国产机器人芯片技术发展现状

随着智能机器人在工业制造、医疗保健、家庭服务等多领域的迅速发展，芯片作为其核心部件的重要性愈发凸显。国产芯片在这一领域已取得了相当的成绩。

• 技术性能方面：国产芯片近年长足发展，技术水平、产品性能和稳定性逐步与国际知名品牌接轨甚至超越。例如在智能机器人的控制系统中，芯片的高速运算和大容量存储能力可确保机器人系统快速响应、高效工作；在感知和导航系统方面，芯片强大性能和高精度能为机器人提供准确感知和导航信息，以适应不同环境工作。

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• 市场优势方面：

• 贴合本土需求：拥有国内庞大市场需求，能更好满足国内消费者要求。比如针对国内特殊的工业生产环境或者家庭服务场景等，国产芯片可依据本土需求进行定制化研发和生产。

• 价格竞争力：价格相对较低，在智能机器人行业有着明显价格竞争优势。这有助于国内机器人企业降低成本，特别是对于中低端机器人市场的拓展意义重大，能让更多企业和消费者有能力采用机器人技术。

• 研发实力提升：大量企业投入研发，技术进步和创新形成可观研发实力，而且在多个领域也已经取得了突破性成果。像在一些特定的机器人功能芯片研发上，一些国内企业已经有自主的技术方案。

国产机器人芯片技术的发展障碍

• 高端技术瓶颈：

• 关键核心技术依赖进口：目前在高端工业机器人核心技术方面，仍依赖于进口。例如，日本的纳博特斯克以及哈默纳科几乎垄断了全球机器人75%的减速器市场，中国工业机器人所需精密减速器国产化率不到30%，这间接影响了国产机器人芯片在高端应用场景下的匹配和发展，因为高端机器人对 chip需要精确的信号处理和控制，与之关联的减速器等部件的性能会影响芯片的工作效率等维度性能评估。

• 研发能力与国际先进有差距：从专利申请数量来看，日本在工业机器人领域有2.2万件专利申请，而中国不到6000件，且技术含量相对较低，在高端芯片的研发能力、设计架构方面与国际芯片巨头英伟达等相比存在一定差距，导致难以生产出在高性能计算、低功耗等多重性能兼具且平衡的产品。

• 市场竞争压力：

• 外资企业市场份额占优：在2020年中国工业机器人市场中，外资工业机器人厂商占据了47%的市场份额，其中日本的发那科、安川以及瑞士的ABB、德国库卡机器人四大家族拿下了28%的市场份额。这些外资企业往往有自己稳定的芯片提供商或者自研芯片体系，国产芯片想要进入其机器人产品体系面临重重困难。

• 外资品牌优势挤压：国外芯片企业如英伟达等，凭借在芯片行业多年的积累，技术实力强、品牌知名度高。加上其在全球芯片市场长期建立的产业生态，使得很多国际知名机器人企业更倾向于选择这些外资芯片品牌，国产芯片品牌在开拓市场时受到既有国际芯片品牌的挤压。

未来几年国产机器人芯片技术的突破方向

• 技术研发方向：

• 强化与国内企业合作深度：在本体制造、共性技术等方面加强与国内机器人企业和零部件企业合作。比如与国内致力于机器人本体加工生产企业合作，双方就机器人不同功能需求下芯片的特性进行共同研发，从机械加工到装配环节全面考虑芯片与之适配的性能提升方向。

• 重点突破关键技术瓶颈：提高芯片算力和算法，确保机器人能够实现复杂任务的精准控制和高效决策。比如对机器人运动控制、视觉识别算法等方面的持续优化，像目前对于3D视觉技术在高端机器人场景应用的芯片支持可以是一个重点攻关方向。再者提升机器人芯片的低功耗、高可靠性等核心特性。例如针对服务型机器人长时间工作不能及时充电的情况，研发低功耗芯片；或者对于工业机器人复杂恶劣生产环境下高可靠性芯片的研发等。

