國產(chǎn)機(jī)器人芯片技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著智能機(jī)器人在工業(yè)制造、醫(yī)療保健、家庭服務(wù)等多領(lǐng)域的迅速發(fā)展，芯片作為其核心部件的重要性愈發(fā)凸顯。國產(chǎn)芯片在這一領(lǐng)域已取得了相當(dāng)?shù)某煽儭?/p>

• 技術(shù)性能方面：國產(chǎn)芯片近年長足發(fā)展，技術(shù)水平、產(chǎn)品性能和穩(wěn)定性逐步與國際知名品牌接軌甚至超越。例如在智能機(jī)器人的控制系統(tǒng)中，芯片的高速運(yùn)算和大容量存儲能力可確保機(jī)器人系統(tǒng)快速響應(yīng)、高效工作；在感知和導(dǎo)航系統(tǒng)方面，芯片強(qiáng)大性能和高精度能為機(jī)器人提供準(zhǔn)確感知和導(dǎo)航信息，以適應(yīng)不同環(huán)境工作。

• 
  

• 市場優(yōu)勢方面：

• 貼合本土需求：擁有國內(nèi)龐大市場需求，能更好滿足國內(nèi)消費(fèi)者要求。比如針對國內(nèi)特殊的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境或者家庭服務(wù)場景等，國產(chǎn)芯片可依據(jù)本土需求進(jìn)行定制化研發(fā)和生產(chǎn)。

• 價格競爭力：價格相對較低，在智能機(jī)器人行業(yè)有著明顯價格競爭優(yōu)勢。這有助于國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)降低成本，特別是對于中低端機(jī)器人市場的拓展意義重大，能讓更多企業(yè)和消費(fèi)者有能力采用機(jī)器人技術(shù)。

• 研發(fā)實(shí)力提升：大量企業(yè)投入研發(fā)，技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新形成可觀研發(fā)實(shí)力，而且在多個領(lǐng)域也已經(jīng)取得了突破性成果。像在一些特定的機(jī)器人功能芯片研發(fā)上，一些國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)有自主的技術(shù)方案。

國產(chǎn)機(jī)器人芯片技術(shù)的發(fā)展障礙

• 高端技術(shù)瓶頸：

• 關(guān)鍵核心技術(shù)依賴進(jìn)口：目前在高端工業(yè)機(jī)器人核心技術(shù)方面，仍依賴于進(jìn)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(jī)器人75%的減速器市場，中國工業(yè)機(jī)器人所需精密減速器國產(chǎn)化率不到30%，這間接影響了國產(chǎn)機(jī)器人芯片在高端應(yīng)用場景下的匹配和發(fā)展，因?yàn)楦叨藱C(jī)器人對 chip需要精確的信號處理和控制，與之關(guān)聯(lián)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(fā)能力與國際先進(jìn)有差距：從專利申請數(shù)量來看，日本在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域有2.2萬件專利申請，而中國不到6000件，且技術(shù)含量相對較低，在高端芯片的研發(fā)能力、設(shè)計架構(gòu)方面與國際芯片巨頭英偉達(dá)等相比存在一定差距，導(dǎo)致難以生產(chǎn)出在高性能計算、低功耗等多重性能兼具且平衡的產(chǎn)品。

• 市場競爭壓力：

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

• 外資品牌優(yōu)勢擠壓：國外芯片企業(yè)如英偉達(dá)等，憑借在芯片行業(yè)多年的積累，技術(shù)實(shí)力強(qiáng)、品牌知名度高。加上其在全球芯片市場長期建立的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，使得很多國際知名機(jī)器人企業(yè)更傾向于選擇這些外資芯片品牌，國產(chǎn)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(chǎn)機(jī)器人芯片技術(shù)的突破方向

