國產機器人芯片技術發展現狀

隨著智能機器人在工業制造、醫療保健、家庭服務等多領域的迅速發展，芯片作為其核心部件的重要性愈發凸顯。國產芯片在這一領域已取得了相當的成績。

• 技術性能方面：國產芯片近年長足發展，技術水平、產品性能和穩定性逐步與國際知名品牌接軌甚至超越。例如在智能機器人的控制系統中，芯片的高速運算和大容量存儲能力可確保機器人系統快速響應、高效工作；在感知和導航系統方面，芯片強大性能和高精度能為機器人提供準確感知和導航信息，以適應不同環境工作。

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• 市場優勢方面：

• 貼合本土需求：擁有國內龐大市場需求，能更好滿足國內消費者要求。比如針對國內特殊的工業生產環境或者家庭服務場景等，國產芯片可依據本土需求進行定制化研發和生產。

• 價格競爭力：價格相對較低，在智能機器人行業有著明顯價格競爭優勢。這有助于國內機器人企業降低成本，特別是對于中低端機器人市場的拓展意義重大，能讓更多企業和消費者有能力采用機器人技術。

• 研發實力提升：大量企業投入研發，技術進步和創新形成可觀研發實力，而且在多個領域也已經取得了突破性成果。像在一些特定的機器人功能芯片研發上，一些國內企業已經有自主的技術方案。

國產機器人芯片技術的發展障礙

• 高端技術瓶頸：

• 關鍵核心技術依賴進口：目前在高端工業機器人核心技術方面，仍依賴于進口。例如，日本的納博特斯克以及哈默納科幾乎壟斷了全球機器人75%的減速器市場，中國工業機器人所需精密減速器國產化率不到30%，這間接影響了國產機器人芯片在高端應用場景下的匹配和發展，因為高端機器人對 chip需要精確的信號處理和控制，與之關聯的減速器等部件的性能會影響芯片的工作效率等維度性能評估。

• 研發能力與國際先進有差距：從專利申請數量來看，日本在工業機器人領域有2.2萬件專利申請，而中國不到6000件，且技術含量相對較低，在高端芯片的研發能力、設計架構方面與國際芯片巨頭英偉達等相比存在一定差距，導致難以生產出在高性能計算、低功耗等多重性能兼具且平衡的產品。

• 市場競爭壓力：

• 外資企業市場份額占優：在2020年中國工業機器人市場中，外資工業機器人廠商占據了47%的市場份額，其中日本的發那科、安川以及瑞士的ABB、德國庫卡機器人四大家族拿下了28%的市場份額。這些外資企業往往有自己穩定的芯片提供商或者自研芯片體系，國產芯片想要進入其機器人產品體系面臨重重困難。

• 外資品牌優勢擠壓：國外芯片企業如英偉達等，憑借在芯片行業多年的積累，技術實力強、品牌知名度高。加上其在全球芯片市場長期建立的產業生態，使得很多國際知名機器人企業更傾向于選擇這些外資芯片品牌，國產芯片品牌在開拓市場時受到既有國際芯片品牌的擠壓。

未來幾年國產機器人芯片技術的突破方向

• 技術研發方向：

• 強化與國內企業合作深度：在本體制造、共性技術等方面加強與國內機器人企業和零部件企業合作。比如與國內致力于機器人本體加工生產企業合作，雙方就機器人不同功能需求下芯片的特性進行共同研發，從機械加工到裝配環節全面考慮芯片與之適配的性能提升方向。

• 重點突破關鍵技術瓶頸：提高芯片算力和算法，確保機器人能夠實現復雜任務的精準控制和高效決策。比如對機器人運動控制、視覺識別算法等方面的持續優化，像目前對于3D視覺技術在高端機器人場景應用的芯片支持可以是一個重點攻關方向。再者提升機器人芯片的低功耗、高可靠性等核心特性。例如針對服務型機器人長時間工作不能及時充電的情況，研發低功耗芯片；或者對于工業機器人復雜惡劣生產環境下高可靠性芯片的研發等。

