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2023年機(jī)器人報(bào)告(中):機(jī)器人相關(guān)上下游產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展

2023-04-03 14:54 作者:BFT白芙堂機(jī)器人  | 我要投稿

原創(chuàng) | 文BFT機(jī)器人

02


機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈剖析


上游核心零部件成本占比高,毛利率也高


機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上游由控制器、伺服電機(jī)、減速器、智能芯片等核心零部件構(gòu)成;中游涵蓋機(jī)器人本體制造商以及面向應(yīng)用部署服務(wù)的系統(tǒng)集成商;下游主要由不同領(lǐng)域的企業(yè)客戶個(gè)人消費(fèi)者組成,共同形成巨大的機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)。


圖表 18:機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈全景圖


從工業(yè)機(jī)器人成本構(gòu)成來看,三大零部件是產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)壁壘高、成本占比較大的環(huán)節(jié):控制器、伺服電機(jī)和精密減速器,成本占比分別為 17%、20%、30%,合計(jì)約占成本比重 70%以上。


圖表 19:工業(yè)機(jī)器人成本構(gòu)成


從盈利水平看,上游零部件的毛利率也相對(duì)較高,其中減速器毛利率為 40%,伺服系統(tǒng)為 35%,控制器為 25%;中游機(jī)器人本體毛利率最低、為 15%;下游系統(tǒng)集成毛利率為25%。


圖表 20:我國(guó)工業(yè)機(jī)器人各個(gè)環(huán)節(jié)毛利率


隨著技術(shù)發(fā)展,相較于一般機(jī)器人,智能機(jī)器人有相當(dāng)發(fā)達(dá)的“大腦”。在腦中起作用的是中央處理器,這種計(jì)算機(jī)跟操作它的人有直接的聯(lián)系。如果對(duì)機(jī)器人做抽象化解析,則其往往需要具備三大要素——即感知、決策和控制。三大要素并不是獨(dú)立割裂的,既有專精于某一環(huán)節(jié)的零部件或軟件供應(yīng)商機(jī)會(huì)(如核心零部件、操作系統(tǒng)、關(guān)鍵控制算法等),也有整合了其中 2-3 個(gè)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)要素供應(yīng)商。


圖表 21:智能機(jī)器人構(gòu)成要素


機(jī)器人上游的核心零部件如智能芯片、激光雷達(dá)、傳感器等,擁有核心技術(shù),占據(jù)價(jià)值鏈的主要部分;此外,智能交互如語音、圖像等模塊也占據(jù)著一定的價(jià)值;同時(shí),服務(wù)機(jī)器人涉及的智能交互、語音圖像識(shí)別等都需要很多軟硬件來支持,生態(tài)圈的建立需要操作系統(tǒng)來支持,這部分也占據(jù)著重要的價(jià)值量。


圖表 22:智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈


運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) —— 減速器、伺服系統(tǒng)、控制器


2.1 減速器


減速器是一種精密的動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu),其利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器,使伺服電機(jī)在一個(gè)合適的速度下運(yùn)轉(zhuǎn),并精確地將轉(zhuǎn)速降到工業(yè)機(jī)器人各部位需要的速度,提高機(jī)械體剛性的同時(shí)輸出更大的力矩。


圖表 23:減速器主要品類結(jié)構(gòu)


RV 減速器和諧波減速器是工業(yè)機(jī)器人最主流的精密減速器。RV 減速器由于具有更高的剛度和回轉(zhuǎn)精度,一般放置在機(jī)座、大臂、肩部等重負(fù)載的位置,而諧波減速器一般放置于放置在小臂、腕部或手部。


圖表 24:RV 減速器與諧波減速器的區(qū)別


全球精密減速器市場(chǎng)被日本兩大減速器巨頭壟斷、份額接近 75%。


于高精度機(jī)器人減速器,日本具備絕對(duì)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),目前全球機(jī)器人行業(yè) 75%的精密減速機(jī)被日本的納博特斯克和哈默納科兩家壟斷;其中,納博特斯克、住友、SPINE 主要集中在 RV 減速機(jī)市場(chǎng),哈默納科主要集中在諧波減速機(jī)市場(chǎng)。根據(jù)華商產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù),2021 年,哈默納科在全球諧波減速器市場(chǎng)占有率大于 82%。


