国外伺服系统最早于1950年前在国外出现，我国伺服系统发展较晚。起初在70年代用于国防、军工领域。2000年以后随着国内中高端制造业的深入发展，伺服系统在工业自动化生产过程中逐渐占据不可缺少的地位。

高性能的伺服系统可为机电设备提供灵活、方便、准确、快速的驱动，优化控制工业品检测、调度和管理等生产环节。

伺服行业概况

Part 1

概念与工作原理

伺服系统是一种运动控制部件，由伺服驱动器和伺服电机组成。伺服驱动器是指控制伺服电机转角、速度、转矩的电力电子装置，属于驱动层。伺服电机是指在伺服系统中控制机械组件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置，属于执行传感层。

伺服系统由伺服驱动器发出信号给伺服电机驱动其转动，同时编码器将伺服电机的运动参数反馈给伺服驱动器，伺服驱动器再对信号进行汇总、分析、修正，整个工作过程通过物体的位移、角度、速度为控制量，动态跟踪目标位置变化。

Part 2

分类及代表厂商

根据功率的大小，伺服系统可分为小型伺服、中型伺服和大型伺服系统。按照执行原件的不同，可分为液压伺服系统、电气伺服系统和气动伺服系统，电气伺服系统又可分为直流伺服系统和交流伺服系统。

直流伺服与交流伺服在原理、控制方式、性能等方面存在差异。相较于交流伺服，直流伺服因其结构简单、运行可靠、维护方便、运行效率高等优势，在AGV、医疗器械、仪表仪器等领域应用日趋广泛。而对于印刷设备、激光加工、机器人、机床设备、机械手等对控制精度、速度和力矩有较高要求的工业生产线。

根据控制调节原理的不同，可分为开环伺服系统、闭环伺服系统、半闭环伺服系统。开环伺服系统即无位置反馈的系统，其驱动元件主要是功率步进电机或液压脉冲马达。闭环伺服系统是误差控制随动随动系统，执行元件不能反映运动的位置，需要有位置检测装置。闭环伺服系统和开环系统的控制结构一致。

开环伺服系统结构

闭环伺服系统和半闭环伺服系统结构

Part 3

技术现状

伺服系统属于工业自动化控制产品，技术难点主要在于是否具备自调整功能、伺服驱动器响应速度、电磁设计技术等方面，由于集成度高、产品设计和工艺复杂，需要长时间的经验积累才能生产出可靠性和稳定性高的产品。

国外龙头厂商凭借在行业内长期积累获得的技术应用经验，在控制性能、产品可靠性、软件核心算法和整体方案方面仍然具有较高的竞争优势。我国伺服系统研究起步较晚，2000年以后国内厂商才开始民用伺服系统的研发。目前，我国已完成中低端伺服系统的研发与量产，高端伺服技术仍然处于研发阶段。

Part 4

政策支持

根据国家统计局发布的《战略性新兴产业分类（2018）》，伺服系统所处的行业为“高端装备制造产业”中的“智能关键基础零部件制造”。

2015年

国务院印发《中国制造2025》，其中将伺服驱动器、高精度机器人专用伺服电机列入重点发展的关键零部件，支持关键零部件研制及产业化应用。

2019年

工业和信息化部、国家发展和改革委员会等十三个部门印发《制造业设计能力提升专项行动计划（2019-2022年）》，提出强化高端装备制造业的关键设计。在高档数控机床和机器人领域，重点突破系统开发平台和伺服机构设计等。

2021年

国务院发布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》，明确提出要重点研制分散式控制系统、可编程逻辑控制器、数据采集和视频监控系统等工业控制装备，突破先进控制器、高精度伺服驱动系统、高性能减速器等智能机器人关键技术。

2022年

由工业和信息化部等六部门联合印发的《工业能效提升行动计划》中提出，要实施用能系统能效提升行动，开展重点用能设备系统匹配性节能改造和运行控制优化。加快应用高效离心式风机、低速大转矩直驱、高速直驱、伺服驱动等技术，提高风机、泵、压缩机等电机系统效率和质量。无论是从技术国产替代以应对国外技术垄断的局面，还是从工业能效提升角度来看，发展伺服驱动技术具有重要意义。

Part 5

产业链图谱

作为生产磁性材料的主要原料——稀土，该原料和储量及产量均居世界第一，未来将保持长期宽松供给的状态。上游整体供给相对较为宽松。作为伺服系统必不可少的器件，编码器、传感器受国家政策支持，关键技术取得不断突破。但随着原材料价格的上涨，伺服企业生产制造成本随着上升。

