伺服系统是一种由伺服驱动器和伺服电机组成的运动控制部件，是以物 体的位移、角度、速度为控制量组成的能够动态跟踪目标位置变化的自动化 控制系统，可实现精确、快速、稳定的位置控制、速度控制和转矩控制，主 要应用于对定位精度和运转速度要求较高的工业自动化控制领域。伺服系统 可分为通用伺服系统和专用伺服系统。

2023伺服系统市场需求增长领域分析

通用伺服系统市场规模增长迅速，工业机器人、光伏设备等新型行业需求增长较快。2021 年，我国通用伺服系统市场规模达 233.3 亿元，同比增长 高达41.9%;而2017年市场规模仅为141.2亿元，近五年复合增长率为13.4%。 而从下游需求分布来看，电子制造设备依然是通用伺服系统需求占比最高的 领域，2021 年为 18%。但电池制造设备、工业机器人、光伏设备等高成长行 业对伺服系统需求增长较快，占比也在快速提升。

(资料图)

伺服系统市场规模整体呈现快速增长态势。我国的伺服系统产业起步较晚，2000年以后随着国内中高端制造业不断 发展，各行各业在生产制造活动中越来越多地需要使用伺服系统来满足其高质量和高精度产品的要求，这一需求促使国内伺服系 统市场呈现快速增长趋势。2008-2021年，国内伺服系统市场规模由24.5亿元增长至279.3亿元，CAGR高达20.59%，其中，2021年 增长较快，同比增长37.09%，主要受益于2021年上半年制造业景气度较高，需求较为旺盛。 2022年前三季度通用伺服市场规模有所下滑。2022年前三季度通用伺服市场规模为173.3亿元，同比下滑3.45%，主要受到2022年 传统制造业景气度较弱以及国内疫情影响。

通用伺服系统可以在不同行业广泛应用，主要为交流电伺服系统。通用伺服系统市场规模较大，2021年我国通用伺服 系统市场规模为233.3亿元;其下游应用广泛，包括电子及半导体、机床、机器人、包装、纺织、塑料、纸巾等。专 用伺服系统根据不同行业需求定制化开发，提供专业化产品，主要为交流电伺服以外的其他品类伺服，其市场规模较 小，2021年我国专用伺服系统市场规模为46.0亿元;其下游应用领域包括风力发电、矿山机械、缆车索道、电梯等。 从市场结构来看，我国伺服市场中，通用伺服市场规模占比约为80%，专用伺服市场规模约为20%，近年来基本保持稳 定。

通用伺服系统内资品牌市场份额最高，国外品牌市场份额持续下降。从 竞争格局上看，在汇川技术、禾川科技、信捷电气和埃斯顿等国内企业的共 同努力下，我国通用伺服系统的国产化率已经从2017年的27.6%提升至2021 年43.3%，而日韩品牌的市场份额则从2017年的52.7%下降至2021年37.8%， 欧美品牌市场份额也从 19.7%下降至 18.9%。而具体到各个企业，目前市场 份额最高的已经是国内品牌汇川技术。其次则是安川电机(10.5%)、松下 (9.6%)、三菱电机(8.8%)、西门子(8.1%)等四家外资企业。

伺服系统工作原理

伺服系统具有惯量小，动力大的特点。由伺服驱动器、PLC、伺服电机、编码器组成。伺服驱动器是伺服系统中主要的工作元件，伺服驱动器一般都是由交流提供电源的。

未来的数字化工厂从上到下包括信息层、控制层、驱动层、执行层、传感层，伺服系统中的伺服驱动器、伺服电机、 编码器分别对应驱动层、执行层、传感层。因此，伺服系统相当于工业生产系统的中枢神经+肌肉骨骼+感受系统。构成：伺服系统由伺服电机、伺服驱动器与编码器组成。其中，伺服电机是伺服系统的执行元件，其作用是把接受的 电信号转换为电动机转轴的角位移或角速度;伺服驱动器是伺服电机的一种控制器，一般通过位置、速度和力矩三种 方式对伺服电机进行控制，以实现高精度的传动系统定位;编码器将信号或数据进行编制，转换为可用于通讯、传输 和存储的信号形式，一般将编码器视为伺服电机的组成部分，多数伺服电机生产厂商外购或自研编码器，将伺服电机 与编码器配套出售。

伺服系统各项性能都优于步进系统。伺服系统(交流伺服)比步进系统精度更高，两相混合式步进电机步距角一般为1.8°、0.9， 五相混合式步进电机步距角一般为0.72°、0.36°，伺服电机的控制精度则由编码器保证，对于带17位编码器的电机而言，驱动 器每接收2^17=131072个脉冲电机转一圈，其脉冲当量为360°/131072=0.0027466°，是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的 1/655;伺服系统响应更快，步进系统从静止加速到工作转速需要200~400毫秒，交流伺服系统仅需几毫秒;伺服系统可靠性更强， 步进多为开环控制，易出现丢步、过冲现象，交流伺服系统为闭环控制，编码器会反馈信号内部构成位置环和速度环，实时调整; 伺服系统具备过载能力，步进电机一般不具有过载能力，交流伺服电机具有较强的过载能力，可用于克服惯性负载在启动瞬间的 惯性力矩。

