人形機器人作為全球科技競爭的新高地、經(jīng)濟發(fā)展新引擎以及未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新賽道，展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用前景。近年來，全球人形機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大，預(yù)計未來十年將繼續(xù)保持高速增長的趨勢。

作為國產(chǎn)高性能 RISC-V 內(nèi)核 MCU 芯片設(shè)計企業(yè)，先楫半導(dǎo)體的產(chǎn)品涵蓋微控制器芯片及其解決方案，已貫通從感知、通訊到運動、控制的整個控制鏈，能夠為人形機器人提供關(guān)節(jié)驅(qū)動、靈巧手、IMU 模塊等高性能產(chǎn)品。2025 年 4 月 22 日，在第三十三屆中國國際電子生產(chǎn)設(shè)備暨微電子工業(yè)展 (NEPCON China) 上，先楫半導(dǎo)體攜高性能 MCU 全矩陣產(chǎn)品亮相，重點呈現(xiàn)了面向人形機器人核心部件的解決方案。展會期間，先楫半導(dǎo)體產(chǎn)品總監(jiān)費振東發(fā)表了主題為《解構(gòu)先楫半導(dǎo)體實時控制芯片驅(qū)動的機器人進化密碼》的重要演講，他解析了機器人主控芯片的要求及發(fā)展趨勢，并基于此，詳細介紹了先楫半導(dǎo)體產(chǎn)品的應(yīng)用優(yōu)勢及各部件落地應(yīng)用的

案例

芯片在機器人的運作中起著至關(guān)重要的作用，機器人復(fù)雜程度的提升需要芯片的迭代跟進。先楫半導(dǎo)體歸納總結(jié)了機器人行業(yè)運動控制芯片的發(fā)展要求及主要趨勢，主要包括高算力、高性能運動控制、高實時性同步通訊、高集成度和小型化、高安全和高可靠性五個方面。先楫半導(dǎo)體自創(chuàng)立之初，就聚焦于國際高端產(chǎn)品，基于上述五點要求，先楫半導(dǎo)體不斷在自身產(chǎn)品及方案上發(fā)力，并取得了眾多令人矚目的成果。

HPM6750 作為先楫首款旗艦級高性能 MCU 產(chǎn)品，在性能上領(lǐng)先國際主流高性能 MCU 產(chǎn)品如意法半導(dǎo)體的 STM32H7 系列、恩智浦的 i.MX RT 系列等，兼具國內(nèi)生態(tài)適配優(yōu)勢與全球通用接口支持。

HPM5300 極具優(yōu)勢的運動控制系統(tǒng)，廣泛適用于伺服控制應(yīng)用，可以實現(xiàn)電機運行速度和運行位置的高精度控制。同時先楫半導(dǎo)體創(chuàng)新設(shè)計的編碼器接口，能夠兼容多種編碼器協(xié)議的專用接口，實現(xiàn)與多摩川、海德漢、IC-haus 等主流編碼器系統(tǒng)的無縫對接。

在實時通信方面，先楫半導(dǎo)體圍繞 EtherCAT 與 TSN 等工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)推進。以 HPM6E00 系列為代表的高性能 MCU 系列，集成國內(nèi)第一款獲得德國倍福公司 (Beckhoff) 正版授權(quán)的 EtherCAT 從站控制器 (ESC: EtherCAT Slave Controller)，具備非常高的實時性，能夠達到百兆 bps 的通訊帶寬，非常適合在各個關(guān)節(jié)的電機控制單元之間進行多環(huán)節(jié)通訊。具備高集成度的 HPM6E8Y 系列則進一步集成雙 PHY 收發(fā)器、千兆 TSN 交換能力和高分辨率 PWM，為機器人關(guān)節(jié)控制、緊湊型伺服等空間受限、高通信密度的應(yīng)用提供理想方案。

HPM6E8Y 高性能 MCU 內(nèi)置 RISC-V 雙核，主頻 600MHz，集成 2 個以太網(wǎng) PHY 收發(fā)器，不僅支持 EtherCAT 從控制器，還支持多達 3 個外部端口的時間敏感網(wǎng)絡(luò) (TSN: Time Sensitive Networking) 千兆以太網(wǎng)交換機，同時擁有 32 通道高分辨率 PWM 輸出及∑?數(shù)字濾波器，為高精度運動控制系統(tǒng)量身打造出色的硬件平臺。該系列產(chǎn)品能夠確保以太網(wǎng)通信的高度實時響應(yīng)與極低延遲，完美適用于小空間、大算力、強通信的高性能伺服電機控制、機器人運動控制等工業(yè)自動化場景，進一步提升了系統(tǒng)的集成度與性能優(yōu)勢。

此次先楫半導(dǎo)體展出的人形機器人靈巧手演示平臺，采用 “HPM6E00 主控 + HPM5300 從控” 多芯片架構(gòu)，搭載高速 SPI 局域通信網(wǎng)絡(luò)與 EtherCAT 骨干通訊，實現(xiàn)微秒級多關(guān)節(jié)并發(fā)控制;關(guān)節(jié)伺服方案則通過 HPM6E00 芯片實現(xiàn)片上電流環(huán)閉環(huán)控制，進一步推動 “單芯片架構(gòu)的伺服” 技術(shù)落地。

“針對機器人系統(tǒng)在實際部署中面臨的安全風(fēng)險，我們先楫半導(dǎo)體在全系列 MCU 高性能芯片內(nèi)融入可信計算單元、安全生命周期控制、物理攻擊檢測等功能模塊，并結(jié)合自主 Boot ROM / 加密算法 / 硬件密鑰庫，構(gòu)建軟硬件協(xié)同的可信基礎(chǔ)，助力客戶打造更安全、更智能、更強大的機器人系統(tǒng)。”

隨著人形機器人市場的持續(xù)擴張，運動控制芯片作為其核心 “神經(jīng)中樞”，將不斷進化以滿足更高需求。先楫半導(dǎo)體等企業(yè)的創(chuàng)新實踐為行業(yè)發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗，未來，在技術(shù)持續(xù)突破與產(chǎn)業(yè)深度融合的推動下，人形機器人有望在更多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用，重塑人類生產(chǎn)生活方式。