MIR 睿工业数据显示,2025年中国步进市场规模超32亿元,其中工业步进系统规模约达20亿元,同比增长5%。随着“十五五”相关政策逐步落地,制造业投资与设备更新有望继续为步进市场带来新的需求空间。
2021-2028年中国步进市场规模及增长趋势(单位:百万人民币)
数据来源:MIR DATABANK
步进电机按相数主要分为两相、三相、五相等技术路线。其中,五相步进是对精度与稳定性要求最高、也是最“特殊”的一条。相比两相、三相步进电机,五相步进具有基本步距角更小、运行平稳、振动低、精度更高等特点,在半导体、光通信等对运动精度和运行稳定性要求较高的设备中拥有较强的应用价值。
然而,过去很长时间,五相步进市场始终被以东方马达为代表的日系品牌所主导。其PK/PKP系列五相步进电机目前覆盖20mm、28mm、42mm、56.4mm、60mm及85mm等多个规格,尤其是在高精度设备领域,凭借较早的产品布局和长期应用积累,占据着较大的市场份额。
相比之下,国产五相步进产品更多集中于28mm、42mm、60mm等规格,20mm这一档小规格,尚未形成广泛的国产供给。
01、一块20mm的电机,为什么"小一号"这么难?
与两相、三相步进相比,五相步进本身就是一条更强调运动性能的产品路线,而20mm小规格产品,又是其中开发难度较高的一类。
对于精密设备来说,机座尺寸每小一档,都意味着更紧凑的机构、更轻的运动部件以及更大的设计空间。但电机并不是简单缩小尺寸即可实现。在更小的空间内,转矩、精度、振动、温升和一致性都需要重新平衡;同时,线径更细、装配精度要求更高,也意味着模具开发和制造工艺需要投入更多成本,而小规格产品的市场规模又相对有限。这也是为什么,目前国内五相步进电机仍主要集中在28、42、60mm等规格,而20mm产品相对较少。
于是,一个值得关注的问题出现了:国产五相步进什么时候能覆盖到20mm?
02、补上20mm的,是十一年做步进的人
近年来,随着供应链自主可控和国产替代需求持续推进,一批深耕运动控制领域的国产企业开始加大研发和产品布局,五相步进也成为其中一个值得关注的方向。
成立于2015年的锐特技术,是国产五相步进领域起步较早、积累较深的厂商之一。
2026年,锐特技术正式推出20mm法兰五相电机,步距角为0.72°,单轴/双轴,可实现更高的定位精度。
随着这一规格的补齐,锐特技术的五相步进电机已覆盖20mm、28mm、42mm、60mm等主流规格,成为国内步进规格覆盖最完整的厂商之一。
但对锐特而言,20mm并不是一次从零开始的尝试。
2018年,锐特技术推出国产高端五相步进驱动器和电机,包含脉冲控制5R42和总线控制5ECR42两种方案,并于同年在常州开设电机厂。锐特技术从驱动算法、驱动器到电机制造,坚持全自研路线,是国内少数具备步进系统全链路自研能力的企业。
经过多年积累,其五相步进产品获得越来越多下游需求的反馈。2026年,受益于光通信、半导体等行业的快速发展,锐特技术五相步进产品销量实现显著增长。越来越多的设备厂商开始由传统日系方案转向国产五相步进解决方案。目前,锐特技术已与多家光通信耦合设备、芯片测试设备领域的头部厂商建立合作关系,产品市场认可度与行业渗透率持续提升。
03、与日系品牌产品直接对标,锐特五相走到了哪一步?
