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“不要走开，文末有福利” 广东·佛山 2017中国硅钢年会 中国十大最值得信赖电机冲片服务商评选 中国无取向硅钢产业链分布图 邀您加入电机行业交流群 整理 | 旺材电机 在苹果手机的带动之下，线性马达作为新一代手机用马达技术逐渐被手机厂商所认可，小米6、一加5等手机在2017年先后搭载线性马达。相比于目前主流的传统转子马达，线性马达优势明显，在触觉反馈方面带来的体验大幅提升。全面屏时代已经到来，线性马达应用空间被打开： 壹 --- 手机全屏时代开启线性马达市场 1、手机进入全面屏时代，线性马达迎来新机遇 自2016年底开始，手机显示屏的竞争在三星、小米、LG等厂商的推动之下，已经向18:9甚至18.5:9、19:9、20:9的长宽比挺近，高屏占比全面屏成为大趋势。 2016年10月小米MIX概念手机的问世彻底激活高屏占比消费者市场。小米MIX采用6.4英寸夏普屏幕，屏占比高达91.3%，是首部屏占比超过90%的商业化智能手机，出色的外观惊艳全球。由于在加工技术难度、良率与成本方面的较大压力，小米MIX并未大规模销售，但是小米MIX成功吸引了全球消费者的眼球，高屏占比开始成为消费者选择手机的重要因素。 2017年3月，三星推出其最新的旗舰型机种Galaxy S8和S8+，标志着“高屏占比”的全面屏已经成为顶级厂商的选择。 作为全球智能手机的领头羊，苹果公司自然不甘人后，最新款iPhone大概率配备高屏占比显示屏。2016年底根据台湾Digitimes的报道，苹果计划在2017年第3季推出的首款AMOLED手机iPhone8，将采用5.8寸18.5:9的长宽比例亮相，面板由三星供应，为全屏幕手机再添风采。 随着智能手机进入全面屏时代，标志性的Home键将被取消。但是机械式Home按键带来的触觉反馈对于手机而言是至关重要的，尤其对于在用户体验方面精益求精的巨头，如苹果、三星等。因此，虚拟按键将与振动马达配合，从而提供媲美甚至超越机械式按键的触觉反馈体验，成为极有吸引力的方案。所以说，全面屏背景下，取消Home键将为振动马达带来新机遇。 2、人机交互体验的存在，线性马达大有作为 触觉反馈是智能终端全新的升级，是未来智能终端升级的重要方向，这个升级也是人体感官的延伸。PC时代，键盘和鼠标这两大交互设备的出现，极大地推动了计算机在普通消费市场的应用。2007年苹果手机横空出世，配有的大尺寸触控显示屏幕，为消费者带来了前所未有的用户体验，引领越来越多消费者选择智能手机。基于当下展望未来，语音、触觉、体感交互已经成为未来发展的重要方向，语音可以解放双手，体感可以丰富肢体体验，触觉可以进一步增强触摸体验。 未来，智能终端的升级过程主要包括如下几个方面： 1)计算中枢的升级，传统手机计算能力非常有限，智能终端配备的中央处理器已经相当于一台电脑，这是其他一切高级功能的基础。 2)视觉升级，包括两个部分，高像素摄像头和大触摸屏，它们让手机具备了处理图像的能力，同时在显示效果方面更加真实逼真。 3)听觉升级，包括三个部分——耳机，麦克风和音频分析系统，通过MEMS阵列、指向性麦克风等新技术提供三维立体声效果。 4)触觉升级，包括触感，压力感觉和振动反馈。触觉反馈的关键是反馈，也即对触觉的精细感觉(压力感知膜)和多样化的反馈(如线性马达),可以不仅仅是振动，还可以是声音和显示。但是振动是提供贴身终端不可替代的一种反馈，未来的应用空间十分巨大，振动反馈模块未来的空间不仅仅是手机，它可以拓展到很多互动娱乐场景和工具中去。 