把握大勢，勇立潮頭。來看“機(jī)器人＋”時代下的“芯”風(fēng)口——
“機(jī)器人＋”帶飛芯片產(chǎn)業(yè)
為了繼續(xù)推動機(jī)器人產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展，今年年初，工信部等17部門聯(lián)合印發(fā)《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動實施方案》，提出了2025年制造業(yè)機(jī)器人發(fā)展目標(biāo)以及機(jī)器人十大應(yīng)用場景。這一政策的發(fā)布，意味著“機(jī)器人﹢”時代的到來，機(jī)器人將在更大范圍內(nèi)得到應(yīng)用，制造業(yè)機(jī)器人更將迎來廣闊發(fā)展機(jī)遇。
到現(xiàn)在，無論工業(yè)機(jī)器人還是服務(wù)機(jī)器人，都在結(jié)合信息技術(shù)提升感知、計算、執(zhí)行能力。在智能化水平提升的同時，機(jī)器人對芯片的需求也在增加�！皺C(jī)器人＋”將帶飛哪些芯片？
沒有它，機(jī)器人就是一個空殼。作為機(jī)器人的“心臟”，目前機(jī)器人的芯片主要分為FPGA、MCU、DSP與IGBT四種。
FPGA芯片可以把它叫作“可編程芯片”、“半定制化芯片”和“萬能芯片”等。FPGA芯片最大的特點是芯片的具體功能是在制造完成以后由用戶配置決定。在機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用時具有高速、并行、運算及引腳資源極其豐富、功能靈活、硬件直接實現(xiàn)算法、操作數(shù)存取機(jī)制簡單高效、開發(fā)調(diào)試手段直探硬件底層等優(yōu)點。
MCU是機(jī)器人核心主控芯片中的第一大類別，小型機(jī)器人看重MCU的成本與功耗，通用型機(jī)器人看重MCU精準(zhǔn)的電機(jī)控制，高端機(jī)器人更需要MCU兼顧算力與拓展性。
DSP芯片用在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，相當(dāng)于起著關(guān)節(jié)的作用，有了DSP的控制，機(jī)器人反應(yīng)更迅速，行動更精準(zhǔn)。工業(yè)機(jī)器人在工作中需要處理大量的數(shù)據(jù)，隨著工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用日益廣泛和普及，DSP芯片在這方面的應(yīng)用越來越多，重要性、經(jīng)濟(jì)性、實用性都會得到體現(xiàn)。
……
但是目前這些芯片多數(shù)還是被國外市場壟斷，國內(nèi)攻克的微乎其微，機(jī)器人芯片領(lǐng)域仍是國外企業(yè)的主場。
除FPGA、MCU、DSP等外，CPU也是工控領(lǐng)域的主要芯片。隨著機(jī)器人的發(fā)展，需要在越來越多的環(huán)境下實現(xiàn)控制、抓取點分析、視覺目標(biāo)識別等，而這些都需要算力支撐，僅僅一個FPGA完全不夠。在CPU產(chǎn)品領(lǐng)域，近年來也有國產(chǎn)也有品牌已經(jīng)進(jìn)入，龍芯中科的嵌入式CPU產(chǎn)品就可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。
國內(nèi)CPU第一股，打破美壟斷的國產(chǎn)中國“芯”
2022年6月24日，國內(nèi)CPU第一股龍芯中科在科創(chuàng)板正式掛牌。
2001年，中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所開始研制龍芯處理器，得到了中科院知識創(chuàng)新工程、863、973、核高基等項目大力支持，完成了十年的技術(shù)積累。
龍芯中科2008年在中科院和北京市政府支持下成立。2010年，龍芯科技完成首筆融資，并開啟市場化運作。為打破IT行業(yè)中“Wintel”生態(tài)和“AA生態(tài)”（Wintel是指英特爾與微軟，AA生態(tài)體系則為ARM與谷歌母公司Alphabet）的壟斷，2011年起，龍芯中科獲取了MIPS的技術(shù)許可，進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)相關(guān)CPU產(chǎn)品。
2020年，從完全獨立自主的角度出發(fā)，龍芯中科宣布不再使用MIPS開發(fā)新產(chǎn)品，并推出了具有充分自主性的指令集LoongArch。時隔20多年，去年7月，龍芯中科基于此架構(gòu)研發(fā)出了首顆完全國產(chǎn)PC處理器“龍芯3A5000”。
龍芯其實在2002年就誕生了第一個產(chǎn)品，名稱是龍芯一號。20年前，龍芯一號的處理器還非常簡陋，晶體管的數(shù)量僅為600多萬個，當(dāng)時國外的數(shù)量已經(jīng)可以千萬個晶體管起步，因此在當(dāng)時看來，龍芯一號的性能是由很大差距的。
3C5000是完全自研并且不包含國外技術(shù)限制的芯片，是一款超強(qiáng)算力的CPU。其設(shè)計先關(guān)注了單核性能的提升，在增加核子數(shù)量的基礎(chǔ)上，不斷設(shè)計優(yōu)化組合，取得最佳的平衡。
龍芯中科董事長胡偉武曾表示，之所以會選擇自研國產(chǎn)CPU，是因為他覺得中國這么一個大國不能沒有自己的CPU。
作為是我國第一個打造完全自主產(chǎn)權(quán)CPU處理器的生產(chǎn)廠商，其成功研發(fā)并發(fā)布了純國產(chǎn)的CPU處理器，標(biāo)志著我國在計算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)上的重大突破，也意味著我國的高科技在自主研發(fā)的道路上取得了巨大的成果。
目前，龍芯處理器已應(yīng)用于企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型當(dāng)中，基于龍芯處理器的數(shù)據(jù)采集設(shè)備、RTU、工業(yè)邊緣網(wǎng)關(guān)、PLC、DCS核心控制器、工業(yè)核心控制器、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工控、能源、軌交、水利等領(lǐng)域。
生逢其時，使命在肩
科技自立，如何不被“卡脖子”？
近兩年，在國家政策大力支持下，我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)已開啟了崛起之路。漫漫征途中，發(fā)展道路之根本還是要做強(qiáng)技術(shù)，做好產(chǎn)品，打造生態(tài)，不斷滿足服務(wù)于用戶的智能化轉(zhuǎn)型需求。國產(chǎn)企業(yè)只有真正做到了不被“卡脖子”，才能實現(xiàn)科技自立。
“沒有自主核心技術(shù)的產(chǎn)業(yè)是無根之末�！睂τ跈C(jī)器人行業(yè)也一樣，核心技術(shù)才是硬道理。在龍芯中科董事長胡偉武看來，CPU芯片、操作系統(tǒng)軟件下面還有兩層才能“到底”，一是我國信息產(chǎn)業(yè)的短板，二是要構(gòu)建自主信息技術(shù)體系需要自主指令系統(tǒng)，基于國外指令系統(tǒng)的信息產(chǎn)業(yè)支撐不了中華民族的偉大復(fù)興。
生逢其時，使命在肩。
半導(dǎo)體企業(yè)憑借強(qiáng)大底層芯片能力加速了機(jī)器人的創(chuàng)新升級與市場發(fā)展。芯片與底層智能平臺已成為提升機(jī)器人價值的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，國產(chǎn)各半導(dǎo)體企業(yè)正在通過筑建更高性能的機(jī)器人底層軟硬件平臺，為機(jī)器人行業(yè)帶來新變革。
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