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自主可控完成“芯”探索!中国机器人告别正式告别“缺芯少魂”时代
时间:2023-08-31 09:54:13 点击次数:

5年前,英特尔亚洲研究院院长宋继强曾进行过一次非常有趣的演讲,题目为——让中国服务机器人不再“缺芯少魂”。时钟拨转到5年后的今天,不仅仅是服务机器人,中国机器人告别缺芯少魂时代了吗?

提到科技领域的“卡脖子”,很多人会想到“缺芯少魂”。“芯”指芯片,“魂”指操作系统等核心基础软件。长期以来,我国在核心硬件生产、基础软件开发等方面高度依赖国外技术,技术安全不容忽视。当时的宋继强院长表示,那个年代的很多服务机器人从移动、远程控制和辅助行走,完全由人控制的,本身不具备智能,而仓储物流、扫地机、自动巡逻的机器人,具有一定的移动方面的自主能力,只有把一些交互智能和感知能力加进去,才能产生客户价值。

自主可控完成“芯”探索

自主可控完成“芯”探索!中国机器人告别正式告别“缺芯少魂”时代

近日,基于龙架构的新一代四核处理器龙芯3A6000流片成功,代表了我国自主桌面CPU设计领域的最新里程碑成果。

据中国电子技术标准化研究院赛西实验室测试结果,龙芯3A6000四核处理器在2.5GHz运行频率下,SPEC CPU 2006 base单线程定/浮点分值分别达到43.1/54.6分,SPEC CPU 2006 base多线程定/浮点分值分别达到155/140分,双DDR4-3200内存通道Stream实测带宽超过42GB/s,Unixbench实测分值超7400分。综合相关测试结果,龙芯3A6000处理器总体性能与Intel公司2020年上市的第10代酷睿四核处理器相当。

为了继续推动机器人产业持续健康发展,今年年初,工信部等17部门联合印发《“机器人+”应用行动实施方案》,提出了2025年制造业机器人发展目标以及机器人十大应用场景。这一政策的发布,意味着“机器人﹢”时代的到来,机器人将在更大范围内得到应用,制造业机器人更将迎来广阔发展机遇。

到现在,无论工业机器人还是服务机器人,都在结合信息技术提升感知、计算、执行能力。在智能化水平提升的同时,机器人对芯片的需求也在增加。没有它,机器人就是一个空壳。作为是我国第一个打造完全自主产权CPU处理器的生产厂商,龙芯中科成功研发并发布了纯国产的CPU处理器,标志着我国在计算机基础架构上的重大突破,也意味着我国的高科技在自主研发的道路上取得了巨大的成果。

“没有自主核心技术的产业是无根之末。”对于机器人行业也一样,核心技术才是硬道理。在龙芯中科董事长胡伟武看来,CPU芯片、操作系统软件下面还有两层才能“到底”,一是我国信息产业的短板,二是要构建自主信息技术体系需要自主指令系统,基于国外指令系统的信息产业支撑不了中华民族的伟大复兴。

目前,龙芯处理器已应用于企业数字化转型当中,基于龙芯处理器的数据采集设备、RTU、工业边缘网关、PLC、DCS核心控制器、工业核心控制器、工业机器人、数控机床等产品已经广泛应用于工控、能源、轨交、水利等领域。

控制器龙头有望进入特斯拉供应链

自主可控完成“芯”探索!中国机器人告别正式告别“缺芯少魂”时代

控制器是机器人的三大核心零部件之一,也是机器人的大脑,是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置,它是机器人的心脏,决定了机器人性能的优劣。

人形机器人对控制系统的实时性和多自由度控制要求极高:拿特斯拉机器人来说,它共有40个自由度,包括28个一体化的伺服驱动单元(身体关节)和12个高灵敏度要求的手部关节,以及大量的传感器。对于这样一个复杂系统来说,所有算法都需要满足实时性的要求,所有的伺服关节要同步运动,传感器的数据也要同步采集,保证算法的输入和输出都始终处于一个节拍,才能保证机器人的运动性能,为保证同步性必须使用大量控制器。

按照未来机器人市场的规划,机器人将开启万亿蓝海市场,那控制器也不用说了,想象空间巨大。而目前的机器人控制器的核心技术都在外资手里,且占据国内机器人控制器市场的绝大部分份额,国内企业的控制器尚未形成竞争力,国产率不足15%,这也是接下来发展当中,国产替代不可少的一部分。

拓邦股份公司为国内智控领域龙头企业,2021年智能控制器业务市场份额占比第一。公司成立于1996年,于2007年6月在深交所挂牌上市,成为国内第一家智能控制领域的上市公司。经过二十余年的高速发展, 公司已成为全球领先的智能控制解决方案商,家电和工具行业智能控制解决方案的领导者,新能源、工业和智能解决方案的创新引领者。

公司以“四电一网”(电控、电机、电池、电源和物联网平台)为核心技术布局,凭借“平台化技术创新能力、伙伴式客户服务能力和体系化快速响应能力”三大独特能力,向家电、工具、新能源、工业、智能解决方案五大行业拓展应用。从研发支出看,2017年-2022年,公司研发投入占营业收入的比例均在7%以上,高于同行业其他可比公司。高研发投入显现了公司对于技术创新的重视。

由于人形机器人控制器所需的算法主要是四肢/手的运动控制算法,公司在扫地机器人、商用炒菜机器人、服务机器人等领域持续投入,已具备运动控制、电机驱动、Slam、路径规划等技术积累,在运动控制器的算法开发上更具备优势。2022年11月,公司在墨西哥蒙特雷的产线正式投产,将规划数十条SMT和DIP生产线,可快速承接新增产能需求,未来有更大可能性进入特斯拉人形机器人供应链。

总结:

近两年,在国家政策大力支持下,我国机器人产业已开启了崛起之路。经过多年的努力和发展,中国机器人行业“缺芯少魂”、大而不强的状况正在逐步得到改善。漫漫征途中,发展道路之根本还是要做强技术,做好产品,打造生态,不断满足服务于用户的智能化转型需求。国产企业只有真正做到了不被“卡脖子”,才能实现科技自立。

半导体企业凭借强大底层芯片能力加速了机器人的创新升级与市场发展。芯片与底层智能平台已成为提升机器人价值的关键环节,国产各半导体企业正在通过筑建更高性能的机器人底层软硬件平台,为机器人行业带来新变革。

缺芯少魂曾是中国制造之痛,不过如今的中国制造已今非昔比,在诸多科技行业都已取得了巨大的进步,部分甚至已达到全球先进水平,由于技术和品质足够优秀,如今连苹果都开始认可中国的高科技产品了。

总体来看,中国制造以来料加工的方式发展,经过30多年的时间在2010年超过美国成为全球最大制造国,从那时候起开始力推中国制造向高端制造转型,如今从芯片、面板等高新技术产业的成就可以看出,我们已逐渐摆脱了低端制造,中国制造正以全新的面貌展示给世界。

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