劃重點(diǎn)：

1、相較于通用伺服，機(jī)器人用伺服的性能要求更高，國(guó)內(nèi)外差距也更大。內(nèi)資品牌在技術(shù)儲(chǔ)備、產(chǎn)品性能、質(zhì)量、品類(lèi)上落后于國(guó)外品牌，且電機(jī)編碼器芯片仍依賴進(jìn)口。

2、控制器相當(dāng)于機(jī)器人的大腦，負(fù)責(zé)規(guī)劃?rùn)C(jī)器人運(yùn)動(dòng)方式，發(fā)布和傳遞動(dòng)作指令。國(guó)內(nèi)外差距主要體現(xiàn)在軟件和算法上。一方面，國(guó)外品牌入局早，具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)；另一方面，軟件算法等二次開(kāi)發(fā)需要大量試錯(cuò)，國(guó)外品牌占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位后，能夠積累更多更高端的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，所以在成長(zhǎng)迭代速度上比國(guó)內(nèi)廠商更為迅速。

3、減速器是機(jī)器人生產(chǎn)過(guò)程中技術(shù)壁壘最高的零部件，其中尤以精密減速器難度最大、應(yīng)用最廣泛，它決定著機(jī)器人的精度和負(fù)載。從競(jìng)爭(zhēng)格局看，日系廠商為減速器的主要玩家。國(guó)內(nèi)減速器廠商在基礎(chǔ)材料、加工工藝等方面研發(fā)起步較晚，技術(shù)與客戶積累落后于日企。

4、在機(jī)器人芯片產(chǎn)業(yè)鏈上，國(guó)外整體處于強(qiáng)勢(shì)地位，主導(dǎo)著芯片設(shè)計(jì)這一核心環(huán)節(jié)。在芯片設(shè)計(jì)端，最有力的參與者是國(guó)際大廠英偉達(dá)、英特爾等。

以下為正文：

賽博朋克早已不是個(gè)新鮮名詞，無(wú)論是仿生人還是電子羊，都已從科幻走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。

今年10月1日，特斯拉在AI Day上帶來(lái)了人形機(jī)器人擎天柱（Optimus）原型機(jī)的全球首秀。擎天柱定位于日常生產(chǎn)生活，能夠完成行走、搬運(yùn)箱子、澆水植物等活動(dòng)。

在此之前，日本本田公司在1986年啟動(dòng)的人形機(jī)器人Asimo，可以完成上下樓和奔跑等動(dòng)作。后來(lái)居上的波士頓動(dòng)力推出的Atlas能夠進(jìn)行流暢、高難度的跑酷，其機(jī)器狗產(chǎn)品Spot也走在了商業(yè)化道路的前列。

在人工智能、新型傳感、生物仿生、新材料等多種技術(shù)融合驅(qū)動(dòng)下，機(jī)器人賽道正加速升溫，受到全球科技圈的矚目與追捧。

中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的機(jī)器人市場(chǎng)。海外大佬的爭(zhēng)相入局，也掀起了國(guó)內(nèi)的一波機(jī)器人創(chuàng)業(yè)潮。各路選手八仙過(guò)海，各顯神通。

8月11日，手機(jī)巨頭小米在新品發(fā)布會(huì)上亮相了首款全尺寸人形仿生機(jī)器人CyberOne“鐵大”，這是繼去年的Cyberdog“鐵蛋”后，小米機(jī)器人Cyber家族的新成員。

深圳優(yōu)必選的Walker系列是中國(guó)人形機(jī)器人的佼佼者，經(jīng)過(guò)四次迭代，已經(jīng)能夠在機(jī)場(chǎng)、銀行、酒店等特定場(chǎng)景下提供簡(jiǎn)單服務(wù)。

杭州宇樹(shù)科技的130臺(tái)機(jī)器狗在2022世界機(jī)器人大會(huì)上搞了一出方陣表演，賺足了眼球。

物流巨頭順豐的機(jī)器人設(shè)備已經(jīng)在倉(cāng)儲(chǔ)、中轉(zhuǎn)等多個(gè)場(chǎng)景中應(yīng)用，近期還傳出可能進(jìn)軍人形機(jī)器人領(lǐng)域的消息。