圖表 25 :全球精密減速機(jī)龍頭企業(yè)


國(guó)產(chǎn)諧波減速器替代趨勢(shì)相對(duì)明顯,國(guó)產(chǎn) RV 減速器接受度正在提高。


從產(chǎn)品類型來看,國(guó)產(chǎn)諧波減速器替代相對(duì)明顯,目前已涌現(xiàn)如綠的、來福等優(yōu)質(zhì)廠商,2021 年,僅綠的諧波已達(dá)到 25%的市場(chǎng)份額。相較之下,RV 減速器有較高的技術(shù)和投資門檻,減速器龍頭廠商納博特斯克占據(jù)一半以上市場(chǎng)份額,剩余競(jìng)爭(zhēng)格局較為分散,如雙環(huán)傳動(dòng)、南通振康、中大力德等開始出現(xiàn),其中雙環(huán)傳動(dòng) 2021 年 RV 減速器市占率達(dá) 14%。


圖表 26:2021 年國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人用諧波減速器市場(chǎng)格局

圖表 27:2021 年國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人 RV 減速器市場(chǎng)格局


國(guó)產(chǎn)諧波減速器企業(yè)技術(shù)不斷提升,設(shè)備投入不斷加大,產(chǎn)品性能提升。


國(guó)內(nèi)企業(yè)以綠的諧波為代表,經(jīng)過多年的技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)積累,自主研發(fā)了“P 齒形”,與國(guó)外主流齒形技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)差異化,并大幅提升了諧波減速器的輸出效率和承載扭矩??梢钥闯鰢?guó)內(nèi)外同型號(hào)諧波減速器性能指標(biāo)上已無明顯差異。


圖表 28:國(guó)內(nèi)外同型號(hào)諧波減速器性能對(duì)比


國(guó)產(chǎn) RV 減速器廠商堅(jiān)持自主研發(fā)道路,與國(guó)外差距逐漸縮小。


RV 減速器領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)的廠商以雙環(huán)傳動(dòng)和南通振康為代表,從 0 到 1 自主研發(fā),展開減速器動(dòng)力學(xué)研究,在齒形設(shè)計(jì)、傳動(dòng)精度、回差控制、精度保持等方面從頭開始,雖然進(jìn)入減速器領(lǐng)域較晚。但在齒輪加工上已經(jīng)積累了深厚的經(jīng)驗(yàn),隨著廠商不斷加大制造設(shè)備的投入和檢測(cè)能力的加強(qiáng),國(guó)產(chǎn) RV 減速器在精度、剛度和噪聲上同納博特斯克并無明顯差距,目前已經(jīng)過客戶的試用和認(rèn)證,開始大批量供貨,國(guó)產(chǎn)份額開始逐漸上升。


圖表 29:國(guó)內(nèi)外同型號(hào) RV 減速器性能對(duì)比


國(guó)產(chǎn)減速器企業(yè)加投產(chǎn)能,有望突破市場(chǎng)份額。


資金實(shí)力較強(qiáng)的日系精密減速器廠商在國(guó)內(nèi)擴(kuò)產(chǎn)策略保持溫和,相比之下,內(nèi)資品牌整體擴(kuò)產(chǎn)意愿更強(qiáng)。以內(nèi)資龍頭綠的諧波為例,2020 年上市前產(chǎn)能僅為 9 萬臺(tái)/年,根據(jù)公司公告披露,截至 2021 年年底,公司產(chǎn)能為30 萬臺(tái)/年,產(chǎn)能計(jì)劃擴(kuò)為 50 萬臺(tái)/年。


當(dāng)前國(guó)產(chǎn)減速器產(chǎn)能尚未飽和,但全球機(jī)器換人節(jié)奏加快。


納博特斯克等日系品牌在國(guó)內(nèi)擴(kuò)產(chǎn)節(jié)奏緩慢等因素影響,內(nèi)資品牌開始獲得試機(jī)驗(yàn)證并批量化生產(chǎn)的機(jī)會(huì),預(yù)計(jì)未來隨著下游需求增加,國(guó)內(nèi)廠商有望進(jìn)一步進(jìn)入下游客戶供應(yīng)鏈。