• 产品应用方向：

• 拓展智能机器人细分市场：在传统工业机器人之外，发力服务机器人、特种机器人等小众但潜力大的市场。例如老年陪伴机器人市场，针对该类机器人对的特殊需求研发对应的专用芯片；特种机器人如在深海探测领域工作的机器人，芯片需要适应高压、低温等极端环境。

• 推动全产业链的本土化：推动芯片与其他关键零部件、软件等国产化的协同发展。以机器人控制器为例，如果能实现芯片与控制器的高度国产自主化，并且两者能无缝对接优化，可以提升国产机器人整体竞争力。

国际机器人芯片技术对国产的影响

• 竞争压力与技术封锁方面：

• 技术垄断压力：国际芯片巨头在技术上的领先，占据大量市场份额，对国产芯片的发展产生挤压。以英伟达为例，其芯片产品在人工智能、机器人等性能上优势明显，并且在全球构建了一套以其芯片为核心的机器人研发和应用生态体系，国产芯片企业要在全球市场打破这种技术垄断局面艰难。

• 技术封锁影响：美国等国对芯片技术的出口管制等限制政策严重影响了国产机器人芯片的发展。例如近期美国对英伟达等的芯片出口管制更新，阻止其向中国出口先进的AI芯片，这对本国机器人企业获取高性能芯片带来挑战，因为目前机器人行业对于高算力芯片应用量逐步提升，这也倒逼了国内机器人芯片企业加速自主研发进程。

• 技术借鉴与合作启示方面：

• 技术研发思路借鉴：国际先进企业在机器人芯片研发的技术路线如英伟达在芯片算力提升、算法优化和与机器人应用场景适配等科研投入的方向，可以为国产芯片企业提供参考思路。例如英伟达通过AI机器人研究实验室不断探索新的算法和架构等经验值得借鉴。

• 合作机会探索：在部分非敏感技术环节可能存在与国际企业合作的机会。比如一些国际企业布局全球市场可能需要与中国本土企业进行本地化应用开发的合作，这时候国产芯片企业可以抓住机会吸收先进技术和管理经验。

国产机器人芯片技术的政策支持

• 国家级政策引导机器人芯片产业整体发展：

• 综合性战略规划层面：中央政府部门出台政策明确机器人产业发展目标。最早可追溯到2006年国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006 - 2020年)》就把机器人作为重点科技项目推进，设定机器人产业发展的阶段性目标。且当前我国的机器人产业政策重视扶持发展机器人关键零部件等核心技术，围绕智能化技术向整机研发创新为主的机器人政策，这些战略规划为机器人芯片技术在整个机器人产业发展中的定位提供了方向。

• 专项性支持计划层面：目标更为细化，措施指向性更明确。例如《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》提出通过财税支持政策、发挥行业组织作用等方式在机器人控制器、减速器等核心技术上取得突破，并培育机器人龙头企业，形成规模化示范应用，芯片与控制器等关联紧密，间接促使国产芯片技术的发展。

• 地方级政策促进机器人芯片的应用与区域创新：

• 各地设定具体目标推动机器人产业包括芯片应用：各地根据自身发展情况设定了关于机器人产业的具体发展目标。如广东省提出到2020年要建立建成国内领先的机器人制造产业基地、机器人制造和集成企业、机器人及其配套产业产值需要达到1000亿元等，这样的目标设定也会带动本地区机器人企业对芯片的需求，从市场应用端推动国产芯片企业的发展。

• 面向应用的政策鼓励机器人芯片的市场化：因为不断上涨的劳动力成本和制造业外迁压力，地方政府出台面向应用的产业政策。比如东莞出台《关于大力发展机器人智能装备产业打造有全球影响力的先进制造基地实施方案》，提出每年设不低于2亿元的“机器换人”专项资金，机器人芯片市场必然伴随着机器人产业的发展而发展。

芯片封装清洗介绍

·          研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

·         水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

·         污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

·         这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

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