對(duì)比海外，中國(guó)在機(jī)器人領(lǐng)域的探索較晚，但跟跑速度并不慢。在市場(chǎng)風(fēng)口與國(guó)家政策的推動(dòng)下，目前已經(jīng)初步形成了完整的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈，在核心零部件方面不斷取得突破。而從商業(yè)化角度看，全球機(jī)器人市場(chǎng)仍處于早期發(fā)展階段，國(guó)內(nèi)與國(guó)外都在摸著石頭過(guò)河。

那么，站在國(guó)內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的風(fēng)口上，回溯這波賽博潮興起的契機(jī)，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人賽道上的各位選手，是如何跟跑外國(guó)領(lǐng)先者，又已經(jīng)跑出了怎樣的成績(jī)呢？在有著無(wú)限可能的未來(lái)，彎道超車(chē)的機(jī)會(huì)又在哪里？

本文將沿著國(guó)產(chǎn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈，從算法軟件，到底層硬件，再到關(guān)鍵性的芯片，闡述這一賽道的現(xiàn)狀與前景。具體分為以下三部分：

一、開(kāi)源算法后的春筍

二、核心零部件的破局

三、被卡脖子的芯片

開(kāi)源算法后的春筍

與雙足機(jī)器人不同，四足機(jī)器人有著較高的有效載荷與極強(qiáng)的平衡能力，更利于控制、設(shè)計(jì)和維護(hù)，能夠滿足日常生活服務(wù)場(chǎng)景，還能適應(yīng)各種復(fù)雜和危險(xiǎn)地形，執(zhí)行消防、巡檢、審查、搜救等任務(wù)，因此是目前海內(nèi)外布局的熱點(diǎn)。

而要回溯四足機(jī)器人的發(fā)展歷程，首先要提到的是這一賽道的老大哥——波士頓動(dòng)力，其創(chuàng)始人Marc Raibert被業(yè)內(nèi)稱(chēng)為“機(jī)器狗之父”。

1992年成立后，早期的波士頓動(dòng)力在美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局的資助下，主要為美國(guó)軍方提供機(jī)器人的研究制造。

2005年，第一代機(jī)器狗Big Dog的面世讓波士頓動(dòng)力在業(yè)內(nèi)一炮而紅。隨后幾年，他們相繼推出Alpha Dog、LS3、Spot、SpotMini等產(chǎn)品，機(jī)器狗的負(fù)載能力、移動(dòng)速度和實(shí)用性不斷提升，波士頓動(dòng)力逐漸成為業(yè)內(nèi)的佼佼者。

從悶頭搞科研到全力實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，Spot機(jī)器狗是波士頓動(dòng)力轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

作為波士頓動(dòng)力的標(biāo)志產(chǎn)品之一，Spot承載著波士頓動(dòng)力“成為機(jī)器人界的安卓”的希望，將被打造為模塊化的平臺(tái)產(chǎn)品，以在多場(chǎng)景下發(fā)揮更重要的作用。

2019年下半年，Spot機(jī)器狗開(kāi)始了商業(yè)化試水，開(kāi)放向企業(yè)出租；2020年6月正式向公眾開(kāi)放出售。

同時(shí)，波士頓動(dòng)力開(kāi)源了Spot的Python腳本語(yǔ)言的SDK，即軟件開(kāi)發(fā)工具包。這樣一來(lái)，任何Spot用戶都可以與機(jī)器狗“交流”，并開(kāi)發(fā)自定義應(yīng)用程序，DIY更豐富的動(dòng)作、功能和應(yīng)用。

盡管Spot有著拉風(fēng)的外型和強(qiáng)悍的功能，其高達(dá)53萬(wàn)人民幣的價(jià)格還是讓普羅大眾望而卻步。

截至2020年10月底，Spot機(jī)器狗的訂單只有約260份，遠(yuǎn)不及波士頓動(dòng)力原計(jì)劃在當(dāng)年出貨1000臺(tái)的目標(biāo)，且主要用戶還是來(lái)自B端，售出產(chǎn)品多數(shù)用于發(fā)電設(shè)施、退役核電站、工廠車(chē)間、建筑工地和研究實(shí)驗(yàn)室等環(huán)境。