圖表 30:國(guó)產(chǎn)諧波減速器、RV 減速器產(chǎn)能建設(shè)情況


2.2 伺服系統(tǒng)


伺服系統(tǒng)(servomechanism)又稱隨動(dòng)系統(tǒng),是用來精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個(gè)過程的反饋控制系統(tǒng)。它的主要任務(wù)是按控制命令的要求、對(duì)功率進(jìn)行放大、變換與調(diào)控等處理,使驅(qū)動(dòng)裝置輸出的力矩、速度和位置等達(dá)到靈活方便的效果。一個(gè)典型的伺服系統(tǒng)包含有伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī),以及伺服反饋裝置(編碼器),目前編碼器通常嵌入于伺服電機(jī)。


圖表 31:伺服系統(tǒng)工作原理


伺服系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)機(jī)器人做出各種動(dòng)作的核心部件,為機(jī)器人的配套部件,機(jī)器人用的伺服系統(tǒng)是伺服系統(tǒng)中的高端產(chǎn)品。根據(jù) MIR 睿工業(yè)數(shù)據(jù),2021 年,我國(guó)伺服系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模約 233 億元,其中機(jī)器人用伺服系統(tǒng)規(guī)模約 24.8 億元、占 10.63%。


圖表 32:2017-2025E 年國(guó)內(nèi)伺服系統(tǒng)市場(chǎng)規(guī)模
圖表 33:2021 年國(guó)內(nèi)伺服系統(tǒng)下游應(yīng)用行業(yè)分布


國(guó)產(chǎn)品牌已打破外資品牌壟斷格局、處于成長(zhǎng)階段,份額持續(xù)提升。外資廠商憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì)占據(jù)了我國(guó)伺服系統(tǒng)市場(chǎng) 60%-70%份額。


圖表 34:2021年我國(guó)伺服系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)格局


但隨著近年貿(mào)易摩擦不斷加劇,國(guó)內(nèi)廠商自研能力逐步增強(qiáng),伺服系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平提升。


同時(shí),受芯片缺貨及疫情造成的物流不暢等因素影響,日韓和歐美企業(yè)貨期有所延長(zhǎng),內(nèi)資企業(yè)借此迎來進(jìn)口替代的窗口期。根據(jù) MIR 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2017-2021 年,以匯川技術(shù)、禾川技術(shù)和埃斯頓為首的國(guó)產(chǎn)企業(yè)市場(chǎng)份額從 13.63%增長(zhǎng)至 35.79%,份額提升明顯。


圖表 35:國(guó)產(chǎn)伺服系統(tǒng)廠商份額持續(xù)提升


2.3 控制器


機(jī)器人控制系統(tǒng)相當(dāng)于機(jī)器人的大腦,既包括各種硬件系統(tǒng),又包括各種軟件系統(tǒng);對(duì)機(jī)器人的性能起著決定性的影響。其主要任務(wù)是控制機(jī)器人在工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等。它同時(shí)具有編程簡(jiǎn)單、軟件菜單操作、友好的人機(jī)交互界面、在線操作提示和使用方便等特點(diǎn)。

圖表 36:機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器


與其他形態(tài)的機(jī)器人(如履帶式、輪式等)相比,腿足式機(jī)器人在移動(dòng)范圍和靈活性上有巨大優(yōu)勢(shì)。但是實(shí)現(xiàn)行走乃至跑跳對(duì)腿足式機(jī)器人來說并不容易,要想讓機(jī)器人像人一樣靈巧、平穩(wěn)地移動(dòng),并在此基礎(chǔ)上完成復(fù)雜的任務(wù),機(jī)器人的每一步都需要?jiǎng)討B(tài)平衡,需要對(duì)瞬間的不穩(wěn)定性有極強(qiáng)的適應(yīng)能力。


這對(duì)控制理論、系統(tǒng)集成和工程實(shí)現(xiàn)等多個(gè)維度都提出了極高的要求。通常,機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制主要有電機(jī)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)兩種實(shí)現(xiàn)方式,在運(yùn)動(dòng)控制方面的任務(wù)中重要的兩項(xiàng)為定位導(dǎo)航與運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)控制。