• 產品應用方向：

• 拓展智能機器人細分市場：在傳統工業機器人之外，發力服務機器人、特種機器人等小眾但潛力大的市場。例如老年陪伴機器人市場，針對該類機器人對的特殊需求研發對應的專用芯片；特種機器人如在深海探測領域工作的機器人，芯片需要適應高壓、低溫等極端環境。

• 推動全產業鏈的本土化：推動芯片與其他關鍵零部件、軟件等國產化的協同發展。以機器人控制器為例，如果能實現芯片與控制器的高度國產自主化，并且兩者能無縫對接優化，可以提升國產機器人整體競爭力。

國際機器人芯片技術對國產的影響

• 競爭壓力與技術封鎖方面：

• 技術壟斷壓力：國際芯片巨頭在技術上的領先，占據大量市場份額，對國產芯片的發展產生擠壓。以英偉達為例，其芯片產品在人工智能、機器人等性能上優勢明顯，并且在全球構建了一套以其芯片為核心的機器人研發和應用生態體系，國產芯片企業要在全球市場打破這種技術壟斷局面艱難。

• 技術封鎖影響：美國等國對芯片技術的出口管制等限制政策嚴重影響了國產機器人芯片的發展。例如近期美國對英偉達等的芯片出口管制更新，阻止其向中國出口先進的AI芯片，這對本國機器人企業獲取高性能芯片帶來挑戰，因為目前機器人行業對于高算力芯片應用量逐步提升，這也倒逼了國內機器人芯片企業加速自主研發進程。

• 技術借鑒與合作啟示方面：

• 技術研發思路借鑒：國際先進企業在機器人芯片研發的技術路線如英偉達在芯片算力提升、算法優化和與機器人應用場景適配等科研投入的方向，可以為國產芯片企業提供參考思路。例如英偉達通過AI機器人研究實驗室不斷探索新的算法和架構等經驗值得借鑒。

• 合作機會探索：在部分非敏感技術環節可能存在與國際企業合作的機會。比如一些國際企業布局全球市場可能需要與中國本土企業進行本地化應用開發的合作，這時候國產芯片企業可以抓住機會吸收先進技術和管理經驗。

國產機器人芯片技術的政策支持

• 國家級政策引導機器人芯片產業整體發展：

• 綜合性戰略規劃層面：中央政府部門出臺政策明確機器人產業發展目標。最早可追溯到2006年國務院發布的《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006 - 2020年)》就把機器人作為重點科技項目推進，設定機器人產業發展的階段性目標。且當前我國的機器人產業政策重視扶持發展機器人關鍵零部件等核心技術，圍繞智能化技術向整機研發創新為主的機器人政策，這些戰略規劃為機器人芯片技術在整個機器人產業發展中的定位提供了方向。

• 專項性支持計劃層面：目標更為細化，措施指向性更明確。例如《關于推進工業機器人產業發展的指導意見》提出通過財稅支持政策、發揮行業組織作用等方式在機器人控制器、減速器等核心技術上取得突破，并培育機器人龍頭企業，形成規模化示范應用，芯片與控制器等關聯緊密，間接促使國產芯片技術的發展。

• 地方級政策促進機器人芯片的應用與區域創新：

• 各地設定具體目標推動機器人產業包括芯片應用：各地根據自身發展情況設定了關于機器人產業的具體發展目標。如廣東省提出到2020年要建立建成國內領先的機器人制造產業基地、機器人制造和集成企業、機器人及其配套產業產值需要達到1000億元等，這樣的目標設定也會帶動本地區機器人企業對芯片的需求，從市場應用端推動國產芯片企業的發展。

• 面向應用的政策鼓勵機器人芯片的市場化：因為不斷上漲的勞動力成本和制造業外遷壓力，地方政府出臺面向應用的產業政策。比如東莞出臺《關于大力發展機器人智能裝備產業打造有全球影響力的先進制造基地實施方案》，提出每年設不低于2億元的“機器換人”專項資金，機器人芯片市場必然伴隨著機器人產業的發展而發展。

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