• 技術(shù)研發(fā)方向：

• 強(qiáng)化與國內(nèi)企業(yè)合作深度：在本體制造、共性技術(shù)等方面加強(qiáng)與國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)和零部件企業(yè)合作。比如與國內(nèi)致力于機(jī)器人本體加工生產(chǎn)企業(yè)合作，雙方就機(jī)器人不同功能需求下芯片的特性進(jìn)行共同研發(fā)，從機(jī)械加工到裝配環(huán)節(jié)全面考慮芯片與之適配的性能提升方向。

• 重點(diǎn)突破關(guān)鍵技術(shù)瓶頸：提高芯片算力和算法，確保機(jī)器人能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜任務(wù)的精準(zhǔn)控制和高效決策。比如對機(jī)器人運(yùn)動控制、視覺識別算法等方面的持續(xù)優(yōu)化，像目前對于3D視覺技術(shù)在高端機(jī)器人場景應(yīng)用的芯片支持可以是一個重點(diǎn)攻關(guān)方向。再者提升機(jī)器人芯片的低功耗、高可靠性等核心特性。例如針對服務(wù)型機(jī)器人長時間工作不能及時充電的情況，研發(fā)低功耗芯片；或者對于工業(yè)機(jī)器人復(fù)雜惡劣生產(chǎn)環(huán)境下高可靠性芯片的研發(fā)等。

• 產(chǎn)品應(yīng)用方向：

• 拓展智能機(jī)器人細(xì)分市場：在傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人之外，發(fā)力服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人等小眾但潛力大的市場。例如老年陪伴機(jī)器人市場，針對該類機(jī)器人對的特殊需求研發(fā)對應(yīng)的專用芯片；特種機(jī)器人如在深海探測領(lǐng)域工作的機(jī)器人，芯片需要適應(yīng)高壓、低溫等極端環(huán)境。

• 推動全產(chǎn)業(yè)鏈的本土化：推動芯片與其他關(guān)鍵零部件、軟件等國產(chǎn)化的協(xié)同發(fā)展。以機(jī)器人控制器為例，如果能實(shí)現(xiàn)芯片與控制器的高度國產(chǎn)自主化，并且兩者能無縫對接優(yōu)化，可以提升國產(chǎn)機(jī)器人整體競爭力。

國際機(jī)器人芯片技術(shù)對國產(chǎn)的影響

• 競爭壓力與技術(shù)封鎖方面：

• 技術(shù)壟斷壓力：國際芯片巨頭在技術(shù)上的領(lǐng)先，占據(jù)大量市場份額，對國產(chǎn)芯片的發(fā)展產(chǎn)生擠壓。以英偉達(dá)為例，其芯片產(chǎn)品在人工智能、機(jī)器人等性能上優(yōu)勢明顯，并且在全球構(gòu)建了一套以其芯片為核心的機(jī)器人研發(fā)和應(yīng)用生態(tài)體系，國產(chǎn)芯片企業(yè)要在全球市場打破這種技術(shù)壟斷局面艱難。

• 技術(shù)封鎖影響：美國等國對芯片技術(shù)的出口管制等限制政策嚴(yán)重影響了國產(chǎn)機(jī)器人芯片的發(fā)展。例如近期美國對英偉達(dá)等的芯片出口管制更新，阻止其向中國出口先進(jìn)的AI芯片，這對本國機(jī)器人企業(yè)獲取高性能芯片帶來挑戰(zhàn)，因?yàn)槟壳皺C(jī)器人行業(yè)對于高算力芯片應(yīng)用量逐步提升，這也倒逼了國內(nèi)機(jī)器人芯片企業(yè)加速自主研發(fā)進(jìn)程。

• 技術(shù)借鑒與合作啟示方面：

• 技術(shù)研發(fā)思路借鑒：國際先進(jìn)企業(yè)在機(jī)器人芯片研發(fā)的技術(shù)路線如英偉達(dá)在芯片算力提升、算法優(yōu)化和與機(jī)器人應(yīng)用場景適配等科研投入的方向，可以為國產(chǎn)芯片企業(yè)提供參考思路。例如英偉達(dá)通過AI機(jī)器人研究實(shí)驗(yàn)室不斷探索新的算法和架構(gòu)等經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。