圖表 37:機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制


我國(guó)機(jī)器人控制器行業(yè)發(fā)展相對(duì)成熟,是機(jī)器人行業(yè)中與國(guó)外技術(shù)差距最小的關(guān)鍵零部件產(chǎn)品。


控制器包括硬件和軟件兩部分,國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)硬件部分領(lǐng)域技術(shù)已經(jīng)掌握;軟件部分主要包括控制算法、二次開發(fā)等,國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品在其開發(fā)平臺(tái)的穩(wěn)定性、響應(yīng)速度與易用性等方面與國(guó)際先進(jìn)水平相比還存在一定差距。


國(guó)內(nèi)知名的工業(yè)機(jī)器人生廠商均自主研發(fā)了自家的控制系統(tǒng),包括新松機(jī)器人、埃斯頓、華中數(shù)控、新時(shí)達(dá)、廣州數(shù)控、匯川技術(shù)等公司,也誕生了一批專業(yè)的控制系統(tǒng)服務(wù)商如固高科技、英威騰、卡諾普等;因而控制器的市場(chǎng)份額基本和機(jī)器人本體保持一致。

圖表 38:2021年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人控制器市場(chǎng)格局


環(huán)境感知系統(tǒng) —— 傳感器


環(huán)境感知技術(shù)作為機(jī)器人系統(tǒng)不可或缺的一部分,與智能機(jī)器人的地圖構(gòu)建、運(yùn)動(dòng)控制等功能息息相關(guān)。一旦機(jī)器人失去感知能力將無法幫助人們完成具體工作任務(wù),因此它是機(jī)器人的“感知+運(yùn)控+交互”技術(shù)體系融合發(fā)展的基礎(chǔ)和前提條件。


機(jī)器人的感知功能通常需要通過各類傳感器來實(shí)現(xiàn),及時(shí)感知自身和外部環(huán)境的參數(shù)變化,為控制和決策系統(tǒng)做出適當(dāng)響應(yīng)提供數(shù)據(jù)參考。


機(jī)器人傳感器可以根據(jù)檢測(cè)對(duì)象不同分為內(nèi)部傳感器外部傳感器


內(nèi)部傳感器是用于機(jī)器人感知自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),獲取位置、軌跡和速度等參數(shù)運(yùn)動(dòng):包括位置傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、力傳感器、壓力傳感器、力矩傳感器、姿態(tài)傳感器等。


外部傳感器主要是感知機(jī)器人自身所處環(huán)境以及自身和環(huán)境之家的相互信息,包括是視覺、聽覺、力覺等:包括激光雷達(dá)、嗅覺傳感器、視覺傳感器、語音合成、語音識(shí)別、可見光和紅外線傳感器等。強(qiáng)抗干擾能力、高精度以及高可靠性是機(jī)器人對(duì)傳感器的最基本要求。


圖表 39:機(jī)器人配置的傳感器


傳感器在智能機(jī)器人的應(yīng)用種類繁多,過去傳感器的性能與體積往往成正比,限制了其在機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用。


芯片制程技術(shù)提升使微型傳感器的制造成為可能,從而廣泛應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域。系統(tǒng)內(nèi)的單個(gè)傳感器通常僅能獲得環(huán)境的信息段或測(cè)量對(duì)象物的部分信息,而機(jī)器人需要從視覺、觸覺、聽覺等多維角度配置相應(yīng)傳感器來采集環(huán)境信息,從而整合多渠道數(shù)據(jù)信息并處理復(fù)雜情況。


因此多傳感器信息融合技術(shù)是十分重要研究課題,融合后的多傳感器信息具有以下特性:冗余性、互補(bǔ)性、實(shí)時(shí)性和低成本性。多傳感器信息融合方法主要有貝葉斯估計(jì)、Dempster-Shafer 理論、卡爾曼濾波、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波變換等。

圖表 40:多傳感器融合基本原理示意圖


機(jī)器人對(duì)環(huán)境的感知大多通過激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波傳感器、GPS 這五類傳感器及其之間的組合來實(shí)現(xiàn)自主移動(dòng)功能,與自動(dòng)駕駛場(chǎng)景存在類似之處。目前,機(jī)器人感知方案或如同自動(dòng)駕駛,分為純視覺感知激光雷達(dá)與兩大路線。


