宇树科技布局深圳,人形机器人热潮席卷存储与传感器等半导体领域

宇树科技落子深圳,人形机器人热浪席卷存储、传感器等半导体领域

人形机器人引领未来科技潮流

近年来,人形机器人迅速崛起,成为科技领域的焦点。3月6日,中国移动华为和乐聚联合发布了全球首款搭载5G-A技术的人形机器人,标志着这一领域迈入新阶段。与此同时,宇树科技在深圳成立了新公司深圳天羿科技有限公司,并已对外投资了多家企业,包括上海高羿科技有限公司、北京灵翌科技有限公司等,展示了其在人形机器人领域的战略布局。

随着宇树科技、小米等人形机器人企业的快速发展,人形机器人被广泛认为是“颠覆性产品”和经济增长的新引擎。行业预测显示,2025年将成为人形机器人的量产元年。这些机器人集成了伺服控制系统、电池管理系统(BMS)、传感器系统和AI系统控制等多个子系统,为半导体产业链带来了新的机遇,涵盖存储芯片、传感器和第三代半导体等领域。

边缘侧AI芯片助力智能升级

人形机器人的智能化需求推动了对边缘侧AI芯片的需求。这些芯片扮演着“神经中枢”的角色,确保机器人能够实时处理大量数据并做出快速决策。寒武纪的思元520芯片以16nm工艺实现48 TOPS算力,支持BERT、GPT-2等大模型的分布式训练,并应用于小米CyberOne等机器人中,实现了实时图像生成与自然语言交互。

商汤科技依托强大的算力集群,将自动驾驶领域的多模态感知算法迁移至人形机器人,开发的SenseRobot平台使机器人能够在复杂场景下自主决策,响应延迟低于50ms。国科微的GK2301边缘计算芯片则通过异构多核架构,在工业巡检机器人中实现了99.7%的瑕疵检测准确率和低于0.3%的误报率。

高性能存算一体技术推动发展

海光信息成功研发了高性能通用处理器(cpu)和通用加速芯片(DCU),这些产品在人形机器人中用于高效的数据处理和AI推理。海光的DCU产品支持完整的大模型训练,适配主流大模型如文心一言,覆盖十亿级、百亿级、千亿级大模型。

中芯国际作为国内最大的半导体代工厂,在车规级IGBT和智能传感器工艺上持续突破,为库卡、新时达等工业机器人厂商提供关节驱动模块核心芯片,占据国产工业机器人芯片市场的较大份额。先楫半导体聚焦高性能嵌入式芯片,推出RISC-V架构芯片,支持纳秒级实时响应与多协议通信,助力人形机器人量产。

地平线的高性能SoC芯片(如征程系列)支持多模态感知与SLAM算法,算力达6-128TOPS,已应用于小米CyberDog、宇树科技四足机器人等产品,提升了运动控制与环境建模能力。

存储芯片:数据处理的基石

随着人形机器人传感器数量增至超50个,数据吞吐量呈指数级增长,对存储芯片的需求也大幅增加。固态硬盘(SSD)和动态随机存取存储器(DRAM)在机器人运行中发挥着关键作用。例如,在复杂环境导航时,机器人需要迅速存储和调用周围环境的三维数据,SSD可以确保数据的快速存储与读取,帮助机器人及时做出路径规划和避障决策。

兆易创新的NOR Flash和NAND Flash分别用于机器人快速启动代码存储和大容量数据记录,GD32系列MCU负责运动控制和多任务调度,形成了“存储+控制+电源”一体化解决方案。北京君正推出的3D DRAM技术和智慧大脑芯片,优化了存储与计算的协同效率,提升了机器人在环境感知和多模态决策中的实时数据处理能力。

传感器与MCU:感知与控制的核心

在人形机器人领域,图像传感器提供高分辨率视觉感知,IMU传感器实现精准运动控制,高性能MCU协调多部件实时决策。兆易创新的加速度计、陀螺仪等传感器用于机器人运动姿态检测,磁传感器辅助导航,其MCU产品(GD32系列)支持多传感器数据融合与实时决策。

韦尔股份专注于AI视觉与图像传感器,强化机器人环境感知能力,其CMOS传感器已应用于多类机器人,未来将进一步优化低功耗与数据处理性能。禾赛科技则提供高性能3D激光雷达,解决机器人导航与避障难题,适用于复杂环境需求。

触觉感知方面,士兰微开发的高灵敏度压力传感器用于机器人手部、足部等关键部位,实现力控与安全协作。极海微布局全面,涵盖关节控制MCU、编码器芯片等,满足人形机器人的实时控制和多模态感知需求。

第三代半导体GaN:伺服控制革命

人形机器人集成多种子系统,要求在有限空间内保持复杂系统的平稳运行,尤其是伺服控制系统面临尺寸和散热挑战。约40个伺服电机及控制系统分布于机器人身体各部位,不同部位电机电源要求各异,且需更高精度和更小尺寸。氮化镓(GaN)技术可实现更精确的控制、减少开关损耗,并缩小体积。

中科半导体团队推出了基于GaN的可编程具身机器人动力系统芯片,体积缩小60%,已应用于傅利叶智能GR-1的髋关节驱动。英飞凌的IMZ120R045M1 GaN模块通过同步整流技术,将伺服驱动器效率提升至99.2%,实现连续10小时无故障运行。台积电的28nm GaN-on-Si工艺和华为海思的GaN驱动芯片也为人形机器人关节模块提供了更高集成度和更优性能。

小编建议

根据TrendForce集邦咨询的研究,2025年各机器人大厂逐步实现量产的前提下,预估2027年全球人形机器人市场产值有望超越20亿美元,2024年至2027年间的市场规模年复合成长率将达154%。总体而言,人形机器人的蓬勃发展将带动半导体多产业链迎来新的发展机遇,为未来科技注入无限可能。