除了应用于手机上作为触觉反馈的核心部件，微型振动马达在可穿戴设备、游戏机控制器、VR体感手柄、感应手套等设备上也大有作为，线性马达替代传统的转子马达，从而提供更加出色的触觉反馈效果。例如，苹果力推的Appleatch便采用振动马达，提供模拟心跳反馈;日本MIRAISENS公司在2017年3月展示了具有触觉反馈的VR手柄，集成了微型振动马达;日本Exiii公司在2017年4月展示通过振动马达实现触觉反馈的智能手套。 线性马达性能优越，技术壁垒高，掌握先发优势的公司将显著受益 贰 --- 线性马达的发展优势
1、线性马达相比于传统转子马达性能优越 手机微型振动马达的作用是让手机产生振动效果。在线性马达(LRA)出现之前，手机采用的微型马达主要为转子马达(ERM)，按照结构可以分为圆柱形(Bar)和扁平形(Coin)两种。传统转子马达利用电磁感应原理，电磁力来驱动马达轴心的转动，从而带动偏心铁或偏心锤的转动，产生的离心力使得快速旋转的马达振动。因此，它是通过一个被称作偏心旋转质量传动器(ERM)的小型马达来实现振动。
转子马达有它自身的局限性，如启动慢、刹车慢。ERM转子马达存在惯性，需要过驱动才能更快速地旋转，因此启动慢、刹车慢。传统ERM马达触发一个简单的触觉反馈，如点击，需要耗时100到200ms，如果需要快速重复点击，ERM马达就会产生明显延迟感，无法实现多个振动之间的层次感。 转子马达没有一个方向性的导向，无法完成复杂的振动。传统马达缺乏振动的指向性，让波频和振幅一起耦合输入控制电压，使马达仅能使用一个变量来产生不同的振动效果，只能得到不同的脉冲或者速度组合。 因此，随着手机应用、触觉反馈、游戏体验的要求不断提高，ERM转子马达已经没办法满足用户的最新需求，特别是在振动的复杂性方面。近年来，一种新型的线性马达(LRA)开始出现。
手机线性马达实际上是一个以线性形式运动的弹簧质量块，将电能直接转换成直线运动机械能而不需通过中间任何转换装置的新型马达。有别于普通旋转离心式马达的旋转运动，线性马达是直线运动的马达，主要由电源输出模块与马达本体两大部分组成。线性马达电源输出为方波交流电，电机内线圈的交变电流产生N-S变化，根据电磁原理带动振子运动产生振动。
由于弹簧常量的原因，线性马达必须围绕共振频率在窄带(±2Hz)范围内驱动，振动性能在2Hz处会下降50%。另外，在共振状态下驱动时，电源电流可锐降50%，因此在共振状态下驱动可以大幅节省系统功耗。
相比转子马达，线性马达的优势非常明显：响应速度快(意味着可以做很细腻的振动反馈)，寿命长，振动频率与振幅可控，形成复杂的振动(通过对共振载波振幅进行调制，可以产生各种不同的触觉反馈效果)，批量一致性好，弹簧+磁铁的组合可以显著降低功耗。
目前线性马达主要有三种形式：圆形、直线型、方形。其中圆形线性马达振动方式是垂直的(Z向)，运动行程很短，不符合手机轻薄化的要求，同时振动的力量，持续时间等等都不如直线型(XY方向)和方形线性马达。直线型和方形的运动行程可以根据用户定制，因此能在保持较高性能的同时，做到轻薄，厚度可以达到2mm以下。因此，直线型和方形线性马达具有更广阔的市场空间。
在前沿技术方面，苹果将线性振动马达技术发展到新高度：一般手机振动马达达到满 负荷需要至少10次振动，而Taptic Engine仅需要一个周期就能快速启停，另外一次“mini tap”可以达到10ms的振动微控，和“实时的反馈”已经非常接近。Taptic Engine可以感应Home键上的按压力度，并通过振动来进行力反馈，模拟近似真实的按键效果。
