汽車制造業(yè)作為廣受期待的社會經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)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(yán)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(qiáng)綜合國力、維護(hù)國家安全、建設(shè)世界強(qiáng)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(dǎo)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(fù)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(yuǎn)，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(jī)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(jī)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(jī)的實際需要提供所需的電源電壓，從而達(dá)到節(jié)能調(diào)速的目的。此外，VFD具有多種保護(hù)功能，如過流、過壓和過載保護(hù)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(jī)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(dá)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。