四足機(jī)器人的商業(yè)化依然道阻且長(zhǎng)。海外大佬尚且如此，那么國(guó)內(nèi)又是何番景象呢？

放眼國(guó)內(nèi)四足機(jī)器人市場(chǎng)，從南京蔚藍(lán)科技第五代阿爾法狗的16900元，到宇樹(shù)科技A1的16000元，再到小米CyberDog的9999元，國(guó)內(nèi)各路企業(yè)已經(jīng)就機(jī)器狗這一產(chǎn)品展開(kāi)了價(jià)格戰(zhàn)。似乎在國(guó)內(nèi)，“機(jī)器狗跑入尋常百姓家”已經(jīng)是不遠(yuǎn)的未來(lái)。

那么，相比較售價(jià)高昂的機(jī)器狗明星Spot，為何國(guó)內(nèi)的四足機(jī)器人玩家能給出萬(wàn)元級(jí)定價(jià)呢？這與機(jī)器人算法開(kāi)源有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。

前文提到波士頓動(dòng)力將Spot機(jī)器狗的SDK開(kāi)源，其主要目的還是配合銷(xiāo)售，供自家用戶開(kāi)發(fā)Spot的更多功能。而促使國(guó)內(nèi)玩家大量入局的，則是開(kāi)放性更強(qiáng)的技術(shù)生態(tài)。

2018年9月，麻省理工大學(xué)的仿生機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室（MIT Biomimetic Robotics Lab）相繼將迷你獵豹機(jī)器人（Cheetah Mini）的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和所有運(yùn)行代碼開(kāi)源，這意味著在四足機(jī)器人領(lǐng)域有著領(lǐng)先地位的Cheetah Mini的核心技術(shù)秘密已全部公開(kāi)。

同時(shí)，ROS（Robot Operating System）項(xiàng)目的開(kāi)源，也是機(jī)器人行業(yè)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)。

ROS類(lèi)似一個(gè)可用于開(kāi)發(fā)機(jī)器人應(yīng)用程序的SDK，其前身是斯坦福大學(xué)人工智能實(shí)驗(yàn)室和機(jī)器人孵化企業(yè)Willow Garage合作設(shè)計(jì)的開(kāi)源機(jī)器人編程框架。

隨著該項(xiàng)目逐漸走出實(shí)驗(yàn)室，尤其是ROS 2的升級(jí)，ROS發(fā)展成了主流的機(jī)器人操作系統(tǒng)之一，為眾多機(jī)器人創(chuàng)企所采用。

至此，國(guó)內(nèi)公司在四足機(jī)器人賽道上分化出兩類(lèi)。

一類(lèi)公司基于MIT和ROS的開(kāi)源代碼開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，如小米，其“鐵蛋”機(jī)器人CyberDog的核心算法正是基于Cheetah Mini和ROS 2研發(fā)而來(lái)。

另一類(lèi)則以自研為主，走的是與MIT開(kāi)源代碼不同的路線，如宇樹(shù)科技。

開(kāi)源的算法生態(tài)使得大量四足機(jī)器人玩家初步突破技術(shù)開(kāi)發(fā)的難關(guān)，如雨后春筍般在國(guó)內(nèi)大地上蓬勃生長(zhǎng)起來(lái)。

目前，四足機(jī)器人的功能和應(yīng)用場(chǎng)景還十分有限，尤其在個(gè)人消費(fèi)場(chǎng)景中稍顯“雞肋”。此外，據(jù)業(yè)內(nèi)供應(yīng)鏈人士透露，小米“鐵蛋”的售價(jià)雖低至9999元，但成本約達(dá)到5萬(wàn)元。要真正降低機(jī)器人商業(yè)化的門(mén)檻，仍需要制造端“降本增效”。

核心零部件的破局

機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈主要包括上游的核心軟硬件，中游的本體制造，下游的工業(yè)與服務(wù)應(yīng)用端。

