一个人形机器人,大致有20+关节,一个机器狗,大致有12个关节;
市场空间是大的,技术需求是刚的,大家都可以估算出这个赛道的价值;
1.一体化关节控制器系统概览
如下图,是一体化关节模组的爆炸图及简介
图片来源:震哥说机器人
图片来源:小二基于网络资料绘制
图片来源:DRV832x手册
控制板的框图相对简单,简单而不简洁,因为市场目前太小,基本只能市场上选择现有的芯片;
2.一体化关节控制器的机会
图片来源:Bilibili 福州饼东游乐园员工
图片来源:避免广告嫌疑,某MCU公司IPO资料
做高集成度,对于整体芯片的降本效果是明显的,目前关节控制器已经有采用内置运放及预驱的MCU方案了;
对于这样的方案,除了集成度,技术方面需要满足如下需求:
- 高性能:可以快速准确地完成伺服的三环控制,满足高转速,高爆发等要求
- 高稳定性:机器人部分是在恶劣的环境下工作。在这样的情况下如何保证电机的稳定性不出问题。
- 安全性:能够提供多重保护,保证电机系统的安全。
3.市场芯片解决方案
市场上集成预驱的芯片公司有不少,峰岹,凌鸥,中微,极海,普冉照旧,我先问了以下DeepSeek:可以分析下峰岹,中微,凌鸥,极海,普冉针对人形机器人关节控制器主控MCU的布局
根据公开信息,以下是对峰岹、中微、凌鸥、极海、普冉五家企业在人形机器人关节控制器主控MCU领域布局的分析:
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1. 极海微(纳思达子公司)
极海微在机器人MCU领域的布局最为明确且全面:
- 核心产品:推出了全球首款基于Arm Cortex-M52处理器Helium技术的双核架构G32R5系列实时控制MCU,填补了国产高性能MCU的空白。该芯片具备高实时算力、灵活外设控制和高可靠性,专为机器人关节控制器设计。
- 技术特点:支持复杂运动控制算法和传感器集成,如编码器芯片、力矩传感器等,覆盖关节控制、小脑计算、BMS管理等全链条需求。
- 生态布局:结合MCU+FPGA异构架构方案,兼顾算力与扩展性,未来计划推出Cortex-M7内核产品,进一步适配中高端机器人市场。
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2. 峰岹科技
峰岹以电机专用MCU见长,技术路线偏向高端市场:
- 市场定位:主打无刷电机控制领域,产品覆盖车规级、工业级和消费级场景。其自主架构的ME核与8051核在电机驱动效率上具备优势,尤其适合机器人关节对高扭矩密度和散热性能的需求。
- 竞争优势:采用台积电/格芯成熟工艺,品质对标国际大厂,毛利率高达50%以上。目前其芯片已应用于家电和清洁工具(如科沃斯、追觅),未来可能延伸至机器人关节控制的无刷电机场景。
- 挑战:国产竞争对手(如凌鸥、中微)通过低价策略抢占中低端市场,但峰岹通过绑定大客户(如美的、小米)维持高端市场份额。
3. 凌鸥创芯(晶丰明源子公司)
凌鸥的布局侧重性价比和集成化:
- 产品特性:基于通用MCU架构,主频48-96MHz,集成电机控制算法,含税单价低至1.6-2.2元,适合对成本敏感的中低端机器人关节控制器。
- 市场策略:通过高性价比快速渗透市场,2023年营收1.76亿元,同比增长超6倍,主要客户为家电和中小型工控设备厂商。
- 技术短板:依赖华虹工艺,品牌溢价和可靠性低于峰岹,目前尚未明确针对人形机器人推出专用方案。
4. 中微半导
中微的布局以低成本和规模化出货为主:
- 产品定位:价格比凌鸥低10%-20%,2022年电机MCU出货量达6000万颗,聚焦中低端市场。其芯片主频和集成度满足基础关节控制需求,但缺乏高实时性设计。
- 应用场景:主要面向家电和小型工业设备,尚未明确进入人形机器人领域,但通过大客户合作可能逐步向机器人配套延伸。
5. 普冉股份
普冉的MCU布局尚处早期,更多面向车载非安全场景:
- 当前进展:M0+系列MCU已在车载领域出货,用于氛围灯、音响等非安全模块,工控规格产品可能通过功能扩展适配机器人外围控制需求。
- 潜力与局限:尚未推出针对关节控制的高性能MCU,未来需在实时性和算力上突破才能切入核心主控市场。
小二反馈:
答案和预期的差别比较大,针对人性机器人,应该说峰岹的布局还是领先,针对机器人关节的研究也是更早,DeepSeek未能有效提取网络信息如下是峰岹针对关节控制器的专用MCU的应用架构
为了实现上诉架构,有如下问题:
- 为什么是双核? 每个核的任务要求是什么?电机专用内核和外设需要做哪些定制设计(包括控制算法的加速,位置传感的处理)
- 集成了预驱,采用BCD工艺,耐压要做到多少?主频要多少?温度范围需要覆盖多少?
- 如果不用BCD工艺,采用合封预驱的方式,竞争力如何?
- 因为目前MOSFET,带来了更高的热量,是否GaN取代硅管有优势?如果采用GaN,对上述架构有哪些新的调整?