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人形機器人,帶火這些國產芯片

2025-10-27 07:51

原標題:人形機器人,帶火這些國產芯片

進入 2025 年下半年,人形機器人產業升溫再度按下了「快進鍵」:科技企業們不再藏着掖着,而是密集亮出 「真家伙」。

10月20日,宇樹科技正式發佈其新一代仿生人形機器人 Unitree H2。Unitree H2 身高 180 釐米,體重 70 公斤,其整體外形設計更加貼近人類的真實形態,從外觀上給人以更接近真人的視覺感受。在官方發佈的視頻中,Unitree H2 還被穿上了衣服,進一步增強了其擬人化的外觀效果。

此前在7月,特斯拉CEO埃隆·馬斯克也曾宣佈,公司將於2025年底推出Optimus人形機器人第3版原型,並預計在2026年開始量產,目標是在五年內實現年生產100萬台。 

那麼,在這場人形機器人的全球競速賽中,帶火了哪些芯片呢?

01、AI 芯片:人形機器人的 "智慧大腦

作為機器人的「大腦」,AI 決策芯片承擔着環境感知、任務規劃、語義理解等複雜智能任務,是算力核心所在。

從成本構成來看,單顆AI芯片的成本在1-3萬元左右不等。 

當前全球市場仍以英偉達 Jetson 系列、英特爾 Xeon 系列為主導,特斯拉自研的 Dojo芯片則專為 Optimus 機器人優化,這些產品憑藉成熟的軟件生態佔據高端市場。

國內企業正憑藉技術差異化創新與場景深度適配實現關鍵突破:

瑞芯微作為國產SoC龍頭,其RK3588/RK3568等作為高性能、低功耗的AIoT芯片平臺,可應用於服務機器人、工業機器人、特種機器人等。RK3588採用8nm工藝,搭載四核A76+四核A55 CPU和Mali-G610 MP4 GPU,提供高達6TOPS的AI算力,能夠滿足複雜場景下的計算需求。RK3568則採用22nm工藝,搭載四核A55 CPU和Mali-G52 GPU,提供1TOPS的AI算力,適用於輕量級機器人應用。瑞芯微的人形機器人客户包括優必選、宇樹科技、雲深處等。

黑芝麻智能「華山」A2000芯片「武當」C1236芯片,以武漢大學自主研發的*人形機器人「天問」為核心載體,基於該公司的智能芯片及算法方案,為「天問」裝上更強大的智能「大腦」與「小腦」。此外,今年年初,黑芝麻智能、NESINEXT與傅利葉還聯合展示了基於黑芝麻智能C1200家族芯片的通用人形機器人「靈巧手」具身智能硬件產品。

02、伺服驅動芯片:"神經 + 小腦" 雙核心

運動控制芯片作為「小腦」,負責將決策指令轉化為精準機械動作,管控 12-24 個自由度的關節電機,需滿足 0.1ms 以內的響應延迟和多軸同步控制需求。伺服驅動芯片則作為「神經傳導器」,實現電機力矩、轉速的精準調節,電流響應速度與抗干擾性直接影響關節運動的平滑度。

國際市場上,德州儀器 TMS320F28377D、意法半導體 STM32H7 系列安森美 MC56F84789、德州儀器 DRV8313 佔據主流地位。

國內方面,全志科技MR系列機器人芯片採用12nm製程,集成CPU+GPU+NPU異構架構,算力達3-4TOPs,功耗僅5W,支持毫秒級響應,為小米CyberDog、宇樹Unitree系列等產品提供運動控制和環境感知核心算力,成本僅為英偉達Jetson Nano的1/3。

匯川技術以變頻技術為基礎,逐步擴展至伺服系統、PLC(可編程邏輯控制器)、工業機器人等產品領域,2017年其推出*SCARA機器人,進軍工業機器人整機市場。到2019年,公司已形成涵蓋控制層、驅動層、執行層的完整工控產品體系,伺服系統市場份額躋身行業前三。2023年公司成立人形機器人專項團隊,開始佈局下一代機器人核心技術。

先楫半導體 HPM6E00、HPM5300 系列集成 EtherCAT 從站控制器,雙核 600MHz 實現微秒級多關節協同控制,切入頭部機器人關節驅動模塊供應鏈。

國民技術N32H 系列作為國內*雙核 MCU,專為靈巧手精準控制設計,配套激光雷達等外設。

志電器的空心杯電機已實現φ8mm-24mm全尺寸覆蓋,與行業標杆企業MAXON的性能相近。目前已與20余家人形機器人企業建立合作。

極海的G32R501系列MCU,基於Arm Cortex- M52雙核架構,集成Helium技術,具備高實時算力與靈活控制外設,支持複雜算法的高速運算,適用於人形機器人關節控制器與靈巧手控制。

芯朋微在人形機器人領域的相關應用產品主要是BLDC電機功率驅動芯片和微步進電機數字驅動芯片,未來還有集成功率器件的驅動模塊產品。

03、視覺傳感芯片:3D 感知成中高端標配

視覺傳感芯片如同機器人的「眼睛」,分為 2D 視覺 CMOS 與 3D 深度感知芯片,索尼 IMX 系列、微軟 Azure Kinect DK 等產品憑藉高像素、高精度成為主流選擇,其中 3D 視覺芯片已成為中高端機型的標配。

國內方面,奧比中光與微軟合作的 Femto 系列 iToF 深度相機,以其優異的性能,成爲了各類型機器人在室內外複雜場景下執行視覺應用的理想選擇。 iToF(Time of Flight) 技術能夠精確測量光線飛行時間,從而構建出高精度的 3D 深度圖像。奧比中光佔據國內服務機器人3D視覺市場70%份額的傳感器,可結合地平線諸如征程6P芯片的560TOPS算力,支持機器人動態避障與路徑重規劃,實現實時決策。