此外，还有一种全新马达——压电马达(也可称之为压电传动器)，受到广泛关注，其拥有极短的响应时间，很高的能效，并拥有比ERM和LRA都要小得多的体积，能够带来最为复杂、精细的触觉反馈体验。
压电马达基本上都由一个软片(振动-电压转换器)组成，使用一个很薄的长条或者一个圆盘，让它们弯曲然后再反弹回去，通过在两端施加电压形成振动。压电型触觉技术没有任何频率或者振幅限制，设计人员可以达到比使用LRA和ERM所达不到的波形。在某个设计中嵌入多个压电模块后，可产生高精度的触觉反馈体验，它可以让触摸屏的局部而非全部区域产生振动。 但是压电马达作为新兴技术，在技术方面并不成熟，多数方案要求约100-200伏峰值到峰值(Vp-p)的电压来驱动，这对手机而言存在技术难度。多层压电马达可以将该系统电压降低至50Vp-p，但价格昂贵，并不适合大规模商用。而且要将压电马达放置在触摸屏上，会造成屏幕预留1-2mm的缝隙，会影响手机的整体外观。因此，我们认为压电马达短期内缺乏大规模商用的条件，有待技术的进一步发展。
综上所述，随着手机应用、触觉反馈、游戏体验、手机轻薄化等的要求不断提高，ERM转子马达已经没办法满足用户的最新需求，新型的LRA线性马达在响应速度、功耗、振动模式等各个方面优势非常明显，已经代表着手机用马达的发展趋势。由于更加先进的压电马达在技术、成本、产品设计等方面的较大的难题，因此，我们认为未来智能终端触觉反馈的核心是LRA线性马达。 2、线性马达技术难度大，少数厂商占据先发优势 传统微型马达行业发展成熟，传统大厂逐渐退出。传统手机转子马达的供应商主要来自日本、韩国、中国。其中，日本微型马达产业起步早，厂商技术实力强，主要的供应商有日本电产科宝Nidec、日本思考技研(已退出)、三洋电机(被Nidec并购);韩国微型马达行业是伴随着手机产业而崛起的，主要厂商有三星、LG(已退出);国内的微型马达行业虽然起步较晚，但随着国产智能终端的崛起，发展相当迅速，涌现出一批优秀的企业，如金龙机电、瑞声科技等。
传统手机振动马达获利空间小，马达巨头纷纷转向VCM相机音圈马达。传统手机用振动马达市场由于产品成熟，技术壁垒不高，市场竞争激烈，器件单价低，导致传统转子马达获利空间不大，因此包括思考技研、LG电子等厂商纷纷放弃振动马达业务，转向新兴的手机相机用VCM马达。
相比于传统转子马达，线性马达采用全新的产品原理和结构，制造难度大。线性马达将电能直接转换成直线运动机械能而不需通过中间任何转换装置，而传统马达是基于成熟的电磁感应原理，电磁力来驱动马达轴心的转动，因此线性马达在器件的制作更为复杂，并且工艺方面还不成熟。
设计难度大，定制化特点明显。由于不同的马达在尺寸、频率、装配位置和固定方法等方面都是变量，要根据手机厂商的振动需要设计器件的具体参数，因此器件具有非常明显的定制化特性。例如，苹果在其iPhone 7Plus手机上采用的线性马达，出于节省空间和真实触觉反馈的考虑，便与Nidec进行了深度的合作。 一方面，随着部分传统日韩厂商的退出，具备先进技术能力的手机用振动马达供应商大为减少，另一方面，线性马达较高的技术壁垒、深度定制的设计要求高，因此目前线性马达的供应商并不多。我们认为，未来随着线性马达的逐渐应用，占据先发优势、拥有成熟设计和量产经验的厂商将显著获益。 目前来看，线性马达主要被苹果公司所采用，其他公司采用的还不多，苹果的供应商主要为Nidec、金龙机电、瑞声科技三家，这三家公司也是目前为数不多的掌握线性马达研发和制造能力的公司，已经具有了先发优势。 3、触觉反馈产业链，线性马达制造商地位提升 在手机触觉反馈产业链中，主要可以划分为触觉反馈算法与方案、触控压力传感器、振动马达、马达驱动IC、终端代工厂五大部分。