純視覺感知路線以機(jī)器視覺為核心,利用毫米波雷達(dá)+攝像頭實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛,其優(yōu)勢(shì)為成本低且符合人眼邏輯,在數(shù)據(jù)積累達(dá)到一定規(guī)模后能夠超越激光雷達(dá)方案的表現(xiàn),但在惡劣環(huán)境下,攝像頭完成感知任務(wù)的難度也會(huì)隨之提升;激光雷達(dá)方案可以在現(xiàn)有技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)快速 3D 建模,比較精準(zhǔn)的還原路況信息,形成計(jì)算機(jī)可以快速識(shí)別、快速處理、快速應(yīng)對(duì)的方案,目前的痛點(diǎn)在于成本高昂、且對(duì)芯片算力需求大。

圖表 41:各類型傳感器對(duì)比


Yole 預(yù)計(jì) 2027 年全球激光雷達(dá)市場(chǎng)達(dá) 63 億美元,2021-2027 年 CAGR 達(dá) 22%。,根據(jù) Yole在 2022 年 7 月發(fā)布的《2022 年汽車與工業(yè)領(lǐng)域激光雷達(dá)應(yīng)用報(bào)告》,2021 年全球用于汽車與工業(yè)領(lǐng)域的激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模高達(dá) 21 億美元,相較 2020 年增長(zhǎng)了 18%。


其中,地形測(cè)繪仍是激光雷達(dá)最大的應(yīng)用領(lǐng)域,占據(jù) 60%的市場(chǎng)份額。隨著汽車智能化變革的推進(jìn),以及高級(jí)別自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展,汽車 ADAS(高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))激光雷達(dá)市場(chǎng)將在未來5 年迎來飛速增長(zhǎng),年均復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá) 73%,到 2027 年,ADAS 激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模將從2021 年的 3800 萬美元增至 2027 年的 20 億美元,成為激光雷達(dá)行業(yè)最大的應(yīng)用領(lǐng)域。


圖表 42:全球激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模(美元)


中國(guó)激光雷達(dá)廠商加速崛起,禾賽科技引領(lǐng)突圍。在全球激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈中,國(guó)外企業(yè)具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)。早在 2017 年,法雷奧就成為全球首家開始為汽車量產(chǎn)激光雷達(dá)的公司,其第一代產(chǎn)品 SCALA 被奧迪 A8 高端轎車等車型采用。數(shù)據(jù)顯示,2020 年全球 ADAS 激光雷達(dá)市場(chǎng)由法雷奧主導(dǎo),基本找不到它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。2021 年,盡管市場(chǎng)涌現(xiàn)出一批新來者,但法雷奧仍然牢牢占據(jù)著 75%的份額。


在自動(dòng)駕駛出租車領(lǐng)域,中國(guó)企業(yè)禾賽科技也以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先,以 58%的營(yíng)收占比排名全球第一,是第二名 Waymo 份額的兩倍以上,以往該細(xì)分領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者法雷奧跌至第三。

圖表 43:2021年全球汽車領(lǐng)域激光雷達(dá)


機(jī)器視覺為機(jī)器人植入“眼睛”和“大腦”,具有感知和分析的能力。隨著深度學(xué)習(xí)、3D 視覺技術(shù)、高精度成像技術(shù)和機(jī)器視覺互聯(lián)互通技術(shù)的持續(xù)發(fā)展,機(jī)器視覺的性能優(yōu)勢(shì)將進(jìn)一步加大,在機(jī)器人上的應(yīng)用有望快速發(fā)展。

圖表 44:機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈


GGII 數(shù)據(jù)顯示,2021 年全球機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模約為 804 億元,同比 2020 年增長(zhǎng) 12.15%,預(yù)計(jì)至 2025 年該市場(chǎng)規(guī)模將超過 1200 億元,2022 年至 2025 年復(fù)合增長(zhǎng)率約為 12%。


圖表 45:2015-2025 年全球機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模


2021年中國(guó)機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模 138.16 億元(該數(shù)據(jù)未包含自動(dòng)化集成設(shè)備規(guī)模),同比增長(zhǎng)46.79%。其中,2D 視覺市場(chǎng)規(guī)模約為 126.65 億元,3D 視覺市場(chǎng)約為 11.51 億元;傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品的回暖也為機(jī)器視覺帶來生機(jī),增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯。