如前文所述，由于機(jī)器人目前的應(yīng)用還比較有限，相比之下，高性能的零部件是提升機(jī)器人感知運(yùn)動(dòng)能力、使其能夠具備更強(qiáng)功能性的基礎(chǔ)，所以產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)較大比重的是核心零部件。

根據(jù)OFweek數(shù)據(jù)，核心零部件占工業(yè)機(jī)器人成本約70％，其中最核心且成本最高的三個(gè)零部件是減速器、伺服電機(jī)、控制器，分別占比約35％、20％、15％。

工業(yè)機(jī)器人核心零部件示意圖來(lái)源：Ofweek，東吳證券研究所

減速器是機(jī)器人生產(chǎn)過(guò)程中技術(shù)壁壘最高的零部件，其中尤以精密減速器難度最大、應(yīng)用最廣泛，它決定著機(jī)器人的精度和負(fù)載。

機(jī)器人每個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)均需要伺服電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，而關(guān)節(jié)的需求是輸出轉(zhuǎn)速小、轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩大，但伺服電機(jī)則具有輸出轉(zhuǎn)速大、輸出扭矩小的特點(diǎn)，這就需要減速器來(lái)匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩，連接起動(dòng)力源與執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

精密減速器主要包括諧波減速器與RV減速器。二者工作原理區(qū)別較大，前者承載力有限，但重量、體積較小，而后者恰好相反。

因此，這兩種減速器在應(yīng)用中呈現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)關(guān)系，諧波減速器一般用于小臂、腕部或手部等輕負(fù)載位置，RV減速器則主要用于大臂、肩部、腿部等重負(fù)載位置。

諧波減速器與RV減速器

來(lái)源：《2022中國(guó)工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)研究報(bào)告》

從競(jìng)爭(zhēng)格局看，日系廠商為減速器的主要玩家。日本哈默納科是諧波減速器領(lǐng)域的龍頭，納博特斯克則是生產(chǎn)RV減速器的世界巨頭。國(guó)內(nèi)減速器廠商在基礎(chǔ)材料、加工工藝等方面研發(fā)起步較晚，技術(shù)與客戶積累落后于日企。

在忍受了幾十年的日企高價(jià)壟斷后，我國(guó)也誕生了一些國(guó)產(chǎn)減速器龍頭，國(guó)產(chǎn)化率正在逐步提升。

從2021年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)數(shù)據(jù)來(lái)看，日企哈默納科和新寶占據(jù)諧波減速器第一和第三的份額，分別為35．5％和7．4％，第二位是國(guó)內(nèi)自主品牌綠的諧波，占據(jù) 24．7％的市場(chǎng)份額；RV減速器也呈現(xiàn)類(lèi)似格局，第一和第三分別是日企納博特斯克和住友，占比51．8％和4．3％，第二位是國(guó)內(nèi)自主品牌雙環(huán)傳動(dòng)，占據(jù)15．1％的份額。（數(shù)據(jù)來(lái)源：華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院）

負(fù)責(zé)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的伺服電機(jī)是動(dòng)力系統(tǒng)的核心，直接影響機(jī)器人的性能參數(shù)。

電機(jī)一般指電動(dòng)機(jī)，也就是馬達(dá)，其作用是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩，為用電器和機(jī)械設(shè)備提供動(dòng)力來(lái)源。

伺服電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子和編碼器組成。由于其在控制精度、過(guò)載能力、速度響應(yīng)等許多性能方面表現(xiàn)優(yōu)異，因此占據(jù)機(jī)器人電機(jī)用量的絕大部分，廣泛應(yīng)用于關(guān)節(jié)部位，可以實(shí)現(xiàn)精確、快速、穩(wěn)定的位置控制、速度控制和轉(zhuǎn)矩控制。

伺服系統(tǒng)運(yùn)作原理

來(lái)源：三洋、招商證券

相較于通用伺服，機(jī)器人用伺服的性能要求更高，國(guó)內(nèi)外差距也更大。內(nèi)資品牌在技術(shù)儲(chǔ)備、產(chǎn)品性能、質(zhì)量、品類(lèi)上落后于國(guó)外品牌，且電機(jī)編碼器芯片仍依賴進(jìn)口。

