汽車制造業(yè)作為廣受期待的社會經(jīng)濟增長點，一直受到各國關(guān)切與重視，尤其是在國內(nèi)制造業(yè)“缺芯”的環(huán)境影響下，大家都在思索如何突破這一難題。但你們也要中的，那些遠離日常生活的行業(yè)同樣也在承受著核心缺失的痛苦，工控行業(yè)就是其中之一。近日來部分電氣設(shè)備生產(chǎn)商頻頻發(fā)布通知函，稱由于以太網(wǎng)芯片缺貨，將在全球范圍內(nèi)暫停相關(guān)產(chǎn)品的銷售，不接受訂單?？梢?，核心的缺失已經(jīng)影響到工控領(lǐng)域的頭部企業(yè)。如果不解決這個問題，核心短缺對工業(yè)的影響會更嚴重。
工業(yè)4.0，起源于德國，是指利用數(shù)據(jù)驅(qū)動的人工智能來完成工業(yè)變革。其要點包括:物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字化轉(zhuǎn)型、數(shù)字化結(jié)對、利用AI和大數(shù)據(jù)規(guī)劃生產(chǎn)等。這一構(gòu)想的實現(xiàn)有利于建設(shè)具有國際競爭力的制造業(yè)，從而為增強綜合國力、維護國家安全、建設(shè)世界強國鋪平道路。在工業(yè)4.0中，工業(yè)控制自動化被視為工業(yè)4.0的必然趨勢，因為它可以在制造業(yè)中降本增效。
工業(yè)控制自動化涉及的環(huán)節(jié)很多。一般來說，主要分為控制層、驅(qū)動層和執(zhí)行層，半導體是任何一層都不可或缺的關(guān)鍵器件。就單個以太網(wǎng)通信模塊而言，它包括MCU、IC芯片、SDRAM芯片等。如果是更復雜的控制層，還會需要CPU、顯卡、BIOS芯片等控制芯片。
變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）缺貨背后的工控行業(yè)核心短缺之痛
或許是因為沒有特斯拉這樣的明星企業(yè)，或許是距離大眾太過遙遠，工控領(lǐng)域的“核心病”似乎并沒有引起重視。但實際上工控產(chǎn)品的核心缺失已經(jīng)體現(xiàn)在很多層面，包括PLC、DCS、VFD等產(chǎn)品的缺失。VFD的發(fā)貨時間從4-6周延長到16-24周。
VFD在工業(yè)控制中的作用是通過改變交流電機電源的頻率和幅值來改變其運動磁場的周期，從而平滑控制電機轉(zhuǎn)速。VFD通過開關(guān)內(nèi)部IGBT來調(diào)節(jié)輸出電源的電壓和頻率，根據(jù)電機的實際需要提供所需的電源電壓，從而達到節(jié)能調(diào)速的目的。此外，VFD具有多種保護功能，如過流、過壓和過載保護等。VFD中的IGBT和電流傳感器需要由MCU控制。但是相對于汽車行業(yè)，一輛車需要幾十個或者上百個MCU，一個VFD MCU的需求可以忽略不計。
除了單機需求水平的差距，汽車市場和VFD市場也有巨大的差距。數(shù)據(jù)顯示，2020年中國汽車制造業(yè)營業(yè)收入將達到8.16萬億元，而2019年中國VFD行業(yè)市場規(guī)模為495億元。在這樣的規(guī)模差距下，國內(nèi)的變頻器廠家的議價能力和訂單優(yōu)先級是無法和汽車廠商相比的。