圖表 46:22015-2025 年中國(guó)機(jī)器視覺市場(chǎng)規(guī)模及預(yù)測(cè)


內(nèi)外資品牌的競(jìng)爭(zhēng)已開始呈現(xiàn)分庭抗禮的局面,甚至在某些產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié),國(guó)產(chǎn)的份額已絕對(duì)領(lǐng)先于外資。圖表 47:2021 年中國(guó)機(jī)器視覺系統(tǒng)下游分布?


圖表 47:2021 年中國(guó)機(jī)器視覺系統(tǒng)下游分布


如鏡頭、光源領(lǐng)域,國(guó)產(chǎn)代表廠商 OPT、東莞 RESS、長(zhǎng)步道等;相機(jī)領(lǐng)域,國(guó)產(chǎn)代表廠商海康機(jī)器人、華睿科技、大恒圖像等;從內(nèi)外資品牌份額來看,根據(jù) GGII 數(shù)據(jù)顯示,2021 年國(guó)產(chǎn)品牌機(jī)器視覺市場(chǎng)份額占比 58.43%,進(jìn)口替代進(jìn)程開始提速。

圖表 48:2021 年中國(guó)機(jī)器視覺系統(tǒng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局


決策系統(tǒng)——芯片技術(shù)


機(jī)器人在定位導(dǎo)航、視覺識(shí)別、處理傳輸、規(guī)劃執(zhí)行等環(huán)節(jié)都需要用到不同類型的芯片,因此芯片對(duì)于機(jī)器人有至關(guān)重要的作用。一般在機(jī)器人中,幾個(gè)支持芯片會(huì)將接口集合起來,之后再統(tǒng)一連接到微控制器上。


這些支持芯片也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信號(hào)的預(yù)處理,從而降低控制中樞的工作負(fù)載量,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的快速反應(yīng)。從應(yīng)用范圍看,機(jī)器人所應(yīng)用芯片可分為通用芯片和專用芯片兩類。對(duì)于通用芯片和專用芯片的探索研發(fā)都具有重要意義。


中國(guó)的通用芯片技術(shù)發(fā)展水平與外國(guó)相比仍然存在很長(zhǎng)的路要走,短期內(nèi)無法完全扭轉(zhuǎn)落后格局;而在人工智能芯片領(lǐng)域,中國(guó)的發(fā)展情況目前走在世界前端,有望通過現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)勢(shì)提升國(guó)際影響力,成為生態(tài)建設(shè)中的重要一環(huán)。

圖表 49:主要人工智能芯片類型及企業(yè)


人形機(jī)器人的控制芯片類似自動(dòng)駕駛芯片。與智能駕駛相關(guān)的芯片主要分為自動(dòng)駕駛芯片(邊緣端)和智能座艙芯片兩大類,另外衍生的相關(guān)芯片種類還有計(jì)算集群芯片(云端)。自動(dòng)駕駛芯片具備智能和學(xué)習(xí)的特性,可模仿人的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),符合人形機(jī)器人需求,故可作為人形機(jī)器人的大腦。


人形機(jī)器人注重機(jī)體運(yùn)動(dòng)的高流暢以及人機(jī)交互的低延時(shí),需要更強(qiáng)大的算力支撐,才能使人形機(jī)器人更像人。目前自動(dòng)駕駛芯片市場(chǎng)份額主要由海外玩家占據(jù),包括英偉達(dá)、英特爾 Mobileye、高通等。


國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)雖起步晚,但國(guó)內(nèi)市場(chǎng)、政策提供了有利環(huán)境,AI 芯片迎來發(fā)展風(fēng)口,如寒武紀(jì)、地平線,智能機(jī)器人芯片全志科技、瑞芯微等公司發(fā)展迅速,自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的 AI 芯片公司有望迎風(fēng)見長(zhǎng)。


圖表 50:國(guó)內(nèi)外自動(dòng)駕駛芯片




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2023年機(jī)器人報(bào)告(中):機(jī)器人相關(guān)上下游產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展的評(píng)論 (共 條)

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