目前，我国伺服市场规模已突破200亿元，2017年至2021年间复合年增长率达23.3%。有机构预测，随着工业自动化和智能制造的推进，伺服系统市场将受益于工业机器人、智能汽车等行业的迅速发展迎来新一轮爆发式增长，2023年市场规模有望达295亿元。其中，机器人用伺服系统市场占比将提升至40%以上，市场规模达41.0亿元。根据企查查数据显示，我国目前存续的伺服企业数量超5000家。

随着我国工业自动化市场竞争日趋激烈，国产伺服系统价格呈现不断降低的趋势。受机器人、汽车、机器人等下游市场扩张的影响，尤其是随着工业自动化的深入推进，机床、工业机器人用量将持续上升，伺服系统市场用量也将随之逐年提升，针对不同行业定制不同性能的伺服系统成为国产伺服的优势。

Part 6

市场分析

从市场份额角度看，我国国产伺服市场占有率不断提升，主要在小型伺服领域进行突破，市场大部分仍然被外资品牌所占领。其中，日系品牌占比最大，主要包含松下、三菱电机、安川、富士、三洋等日本老牌工业自动化设备生厂商。其次，欧美品牌主要占据中大型伺服系统市场，主要包括美国的罗克韦尔、丹纳赫、帕光等品牌，德国的西门子、博世力士乐、伦茨、施耐德等品牌。

目前，生产国产伺服的上市公司主要有汇川技术、科力尔、江苏雷利、禾川科技、雷赛智能等企业。2021年，汇川技术通用伺服系统在中国市场份额达到16.3%，首次超越外资品牌，获得市场份额第一名。其余的外资厂商安川、松下、三菱分别占10.5%、9.6%、8.8%。

根据企业2021年年 已披露的市场份额数据，微光股份、昊志机电、科力尔、华中数控分别占比10%、3%、0.8%、0.56%。除此之外，台湾企业——台达在2021年伺服业务市场份额占比达9%。

目前，国内上市公司自主研发的伺服产品主要应用于工业机器人和新能源汽车领域。

从各家上市公司的业务占比来看，以军用伺服为主营业务的星辰科技和今年4月上市的禾川科技伺服业务占比均超过50%。

从营收来看，汇川技术、新时达、埃斯顿位居前三。其中，汇川技术2021年度营收达179.43亿元，远超其他上市公司。

汇川技术、禾川科技、江特电机、昊志机电、雷赛智能、英威腾、伟创电气、星辰科技等企业2021年度伺服业务销售额均过亿元。

从上市公司地域分布来看，广东与江浙沪地带企业数量分布较为集中。

伺服行业 TOP10 国产供应商

国产

汇川技术：伺服系统龙头

深圳市汇川技术股份有限公司（以下简称“汇川”）是我国工业自动化领域龙头企业，成立于2003年，2010年在深交所创业板A股上市，目前总市值达1662亿元。

总部位于深圳市龙华区，拥有苏州、杭州、南京、上海、宁波、长春、香港等20余家子公司，员工规模达1.69万余人。根据企业年 数据，汇川2021年实现营收179.43亿元，同比增长55.88%，盈利38.22亿元，同比增长62.8%。

汇川在工业自动化领域被称为“小华为”，以董事长朱兴明为核心的创始团队大部分来自华为原来的电气部门艾默生。“坚持高比例研发投入”是汇川在国产工业自动化领域取得龙头地位的核心战略。

汇川坚持将每年营收的10%投入研发，2021年研发投入资金达16.85亿元。截止2021年末，研发人员合计3560人，占公司人数比例达21%，累计获得专利及软件著作权2186项。

创始之初，汇川靠变频业务起家，仅有的技术为VF控制方式的变频器。2008年起，汇川将伺服系统提升至核心战略地位，并开始拓展PLC（可编程逻辑控制器）业务，伺服业务成为汇川上市后增长最快的业务之一，毛利率多而稳，维持在43%以上。

2018年起，汇川开始布局工业软件，提供工业解决方案。通过收购和自研核心技术，汇川逐渐实现工业自动化版图。

汇川发展大事轴

目前，汇川业务主要分为通用自动化业务板块、电梯业务板块、新能源汽车业务板块，工业机器人业务板块、轨道交通业务板块5大板块。在机器换人和工厂自动化的大背景下，公司变频器、伺服系统、PLC 等产品仍有较大成长空间，在下游行业的份额有望继续提升。

汇川业务发展阶段

通用自动化业务属于汇川成长型业务，伺服系统业务表现尤为出色。2021年，汇川技术通用伺服系统在中国市场份额达16.3%，占据市场份额第一名前四名厂商及市占率分别是：汇川占16.3%；安川占10.5%；松下占9.6%；三菱占8.8%），首次超越安川、三菱、松下、西门子、ABB、施耐德等外资品牌。