從2020年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)份額來(lái)看，日本安川、三菱、松下占據(jù)前三位，占比分別為11．3％、10．5％、9．9％，西門(mén)子等歐美系品牌主要把握高端市場(chǎng)。前十位中的大陸企業(yè)僅有匯川技術(shù)和禾川科技，分別占到9．8％和 3．0％的份額。（數(shù)據(jù)來(lái)源：禾川科技招股說(shuō)明書(shū)）

控制器相當(dāng)于機(jī)器人的大腦，負(fù)責(zé)規(guī)劃?rùn)C(jī)器人運(yùn)動(dòng)方式，發(fā)布和傳遞動(dòng)作指令。

控制器由控制板卡和算法控制軟件組成，技術(shù)路線包括PLC、PC－based和嵌入式控制器三種，其性能直接關(guān)系到機(jī)器人運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性和精準(zhǔn)性。

國(guó)內(nèi)外差距主要體現(xiàn)在軟件和算法上。

一方面，國(guó)外品牌入局早，具有先發(fā)優(yōu)勢(shì)；另一方面，軟件算法等二次開(kāi)發(fā)需要大量試錯(cuò)，國(guó)外品牌占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)地位后，能夠積累更多更高端的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，所以在成長(zhǎng)迭代速度上比國(guó)內(nèi)廠商更為迅速。

從2020年全球控制器的競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，前十大供應(yīng)商均為外資品牌，占據(jù)了82％的市場(chǎng)份額。同時(shí)，國(guó)內(nèi)也在加速追趕，如埃斯頓收購(gòu)TRIO，埃夫特戰(zhàn)略投資ROBOX并成立子公司瑞博思等。

總的來(lái)看，國(guó)內(nèi)自主品牌如何實(shí)現(xiàn)超車(chē)，將是三大零部件賽道未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵。

首先，技術(shù)工藝的客觀落后無(wú)法忽略。將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)細(xì)化到核心零部件上來(lái)看，中國(guó)的起步時(shí)間至少落后國(guó)外六十年。三大零部件的主要難點(diǎn)就在于基礎(chǔ)工業(yè)和工藝，這都是需要不斷在理論和制造層面上進(jìn)行研發(fā)創(chuàng)新投入的，要想短時(shí)間完成追趕甚至超越，任務(wù)可謂十分艱巨。

其次是在產(chǎn)業(yè)規(guī)模與話語(yǔ)權(quán)上。國(guó)內(nèi)企業(yè)由于先天不足，仍主要集中在中低端市場(chǎng)，與具有成熟技術(shù)的國(guó)外企業(yè)相比，市場(chǎng)份額與話語(yǔ)權(quán)都較弱。這就使得國(guó)內(nèi)外核心零部件企業(yè)在生產(chǎn)營(yíng)收規(guī)模以及成本控制環(huán)節(jié)形成巨大落差。

困難的挑戰(zhàn)往往伴隨著機(jī)遇，與高技術(shù)壁壘相匹配的必然是高利潤(rùn)。正如電池在新能源汽車(chē)中的成本占比，核心零部件也是機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上毛利率最高的一環(huán)。

同時(shí)，國(guó)外零部件廠商的高定價(jià)給予了國(guó)內(nèi)廠商起步階段的盈利空間，國(guó)內(nèi)廠商能夠通過(guò)性價(jià)比優(yōu)勢(shì)賺取利潤(rùn)，再持續(xù)投入到相關(guān)技術(shù)研發(fā)，縮小產(chǎn)品技術(shù)差距，從而進(jìn)一步提高市場(chǎng)份額，形成更大規(guī)模的營(yíng)收與研發(fā)投入。

供給端的正反饋機(jī)制，使國(guó)內(nèi)零部件廠商不斷突破壟斷，而需求端的持續(xù)擴(kuò)大也拉動(dòng)著行業(yè)增長(zhǎng)。

小米、優(yōu)必選等各路企業(yè)不斷進(jìn)軍和拓展機(jī)器人領(lǐng)域，與國(guó)外巨頭波士頓動(dòng)力、特斯拉等展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)。廣闊而穩(wěn)定的下游市場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)著上游廠商業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展，并推動(dòng)著技術(shù)的加速迭代。