1)触觉反馈算法与方案，主要是为手机终端厂商提供触觉反馈方案设计，典型的公司为Immersion，该公司通过自己的Touch软件算法，让振动马达在硬件厂商的设备上拥有更优秀的表现，还为硬件厂商提供了端到端的 TouchSense 触觉授权套件，目前在手机厂商中，三星、华为、LG、魅族、金立等多家厂商中都采用了来自Immersion的解决方案。苹果系列产品的触觉反馈方案由其自行设计。
2)触控压力传感器，主要是智能手机所必须的触控模组内压力传感器产品，目前全球范围内供应商众多，苹果公司的供应商为TPK(宸鸿科技)、F-GIS(业成光电)。 3)终端代工厂，主要为富士康、和硕等制造厂，将振动马达、马达驱动IC、触控模组、压力传感器等不同器件组合，进行终端产品的制造。 4)马达驱动IC，主要为振动马达工作所必须的驱动IC芯片，主要供应商有德州仪器、Dongwoon、RadnTech、Imagis等公司。根据Chipworks的拆解报告，苹果触觉反馈驱动IC由德州仪器提供。
5)振动马达制造商，目前全球范围内线性马达成熟供应商不多，苹果产品的供应商为Nidec、金龙机电、瑞声科技。马达的原材料主要为磁性稀土材料(汝铁硼为主)、金属材料(钢条、铜、铝等)、塑料和陶瓷等，马达制造商将电机、外壳、线路等组装。 传统手机用振动马达方案成熟，产品标准化设计，因此马达制造商与终端厂商之间不存在密切依赖关系，马达制造商制造出的转子马达主要划分为圆柱形和扁平形等几种类型，终端企业会根据自家的振动方案进行选择。 但是线性马达普遍需要定制，具体器件的参数、功能需要终端厂商根据自家的触觉反馈方案进行设计，因此在线性马达产业链中，马达制造商的重要性提升，终端厂商会直接与马达制造商进行紧密的合作。例如，在苹果iPhone 7/7 Plus中所使用的线性马达便与以往存在较大差异，苹果公司与Nidec在器件的设计方面进行了深度的合作。 弎 --- 相关企业分析
1、瑞声科技——苹果线性马达重要供应商 瑞声科技依靠声学业务起家，是全球知名声学器件供应商。声学业务涵盖了微型音箱、扬声器、受话器和麦克风, 已具备立体声、防水等性能，市场竞争力一流。在声学器件方面，公司是苹果的重要供应商，并且为三星、华为、OPPO、VIVO、小米、金立等主要手机厂商供货。
公司形成声学、触控马达、射频结构件及光学业务的平台型企业布局，为客户提供一体化解决方案。2013年公司全面开展射频业务，涉及手机天线、NFC、无线充电等领域，随后又布局触控马达业务。公司现有产品种类丰富，涵盖了声学、触控马达、无线射频及光学等最新的微型技术解决方案，广泛应用于智能手机、平板电脑、可穿戴设备及笔记本电脑等多个领域。
公司除了为苹果供应声学元器件以外，也供应触觉反馈线性马达等核心零部件。瑞声科技是触觉反馈市场上少有的规模性企业，目前公司已有横向线性马达及Z方向线性马达两大类产品，线性马达技术成熟，可满足3D Touch触控反馈的高要求，公司还与顶级的驱动器、软件及算法公司合作，以达到触控反馈的最佳表现。 2、歌尔股份——线性马达已经批量出货 歌尔股份是国际领先的以消费电子声学元器件为核心的电子元件提供商。公司以声电器件为核心，发展出了包括光电器件、电子配件和整机类电子产品等硬件产品，并拥有智能穿戴、无人机、机器人等产品的研发和服务能力，主要客户涵盖苹果、三星、索尼、微软、谷歌、Facebook、华为等国际一流终端厂商。