其中，通用伺服系统在新能源行业和先进设备制造行业增长迅猛，全年实现销售收入37.69亿元，同比增长超过100%。目前，新一代伺服平台、下一代MS1电机平台、SV680P/N、SV680L等伺服项目仍然处于研发中。

汇川近5年伺服系统市占率

相较于外资品牌，汇川拥有“行业定制化解决方案、性价比高、客户需求响应及时”等本土企业优势，已研制高性能伺服控制技术和执行层的高性能伺服电机技术等核心技术。

在营销策略上，汇川采取“技术+行业”的营销策略，为行业客户提供“工控+工艺”的一体化解决方案，涵盖“PLC/HMI/CNC+伺服系统/变频系统+机器人+总线”等多产品打包解决方案。

2022年，汇川将积极推进“国际化”、“数字化”、“能源管理”等战略落地，积极拓展工程机械、船舶等新行业。建设欧洲工厂、开发欧标产品等举措贴近客户，抓住海外市场增长机会，扩大产品服务范围。以电驱总成、电控、电机、电源总成等产品取得国内外一流客户的认可。

禾川科技：伺服新锐

浙江禾川科技股份有限公司（以下简称“禾川”）是一家技术驱动的工业自动化控制核心部件及整体解决方案提供商，成立于2011年。今年4月28日在上交所科创板A股上市，目前总市值已超100亿元。

公司总部位于浙江省衢州市龙游县，拥有杭州和深圳两家分公司、龙游、杭州、深圳、大连四个研发基地，员工规模达1386人。2021年，禾川实现营收7.51亿元，同比增长38.13%，盈利1.13亿元，同比增长15.09%。

成立之初，禾川大力推广PLC产品。2013年，禾川开始自研伺服电机中最重要的编码组件，研发的17位精度加30角秒的磁编码器可覆盖90%工业自动化市场，高分辨率的光编码器可用于高端产业。

2015年，禾川自主研发出SV-X3E系列伺服系统，成为公司核心产品。此后，禾川坚持进一步沿工业自动化产业链上下游不断延伸，陆续突破编码器、工控芯片、智能相机等核心部件技术，，涉足上游的工控芯片、传感器和下游的高端精密数控机床等领域。

禾川围绕工业自动化做了一整套解决方案，且并不依靠单一产品以及单一技术，而是从点到线再到面形成产品矩阵。

禾川发展历程

伺服系统是当前禾川的核心产品，包括伺服系统内的伺服驱动器、伺服电机和编码器，2021年伺服系统营收共计6.59亿元，占总营收的89.72%，毛利率高达主36.47%，市场份额约占3%，在国产品牌中位列第二。

禾川实施行业聚焦战略，伺服产品主要应用于机器人及机械手、3C、光伏、物流、包装、纺织等中高端先进制造领域，覆盖宁德时代、先导智能、捷佳伟创、顺丰控股、工业富联、隆基股份、蓝思科技、埃夫特等多家行业龙头企业。

目前，禾川已掌握伺服系统三环综合矢量控制技术、高级智能调整算法技术、高速高精度编码器技术、高速总线控制技术等一系列核心技术，专利总数达257项。未来，禾川将加大在机电层、数字化工厂的布局，力争为客户提供由核心部件、机器自动化到数字化工厂的整体解决方案。

步科股份：产品从贴牌到出口

上海步科自动化股份有限公司（以下简称“步科”）是一家机器自动化与工厂智能化解决方案供应商，成立于2008年，2020年11月12日在上交所科创板A股上市，目前总市值达43.12亿元。公司总部位于中国(上海)自由贸易试验区，在深圳、杭州、成都、香港等地均设有子公司。2021年，步科实现营收5.37亿元，同比增长23.78%，盈利0.83亿元，同比增长0.59%。

自设立以来，步科围绕工业自动化设备控制核心部件开展研发和制造，持续在人机界面、可编程逻辑控制器、伺服系统、步进系统等工业自动化技术上进行研发投入，目前已掌握人机交互到控制、驱动和执行等一系列设备自动化领域的核心技术。

目前，步科累计取得国内外专利101项，研发投入达 4707.03 万元，占营收的8.76%。凭借着持续不断的研发投入，步科实现了在德国公司产品上贴牌到创立自主品牌出口德国的华丽转身，在人机界面创立了eview品牌，在伺服运动控制领域创立了Kinco品牌，与西门子等国际大品牌同场竞技。