此外，政府對(duì)于機(jī)器人核心零部件實(shí)現(xiàn)自主可控的重視和政策扶持，也是不可或缺的行業(yè)推動(dòng)力�！吨袊�(guó)制造2025》明確提出，到2025年，自主品牌工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)占有率要達(dá)到70％，關(guān)鍵零部件國(guó)產(chǎn)化率達(dá)80％。

在機(jī)器人核心零部件的破局之路上，國(guó)產(chǎn)替代既是難點(diǎn)，也是機(jī)遇。

被卡脖子的芯片

如果說(shuō)核心零部件是構(gòu)成機(jī)器人骨架與肌肉的主力，那么芯片就是負(fù)責(zé)處理信號(hào)并驅(qū)動(dòng)機(jī)器人行為的神經(jīng)元。沒(méi)有芯片，再精密的零件也只能是沒(méi)有生氣的廢鐵。

在機(jī)器人芯片產(chǎn)業(yè)鏈上，國(guó)外整體處于強(qiáng)勢(shì)地位，主導(dǎo)著芯片設(shè)計(jì)這一核心環(huán)節(jié)。

在芯片設(shè)計(jì)端，最有力的參與者是國(guó)際大廠英偉達(dá)、英特爾等。

芯片研發(fā)的關(guān)鍵之一是產(chǎn)品本身的性能，之二是生態(tài)的支撐，即軟件、開(kāi)發(fā)環(huán)境和合作伙伴。從這兩個(gè)維度來(lái)看，英偉達(dá)“軟硬一體”的布局無(wú)疑具有極大的戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)。

2007年前后確立的“CUDA”架構(gòu)，奠定了英偉達(dá)在人工智能芯片領(lǐng)域的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。隨后，英偉達(dá)沿襲一體化戰(zhàn)略，憑借不斷迭代的強(qiáng)大硬件和持續(xù)豐富的軟件生態(tài)，在AI賽道里一騎絕塵。

2018年，英偉達(dá)推出了機(jī)器人專(zhuān)用芯片Jetson Xavier以及開(kāi)發(fā)平臺(tái)Isaac。

作為世界首款專(zhuān)為機(jī)器人設(shè)計(jì)的芯片，Jetson Xavier擁有超過(guò)90億個(gè)晶體管，可提供每秒30萬(wàn)次操作以上的性能，能耗僅有照明燈泡的三分之一。

這一芯片所擁有的6種高性能處理器，足以讓機(jī)器人完成視覺(jué)測(cè)距、傳感器融合、定位與建圖、障礙物檢測(cè)以及路線規(guī)劃等任務(wù)。

同時(shí)發(fā)布的Isaac平臺(tái)是英偉達(dá)為機(jī)器人算法軟件的開(kāi)發(fā)所提供的工具箱，降低了業(yè)內(nèi)開(kāi)發(fā)者模擬、訓(xùn)練、測(cè)試自主機(jī)器的難度。這一套芯片與開(kāi)發(fā)工具的定價(jià)為1299美元。

英偉達(dá)當(dāng)前支持的Jetson系列的開(kāi)發(fā)板和開(kāi)發(fā)平臺(tái)／庫(kù)

2019年，英偉達(dá)推出了售價(jià)99美元的機(jī)器人芯片Jetson Nano，采用20nm制程。

這一產(chǎn)品線在最近又迎來(lái)了新成員——售價(jià)199美元起的Jetson Orin Nano微型機(jī)器人系統(tǒng)級(jí)模塊。Jetson Orin采用了NVIDIA Ampere架構(gòu)GPU、Arm架構(gòu)的CPU，算力高達(dá)每秒10萬(wàn)億次操作，較上一代性能提升了80倍。

到目前為止，已經(jīng)有超過(guò)100萬(wàn)名開(kāi)發(fā)人員、6000多客戶、2000家初創(chuàng)公司和150家合作伙伴加入英偉達(dá)的Jetson生態(tài)系統(tǒng)。