伺服系统与变频器技术同源，但具备位置控制功能，精度更高，适用于小功率场景。伺服系统和变频器相同点在于，伺服系统中的 伺服驱动器和变频器都要实现变频功能，即将工频电源整流为频率可调的交流电从而控制电机转动;两者不同点在于，首先，伺服 驱动器比一般变频器有更精确的控制技术和算法运算，在功能上最主要的差异是伺服系统可以进行精确的位置控制，而变频器则无 位置环;其次，伺服系统多采用永磁同步交流电机，而变频器主要控制交流异步电机，受工艺限制10KW以上的永磁同步交流电机价 格昂贵，因此大功率场景下多采用性价比更高的变频器驱动异步电机，伺服系统则一般用于小功率场景。综上，能用变频器控制的 场合几乎都能用伺服取代，关键在于价格(伺服系统远高于变频器)及功率。

根据中研普华研究院《2022-2027年中国伺服系统行业竞争分析及发展预测报告》显示：

通用伺服系统下游较为集中。通用伺服有不少于17个下游行业，包括电池制造设备、电子制造设备、工业机器人、光伏设备、包 装机械、半导体、激光、雕刻机、机床等。2022年前三季度，占比最高的前五个行业为电子制造设备、电池制造设备、工业机器 人、光伏设备、包装机械，分别占比15.81%、13.56%、10.44%、7.57%、6.57%，合计占比达到53.95%。 通用伺服下游多为高端装备赛道，且占比逐年提升。

若将电子制造设备、电池制造设备、工业机器人、光伏设备、半导体、激光 定义为高端装备赛道，其余定义为传统行业，由于通用伺服小功率、高精高效的特性更能满足高端装备的需求，当前下游景气赛 道占比已超60%且提升显著，从2017年到2022年前三季度，高端装备赛道占比由55.36%提升至65.35%，提升了近10个pct。

通用伺服系统国产化取得长足进展

国产厂商份额大幅提升，2017年内资份额为9.7%，通用伺服市场几乎被外资垄断，2022年前三季度内资份额达到30.5%，较2017 年提升了20.86个pct，国产品牌显著进步;日系份额下滑明显，2017年日系份额高达49.31%，2022年前三季度份额则下滑至 29.11%，明显失守;欧美系厂商份额稳中有升，2017年欧系和美系份额分别为11.69%、1.27%，2022年前三季度份额分别小幅提 升至15.60%、1.43%，欧美系品牌占据的市场较为坚挺;台资份额波动略有下滑，2017-2022年前三季度台资份额基本在7-8%附近 波动，自2020年起至今份额略有下滑，从8.33%下滑了2.22个pct至6.11%。 通用伺服市场集中度高，头部厂家占据大部分市场份额。2017-2022年前三季度，伺服市场CR10在70%左右，CR5在50%左右，CR3 在40%左右，略有波动但基本稳定。

国产新兴伺服厂商不断涌现。首先，汇川技术份额提升幅度最大，从2008年的0.1%的市场份额提升至2022年前三季度的21%，为 份额提升幅度最大的国产厂商。从伺服销售额角度，汇川已远超西门子、松下、安川等老牌外资龙头。其次，国内涌现了一批新 兴国产伺服品牌，如禾川科技、无锡信捷、雷赛智能等，2022年前三季度市场份额已分别达到3.4%、2.4%、1.3%。最后，老牌国 产厂商经历洗牌，和利时、星辰科技、珠海运控、步科股份等老牌国产厂商进展较慢，埃斯顿份额则有小幅提升，从2008年的 1.6%小幅提升至2022年前三季度的2.4%。

国产化率加速提升。①2008-2017年，九年间伺服国产化率仅提升了3.55个pct;②进入2018年，国产伺服经过多年积 累技术井喷，根据SooPAT，当年伺服系统相关申请专利数量达到历史高点，增速高达36.8%，国产伺服开始形成对国 外品牌的有力竞争，当年国产化率提升了2.16个pct;③2020年起，国产厂商抓住了外资供应紧张的机会，从2020年 到2022年的四年一期中，通用伺服系统国产化率分别提升了6.21pct、5.42pct、6.94pct，三年合计提升18.57pct， 超越2008-2020年十二年来国产化率提升的总和。

《2022-2027年中国伺服系统行业竞争分析及发展预测报告》由中研普华研究院撰写，本报告对该行业的供需状况、发展现状、行业发展变化等进行了分析，重点分析了行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力，以及行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了行业的整体发展动态，对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。

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