内大型知名厂商合作双通道180°正弦波变频方案，该方案采用Cortex-M3内核，最高运行频率可达80MHz，拥有快速稳定启动、运行更安静、电磁干扰更小、支持多种结构同步电机驱动、效率更高、电流调节更优化以及更为灵活等优点，逐步获得了市场认可。
　　在功率器件方面，技术发展步伐也没有停滞。最初，受到成本的制约，国内空调企业普遍采用分立式IGBT方案，但是这种方案的缺陷在于空调厂家需要自己制作一块上面有十几个IGBT和一个驱动芯片的电路板，复杂程度可想而知。后期，由于集成化的IPM功率模块价格下降，空调厂商普遍采用这种产品替代分立方案。IPM功率模块的优势在于一个模块集成了功率器件的主要元件，对空调企业而言，研发生产会简化很多，而且IPM功率模块还具有体积小、可靠性高及散热易等优点。
　　据业内人士称，未来，IPM功率模块的技术发展将向小型化、高可靠性及高效方面发展。王剑表示，飞兆公司从2011年第一季度起，就开始量产4.5代IPM功率模块，在变频控制器中使用这种产品，不但体积小，而且设计非常简单，同时具有很高的系统稳定性，目前已经在家用壁挂式空调中大量采用。