• 合作機(jī)會探索：在部分非敏感技術(shù)環(huán)節(jié)可能存在與國際企業(yè)合作的機(jī)會。比如一些國際企業(yè)布局全球市場可能需要與中國本土企業(yè)進(jìn)行本地化應(yīng)用開發(fā)的合作，這時候國產(chǎn)芯片企業(yè)可以抓住機(jī)會吸收先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)。

國產(chǎn)機(jī)器人芯片技術(shù)的政策支持

• 國家級政策引導(dǎo)機(jī)器人芯片產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展：

• 綜合性戰(zhàn)略規(guī)劃層面：中央政府部門出臺政策明確機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)。最早可追溯到2006年國務(wù)院發(fā)布的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006 - 2020年)》就把機(jī)器人作為重點(diǎn)科技項目推進(jìn)，設(shè)定機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的階段性目標(biāo)。且當(dāng)前我國的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)政策重視扶持發(fā)展機(jī)器人關(guān)鍵零部件等核心技術(shù)，圍繞智能化技術(shù)向整機(jī)研發(fā)創(chuàng)新為主的機(jī)器人政策，這些戰(zhàn)略規(guī)劃為機(jī)器人芯片技術(shù)在整個機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的定位提供了方向。

• 專項性支持計劃層面：目標(biāo)更為細(xì)化，措施指向性更明確。例如《關(guān)于推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出通過財稅支持政策、發(fā)揮行業(yè)組織作用等方式在機(jī)器人控制器、減速器等核心技術(shù)上取得突破，并培育機(jī)器人龍頭企業(yè)，形成規(guī)?；痉稇?yīng)用，芯片與控制器等關(guān)聯(lián)緊密，間接促使國產(chǎn)芯片技術(shù)的發(fā)展。

• 地方級政策促進(jìn)機(jī)器人芯片的應(yīng)用與區(qū)域創(chuàng)新：

• 各地設(shè)定具體目標(biāo)推動機(jī)器人產(chǎn)業(yè)包括芯片應(yīng)用：各地根據(jù)自身發(fā)展情況設(shè)定了關(guān)于機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的具體發(fā)展目標(biāo)。如廣東省提出到2020年要建立建成國內(nèi)領(lǐng)先的機(jī)器人制造產(chǎn)業(yè)基地、機(jī)器人制造和集成企業(yè)、機(jī)器人及其配套產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值需要達(dá)到1000億元等，這樣的目標(biāo)設(shè)定也會帶動本地區(qū)機(jī)器人企業(yè)對芯片的需求，從市場應(yīng)用端推動國產(chǎn)芯片企業(yè)的發(fā)展。

• 面向應(yīng)用的政策鼓勵機(jī)器人芯片的市場化：因?yàn)椴粩嗌蠞q的勞動力成本和制造業(yè)外遷壓力，地方政府出臺面向應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)政策。比如東莞出臺《關(guān)于大力發(fā)展機(jī)器人智能裝備產(chǎn)業(yè)打造有全球影響力的先進(jìn)制造基地實(shí)施方案》，提出每年設(shè)不低于2億元的“機(jī)器換人”專項資金，機(jī)器人芯片市場必然伴隨著機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。

芯片封裝清洗介紹

·         合明科技研發(fā)的水基清洗劑配合合適的清洗工藝能為芯片封裝前提供潔凈的界面條件。

·         水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運(yùn)行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

·         污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點(diǎn)、灰塵、塵埃等，這些污染物會導(dǎo)致焊點(diǎn)質(zhì)量降低、焊接時焊點(diǎn)拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

·         這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進(jìn)行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

·         合明科技運(yùn)用自身原創(chuàng)的產(chǎn)品技術(shù)，滿足芯片封裝工藝制程清洗的高難度技術(shù)要求，打破國外廠商在行業(yè)中的壟斷地位，為芯片封裝材料全面國產(chǎn)自主提供強(qiáng)有力的支持。