2017年2月，公司在全景网平台公开消息称，独立自主开发的线性振动马达已经量产。包括Z向与X向线性马达，同比其他产品具有尺寸灵活，振感强度优秀，响应速度快，谐振频率低等特点。目前已开发生产四种规格X向线性马达与两款Z向线性马达，配合高端智能产品市场，如：智能手机、智能穿戴、智能遥控器以及智能手柄实现智能振动反馈功能。
多领域领先能力、垂直一体化布局、顶尖设计与制造能力。歌尔经过多年蓄力，已 经从单一的电声器件企业发展为声学、光学、软件等多领域树立领先优势，同时通过垂直一体化布局除电声器件外还深度介入MEMS传感器、马达、摄像头模组、镜头、天线 等关键零部件领域，在自动化生产与精密设计领域更是拥有深厚团队、工艺、设备积淀， 公司已经搭建了世界一流的研发供应平台，具备为客户提供多元化解决方案的能力。 3、金龙机电——苹果线性马达重要供应商 金龙机电是目前国内最大的微特电机生产企业。公司专注于超小型微特电机的研发、生产和销售业务，产品包括Ф4、Ф5、Ф6、Ф7 等系列圆柱型超小微特电机、扁平型超小微特电机、新型变焦马达(VCM)、线性马达等，广泛应用于移动通讯设备、高端日用消费品、医疗设备、智能电动玩具、保健器材、机器人等领域。
公司成功研发全球领先、高附加值的线性马达并且大批量投产，成为苹果系列产品重要供应商。自2014年下半年以来，公司取代了日本三洋电机成为苹果产业链的振动马达供应商，为苹果系列产品提供线性马达。根据公司在全景网互动平台上透露的消息，2016年公司在手机用微特电机行业的市场占有率约为18%。公司生产的触觉反馈线性马达通过富士康、和硕等代工厂给苹果供货。 公司生产的手机用微特电机已获得多家大型手机生产企业的采购认证。核心客户主要包括华为、中兴通讯、OPPO、VIVO、小米、魅族、富士康、比亚迪电子等国内外知名企业。公司在传统马达领域深耕多年，技术水平、产品质量等均处于行业领先地位。 成功收购甲艾马达、博一光电，分别从横向、纵向拓展产品线。整合了微特电机及触摸显示产业链，实现了从移动通讯终端单一部件提供商向多种部件综合系列产品提供商的转变，跻身高端科技企业行列。甲艾马达的马达产品主要用于游戏机手柄、光驱、电动血压计等，与公司现有产品形成互补。博一光电以液晶模组为主要产品，可与公司原有的触摸屏和盖板玻璃产品形成结合，为下游客户提供触控显示一体化产品。 4、欧菲光——有望切入触觉反馈模组制造领域 欧菲光是国内领先的消费电子摄像头与指纹识别模组龙头。公司成立于2001年，当前的主营产品为触摸屏、摄像头模组、指纹识别模组等，并积极布局智能汽车领域。公司2010年布局电容式触控屏，2013-2016年成为全球出货量最大的薄膜式触摸屏供应商;2012年公司进入影像系统领域，2016年底摄像头模组单月出货量全球第一;2014 年公司进入生物识别领域，2016年四季度开始指纹模组单月出货量位居全球第一。
在触摸屏方面，欧菲光是行业龙头，具备进入3D Touch模组制造领域的技术实力。公司触控显示业务涵盖触控sensor、film和glass电容式触摸屏、盖板玻璃、全贴合LCM 组件等，应用领域从手机、平板、笔记本电脑延伸至汽车电子、工业控制和可穿戴设备等领域。公司在触摸屏领域的龙头地位稳固，根据市场调研机构旭日产研的数据，2017年5月公司触摸屏的出货量达到13KK，领先主要竞争对手。根据公司年报，未来在触控领域将重心放大下一代触摸技术，包括3D Touch技术、触觉反馈技术等。 （ （来源：伺服与运动控制） |
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