豪威科技推出的全局快門(GS)圖像傳感器解決方案,結合英偉達Holoscan和Jetson平臺,可為仿人機器人提供動態環境下的實時圖像捕捉能力,顯著提升機器人在複雜場景中的適應性。

此外,思特威格科微等企業也在佈局機器人應用的CMOS圖像傳感器。

04、通信接口芯片:打通機器人 「數據神經網」

通信接口芯片負責機器人內部各模塊(算力、控制、傳感)及機器人與外部設備的數據傳輸,需滿足低延迟、高可靠性、多協議兼容的要求。

國際市場上,恩智浦 S32K39、德州儀器 SN65HVD230、英飛凌 LAN9252 是主流選擇,壟斷工業機器人通信模塊市場。

國內方面,創耀科技EtherCAT從站控制芯片性能指標國際先進。通信延迟可低至微秒級,整個系統的抖動遠小於1微秒,能夠滿足人形機器人等對實時性、同步性要求極高的應用場景。

單台人形機器人對EtherCAT芯片的需求量約為28-58顆,市場規模預計在2025年達到28-58億元。隨着機器人產業的快速發展,這一需求還將持續增長。目前創耀科技已切入優必選、雷賽智能等整機大廠供應鏈。

裕太微的低延迟以太網芯片專為機器人運動控制設計,支持複雜環境下的高精度協同,工業機器人通信模塊市佔率快速提升,成為多節點協同控制的核心配套。

05、電源管理芯片:機器人的「能量心臟」

電源管理芯片負責電壓調節、安全監控、快充控制等功能,需適配 12V-48V 寬電壓範圍,兼顧高功率密度與高温工況

穩定性,直接影響機器人續航與運行安全,細分包括 AHB 控制器、BMS 芯片、電源模塊等。

國際市場由德州儀器 BQ27546、ADI LTC3880 等產品主導,在快充與安全控制領域技術成熟。

國內方面,東科半導體的 DK87XXBD 系列 AHB 電源管理芯片集成兩顆氮化鎵功率器件,開關頻率最高 800kHz,系統效率行業*,支持 90-265V 寬電壓輸入,待機功耗低於 50mW,具備 12 項全面保護功能,適用於機器人超級快充場景。

通嘉科技 LD5780 採用 AHB Flyback 拓撲設計,內置 700V 高壓啟動電路,支持 CRM+DCM 混合模式運行,適配 USB PD 3.1 寬電壓輸出,在電池充電器與工業電源中應用廣泛。

成都華微的電源管理芯片與 AI 加速器、傳感器融合芯片協同研發,適配工業機器人多模態感知系統。

此外,聖邦股份思瑞浦的高精度電源管理芯片在機器人細分場景中實現批量出貨,進一步完善了國產化供應鏈。

06、存儲芯片:"記憶中樞" 需求爆發

據悉,一臺人形機器人至少需要使用48片以上的各種類型存儲芯片。 這些芯片用於快速啟動代碼存儲(如NOR Flash)、大容量數據記錄(如NAND Flash)、以及運行時的臨時數據存儲(如DRAM)等。  

國際市場上,三星 LPDDR5、美光 NVMe SSD、鎧俠 NAND Flash 佔據主導地位,技術迭代速度快。近年來,眾多存儲芯片企業加速適配人形機器人需求。

國內方面,兆易創新的NOR Flash用於機器人快速啟動代碼存儲,NAND Flash用於大容量數據記錄。

北京君正針對人形機器人對高集成度、低功耗存儲方案的要求,推出3D DRAM技術,藉助近存計算架構優化存儲與計算協同效率。其智慧大腦芯片將存儲單元與AI計算模塊深度融合,大幅提升機器人在環境感知、多模態決策時的實時數據處理能力。

東芯股份的NAND Flash產品在人形機器人領域廣泛應用,其3D NAND Flash技術提供大容量、高性能存儲解決方案,滿足機器人操作系統和應用程序存儲需求。

佰維存儲表示,機器人執行環境感知等任務時對存儲芯片要求高,公司已推出適用於具身智能領域的多種產品,並積極拓展頭部客户,宇樹科技的Go2智能機器狗已應用其LPDDR4X、eMMC存儲產品。

業內人士向半導體產業縱橫表示,國內人形機器人芯片產業化目前處於穩步推進的階段,整體呈現「基礎場景逐步落地、高端領域仍需追趕」的格局。在競爭層面,海外企業憑藉成熟的技術積累和生態優勢,在高端市場仍佔據主導地位,而國內廠商則聚焦中低端場景,通過性價比和場景適配性逐步打開市場,形成了差異化競爭的態勢。

從具備潛力的方向來看,運動控制類芯片(含 MCU、伺服驅動芯片)和視覺傳感芯片有望迎來更廣闊的發展空間。其中,人形機器人關節數量較多,對 MCU 的需求量較大,兆易創新、全志科技等企業的相關產品已在部分四足、人形機器人中實現批量應用;視覺傳感芯片方面,國產廠商在 3D 視覺、ToF 傳感等技術上持續打磨,產品能滿足機器人避障、基礎定位等需求,隨着人形機器人在工業輔助、家庭服務等場景的逐步滲透,相關需求有望穩步增長。

高端主控芯片(AI 決策芯片)目前仍存在明顯短板。這類芯片承擔着機器人認知決策、複雜任務規劃等核心功能,對算力密度、低功耗控制以及軟件生態兼容性要求極高。儘管國內部分企業已推出相關產品,在局部性能上取得了一定突破,但在先進製程工藝、自主軟件生態搭建、複雜算法適配等方面,與海外成熟產品仍有差距。

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