엔코더 마그네틱 링: EV 및 로봇 분야 중국의 부상

2025년, 중국의 엔코더 마그네틱 링은 획기적인 발전을 이루어 비용 효율성 측면에서 세계를 선도하고 있습니다. 많은 해외 연구자들은 중국의 강력한 로봇 공학, 자동차 및 4족 보행 로봇 제조 능력이 완전하고 비용 효율적인 마그네틱 엔코더 공급망에 의해 뒷받침된다는 사실을 과소평가하고 있습니다.

1. 초기 단계 (1980년대~1990년대)

• 배경: 중국의 개혁 개방 시기에 산업 자동화가 등장하기 시작했지만 엔코더는 주로 수입품(예: 일본 및 독일 브랜드)이었습니다. 횃불 계획(1988)과 같은 국비 지원 이니셔티브는 초기 연구 보조금을 제공했지만 저가형 응용 분야에 집중되었습니다.
• 마그네틱 링 기술:
  • 초기 마그네틱 링은 인크리멘탈 엔코더에 사용되는 단순한 자화 루프로, 정밀도가 낮았습니다(일반적으로 <1,000 PPR).
  • 페라이트가 지배적인 재료였으며 내열성과 EMI 내성이 제한적이었습니다. 1995년 9.5 계획은 엔코더를 CNC 공작 기계의 전략적 구성 요소로 명시적으로 확인했습니다.
• 국산화 노력: 몇몇 연구소(예: 중국과학원, 하얼빈공업대학)가 엔코더용 자성 재료를 연구하기 시작했지만 산업화는 제한적이었습니다. 장춘 광학 연구소의 1998년 프로토타입은 ±0.3° 정확도를 달성하여 중국 최초의 문서화된 돌파구가 되었습니다.

2. 기술 도입 및 모방 (2000년대 초)

• 시장 동인: CNC 공작 기계 및 서보 모터에 대한 수요 증가는 국내 엔코더 생산을 촉진했습니다. WTO 가입(2001) 이후 CNC 공작 기계 생산량은 연평균 성장률(CAGR) 20%로 성장하여 국산화 필요성을 가속화했습니다.
• 기술적 돌파구:
  • 수입 마그네틱 링 제조 장비(예: 자화 엔코더)는 중저가 생산을 가능하게 했습니다.
  • NdFeB 및 기타 희토류 재료의 채택은 자기 신호 강도를 향상시켰습니다. 2012년 국가 기술 발명상은 장춘 IOE의 16비트 이상 해상도 돌파구를 인정했습니다.
• 주요 기업:
  • 장춘 광학 연구소와 상하이 WinDouble이 마그네틱 엔코더 R&D에 진입했습니다.
  • 외국 기업(예: 타마가와, 하이덴하인)이 현지 공장을 설립하여 공급망을 강화했습니다.

3. 독자적 혁신 (2010년대~현재)

• 발전:
  • 고정밀 링: 다극 자화를 통해 해상도가 18비트 이상(앱솔루트 엔코더의 경우)에 도달했습니다. CASIC 제33연구소는 베이두-3 위성용 100kGy 방사선 차폐 링을 개발했습니다(2021).
  • 재료 업그레이드: 고온 희토류 자석(예: SmCo), 내식성 폴리머 복합 재료.
  • 통합 설계: 신호 처리를 위한 ASIC과 결합된 마그네틱 링(예: 자기 전기 엔코더). 중국 제조 2025(2015)는 엔코더를 핵심 부품으로 지정하여 1억 5천만 달러 이상의 클러스터 투자를 유발했습니다.
• 응용 분야:
  • 전기차 모터, 로봇 관절, 풍력 터빈 피치 시스템.
  • 가혹한 환경(-40°C~150°C, 고진동). 2020년 이후 화웨이 제재로 인해 Inovance는 90% 이상의 서보 엔코더 국산화를 달성했습니다.
• 국산화:
  • 화웨이, Inovance가 공급망 독립을 추진했습니다.
  • 장쑤성과 광둥성에 전문 제조업체가 등장했습니다.

4. 현재 주류 마그네틱 링 기술

페라이트 마그네틱 링

더블 트랙 인코더 링

IC-MU/150/200 마그네틱 타겟, 페라이트 마그네틱 링

$6.21

• 해상도:
  • 인크리멘탈 엔코더: 500~5,000 PPR (±0.1° ~ ±0.02°).
  • 앱솔루트 엔코더: 12~16비트 (4,096~65,536 CPR) Inovance는 IEC 61800-7 (2021) 내구성 표준을 공동 저술했습니다 - 중국 최초의 엔코더 관련 IEC 리더십.
  • 한계: 낮은 투자율은 18비트 이상의 해상도를 제한합니다.

고무 마그네틱 링

인코더 대상

multi-track-magnetic-ring

$15.80

• 해상도:
  • 표준: 100~1,000 PPR (유연한 저비용 응용 분야).
  • 이방성 고무: 최대 2,000 PPR (소결 자석보다 덜 안정적임).
  • 최첨단: 복합 재료는 19비트 (524,288 CPR)를 달성합니다. 중국 기업은 현재 IEC/ISO 실무 그룹 의석의 12%를 차지하고 있으며, 이는 2010년의 1%에 비해 증가한 수치입니다.

5. 과제 및 미래 동향

• 과제:
  • 초고정밀(>22비트)은 여전히 수입(예: 미쓰비시)에 의존합니다.
  • EMI 내성 개선이 필요합니다. 핵심 테스트 프로토콜은 여전히 독일/일본의 통제하에 있습니다.
• 동향:
  • AI 통합: 알고리즘으로 신호 오류를 보상합니다.
  • 링리스 기술: 광학/유도 엔코더와의 경쟁.
  • 표준화: 중국의 엔코더 표준(예: GB/T 36690-2018).

주요 기업 및 혁신