對(duì)比迅猛發(fā)展中的英偉達(dá)，英特爾在AI芯片領(lǐng)域的研發(fā)腳步稍顯落后。

這一CPU巨頭從2016年開(kāi)始陸續(xù)收購(gòu)了一系列芯片制造商，以加速布局人工智能賽道。2017年，英特爾中國(guó)研究院正式發(fā)布HERO機(jī)器人平臺(tái)，通過(guò)CPU控制中心與FPGA，和其他加速器芯片搭配，開(kāi)發(fā)了基于FPGA加速的智能機(jī)器人算法。

2018年初，英特爾推出了其首款神經(jīng)擬態(tài)芯片Loihi，采用14nm制程。2021年，英特爾對(duì)這一芯片進(jìn)行升級(jí)，發(fā)布了第二代產(chǎn)品Loihi 2。

Loihi 2是使用英特爾第一個(gè)EUV工藝節(jié)點(diǎn)Intel 4制造的芯片（相當(dāng)于臺(tái)積電4nm），相比前代面積縮小了一半，但仍包含100萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元，處理速度是前代的10倍，目前已被用于機(jī)械臂、神經(jīng)擬態(tài)皮膚、機(jī)器嗅覺(jué)等場(chǎng)景。

英特爾Loihi 2芯片

此外，自動(dòng)駕駛芯片具備智能和學(xué)習(xí)的特性，能夠模仿人的大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，在自動(dòng)駕駛芯片上具備優(yōu)勢(shì)的車(chē)企也紛紛布局機(jī)器人芯片。

特斯拉的人形機(jī)器人“擎天柱”的大腦所使用的，便是其自研的Dojo D1超級(jí)計(jì)算芯片。該芯片采用臺(tái)積電7nm工藝，擁有500億個(gè)晶體管。內(nèi)置3000個(gè)D1芯片的Dojo超級(jí)計(jì)算機(jī)算力能夠達(dá)到1．1EFLOP＊（每秒千萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算）。

總結(jié)國(guó)外芯片設(shè)計(jì)巨頭的發(fā)家之路，無(wú)非是兩類(lèi)路線：深耕研發(fā)，積累深厚的技術(shù)儲(chǔ)備；基于強(qiáng)大的資金實(shí)力展開(kāi)并購(gòu)。

而無(wú)論是技術(shù)的代代更迭，還是市場(chǎng)的戰(zhàn)略性布局，都不是國(guó)內(nèi)玩家能夠在朝夕間追趕上的。國(guó)內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)要想筑起自研芯片這條護(hù)城河，跨賽道競(jìng)爭(zhēng)與差異化切入是較有希望的路徑。

華為海思作為跨賽道龍頭的代表，其自身業(yè)務(wù)對(duì)AI的需求量較大，并且資金實(shí)力足夠覆蓋高額的研發(fā)支出，在機(jī)器人芯片方面有較大潛力。

基于海思芯片開(kāi)發(fā)平臺(tái)推出的HiSpark開(kāi)發(fā)板，包括HiSpark WiFi IoT、HiSpark AI Camera、HiSpark IPC DIY三款智能硬件開(kāi)發(fā)套件，可應(yīng)用于智能物流、無(wú)人車(chē)、服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域。

從自動(dòng)駕駛領(lǐng)域切入的地平線也是國(guó)內(nèi)機(jī)器人芯片領(lǐng)域的新玩家。

地平線于2021年推出的Journey 5車(chē)規(guī)級(jí)芯片采用14nm制程，單顆芯片AI算力為128TOPS，只有英偉達(dá)Orin芯片的一半。

目前，地平線旭日系列芯片在智能機(jī)器人領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)，如科沃斯、小度等產(chǎn)品。

盡管各路玩家正在奮力追趕，但國(guó)內(nèi)機(jī)器人芯片產(chǎn)業(yè)目前的力量，無(wú)疑是弱小而脆弱的。

海思的芯片制造受限于美國(guó)的制裁，原材料、IP核等關(guān)鍵關(guān)卡上嚴(yán)重依賴美國(guó)。而新勢(shì)力企業(yè)成立時(shí)間普遍較短，芯片的研發(fā)和量產(chǎn)仍需要爬坡時(shí)間，現(xiàn)有產(chǎn)品在市場(chǎng)中的滲透也是微不足道。