产品型号逐步完善之后,真正需要验证的,是性能能否满足实际设备需求。
尤其对于五相步进而言,仅比较电机尺寸、基本步距角或者额定参数,很难完整反映产品之间的实际差异。因此,真正有意义的对比,需要尽可能控制测试条件,让不同品牌产品在相同条件下运行。
锐特此前进行过一次这样的测试。
锐特技术28CM005-D V3.0与某日系品牌同类型五相步进产品进行对比,采用同一台5R42五相步进驱动器,并在相同测试平台和测试条件下进行重复定位测试。
锐特技术与某日系品牌同类型产品主要性能指标对比
图:日系品牌:左,锐特技术:右
测试结果显示,在特定测试条件下,锐特产品的重复定位精度与被测该头部产品处于相近水平。
当然,一次测试并不能证明两款产品在所有性能指标上完全等效。
因此,这次对比并不是终点。目前,锐特技术也正在推进与更多可替换厂商产品的测试,并进一步将验证延伸到真实设备。对于正在使用日系五相步进的设备厂商,也可以通过实际装机和运行,进一步检验国产方案与原有产品的表现差异。
从国产替代的角度看,这类直接测试的意义在于,主动将成熟日系产品作为技术参照,通过具体指标寻找差距。
04、光模块耦合机里的国产五相步进
型号全只是入场券,真正决定产品能否进入设备的,仍然是实际应用。
光模块双 FA 耦合机,是光通信产线上的核心装备之一。该设备通过左右两侧高精度多自由度运动平台,对光学组件进行精密调节,并结合光功率反馈完成自动找光、对准、点胶和固化等工序。对运动控制系统的低速稳定性、多轴同步、重复定位精度和长期运行可靠性要求较高。
在实际应用中,设备厂商往往面临着两大困扰:
其一,设备高频扫掠寻光、电机频繁急停的工况下,电机急停瞬间因重载惯性极易在微米级对准精度下产生细微余震,平台无法瞬时锁止,导致寻光算法收敛极慢,良率难以稳定;其二,进口五相步进系统交期拉长、供应不稳定等问题,整机交付节奏常常受制于人。
针对这些痛点,锐特技术提供了高性能五相步进驱动器+配套五相电机的整体解决方案。
一方面,针对耦合机平台在频繁启停、往复运动以及负载变化过程中的运动特性,锐特技术对制动过程进行算法优化,通过抗惯性制动平滑算法降低急停过程中机械负载和惯性带来的摆动,使平台在停止后能够更快进入稳定状态。另一方面,针对设备国产替换过程中“换产品容易、改设备难”的问题,其配套电机在电气规格、特性及线口方面对标进口原装五相电机,可以直接接线部署,在不改变原有高刚性机械结构的情况下完成替换。
目前,锐特技术高性能五相步进方案已经应用于400G、800G、1.6T等光通信光模块耦合机,覆盖FA耦合机、Lens耦合机、COB耦合机及光模块检测设备等场景,并已在多家头部光通信企业量产机台实现应用。
在双边FA耦合机案例中,方案应用于12轴多自由度耦合协同系统,微动平台XYZ轴达到±0.05μm的重复定位表现,同时通过抗惯性制动平滑算法改善平台停止过程中的惯性摆动。
从实际应用来看,锐特技术不仅完成了五相步进系统的国产替换,也在原有设备结构基础上实现了对光模块耦合机精密运动控制需求的适配。
从产品推出,到性能测试,再到真实设备应用,验证的不只是某一款五相电机,而是锐特整套'驱动+电机'步进系统的能力,这正是设备厂商评估国产替代时最看重的东西。
05、从一个细分品类,到更完整的步进产品布局
当视野从五相这一细分品类进一步拉开,你会发现,五相步进只是锐特技术步进产品布局中的一个切面。
截至目前,锐特技术专注步进电机及驱动器的研发、生产销售已十余年,形成了覆盖全规格、多场景的步进产品矩阵,实现开环步进、闭环步进、总线步进等产品,两相、三相、五相的不同技术路线全覆盖。凭借优异的产品性能、完善的品类布局,其产品已广泛应用于3C电子、半导体、光通信、包装机械、激光雕刻、新能源锂电、光伏设备等数十个工业自动化领域,积累了丰富的行业应用案例。
经过多年在步进领域的研发与产品积累,锐特把 '选型' 从单一规格扩展到了整个步进产品线。对于设备厂商而言,这种布局的价值并不只是“产品更多”,而是能够根据不同设备的运动控制需求,在同一产品体系下获得更加完整的选型与配套支持。
写在最后
五相步进的国产化,是精密运动控制产业链自主可控的一个切面。20mm只是一个开始——让中国拥有自己的高性能五相步进系统,才是更远的目标。五相步进虽然只是其中一个细分品类,却能够较为直观地反映出国产步进产品从规格完善、性能验证到实际应用的演进过程。
对于步进电机企业而言,支撑国产替代的并不只是某一款产品的推出,而是长期的技术积累、产品开发和应用经验,并在此基础上逐步形成覆盖不同技术路线、规格和应用需求的产品体系。
从两相到三相,再到五相,步进电机的技术路线随着下游设备需求不断细分。五相虽然只是其中一个细分方向,但从20mm等规格的补齐,到性能验证,再到实际应用,也折射出国产步进产品能力不断完善的过程。
未来,随着设备对精度、小型化、稳定性和控制能力提出更高要求,步进电机国产替代也将不再局限于单一型号或单一场景,而是进一步向更完整的产品覆盖和更广泛的应用领域延伸。
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