困境之下，國(guó)內(nèi)機(jī)器人玩家又該如何發(fā)展壯大呢？

尾聲

解鈴還須系鈴人。要找到破局之路，就必須認(rèn)清困局所在。

與國(guó)外尤其是美國(guó)相比，中國(guó)的機(jī)器人產(chǎn)業(yè)為何始終沒(méi)有巨頭誕生？究其根本，可以歸結(jié)為以下幾點(diǎn)原因：

一是動(dòng)力弱，勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)決定產(chǎn)業(yè)需求不足。紀(jì)錄片《美國(guó)工廠》鮮明地展現(xiàn)了中美工人的差異。有研究顯示，每生產(chǎn)一對(duì)擋風(fēng)玻璃，福耀中國(guó)工廠的人工成本是2．28美元，而美國(guó)工廠則為23．93美元，在10倍以上。

一邊是以生產(chǎn)效率為先，員工接受高強(qiáng)度的工作狀態(tài)和較低的工資水平；另一邊則有著力量強(qiáng)大的工會(huì)，要求員工效益。不同的勞動(dòng)力市場(chǎng)結(jié)構(gòu)，使得美國(guó)的工廠自動(dòng)化程度遠(yuǎn)高于中國(guó)，一架架機(jī)械臂代替了人擠人的廠區(qū)。

二是起步晚，行業(yè)生態(tài)受制于人。機(jī)器人研發(fā)前期投入高，周期長(zhǎng)，迭代速度快。這種模式下贏者通吃，先發(fā)者一旦構(gòu)建起行業(yè)生態(tài)，后起之秀在其制定的標(biāo)準(zhǔn)下只能是處處受制。

因此，我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)目前集中在中低端市場(chǎng)，很多高端技術(shù)、核心算法仍處于被國(guó)外巨頭卡脖子的窘境。

三是力量散，資金與研發(fā)力量小而分散。

機(jī)器人底層硬件和芯片設(shè)計(jì)無(wú)一不需要大量時(shí)間和資金投入，在不斷的實(shí)驗(yàn)中才能迭代出優(yōu)秀的性能。這樣一個(gè)需要周期、資金、技術(shù)人才的過(guò)程，只憑企業(yè)自身是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。波士頓動(dòng)力早期就是在美國(guó)軍方的資助下，才造出了領(lǐng)先業(yè)內(nèi)的第一代機(jī)器狗。

對(duì)比之下，我國(guó)的機(jī)器人研發(fā)端尚未建立起完善的產(chǎn)學(xué)研通道，廠商大多弱小而分散，產(chǎn)品線少，高校、研究所的人才輸送與國(guó)家資助力量不足，行業(yè)整體未能形成合力。

好在黑暗過(guò)后就是黎明，我國(guó)目前也有著發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

人口老齡化帶來(lái)的勞動(dòng)力紅利消失，帶動(dòng)了各行各業(yè)對(duì)于機(jī)器人的需求；龐大的市場(chǎng)一方面能夠養(yǎng)活眾多國(guó)內(nèi)企業(yè)，另一方面也能吸引海外巨頭投資建廠，不斷引入先進(jìn)技術(shù)與人才。

美國(guó)的工業(yè)機(jī)器人制裁，將國(guó)內(nèi)巨大的市場(chǎng)拱手相讓?zhuān)�給了本土機(jī)器人產(chǎn)業(yè)完成國(guó)產(chǎn)替代的窗口期。未來(lái)國(guó)產(chǎn)機(jī)器人只要抓住機(jī)會(huì)，在產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)集中力量強(qiáng)化優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域不斷尋求突破，砍斷卡脖子的手，后來(lái)者也未必不能居上。

風(fēng)起潮漲之時(shí)，國(guó)產(chǎn)機(jī)器人蓄勢(shì)待發(fā)，志在遠(yuǎn)航。在未來(lái)的無(wú)限可能之中，我們期待著國(guó)產(chǎn)機(jī)器人崛起的身影。

       原文標(biāo)題 : 國(guó)產(chǎn)機(jī)器人熱潮的三昧真火