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机器人芯片_工业机器人与人形机器人 “大脑” 简明指南_全球半导体与亚洲工业技术-Robotics Chips_ Short primer on the ‘brains‘ for industrial and humanoid robots_ Global Semiconductors & Asian Industrial Technology
2025-11-10 11:34

涉及的行业和公司 * 行业:机器人技术(工业机器人、服务机器人、人形机器人)和机器人系统级芯片(SoC)市场 [1] * 公司:NVIDIA、Qualcomm、Intel、Texas Instruments、Analog Devices、NXP、Rockchip、Horizon Robotics、XPeng 等 [3][4][8][10] 核心观点和论据 机器人市场分类与处理器需求 * 机器人市场分为工业机器人、服务机器人和人形机器人三类,各自工作环境和处理需求不同 [2][11] * 机器人采用三层电气架构:“大脑”SoC负责感知与任务规划,“小脑”处理器负责运动协调,关节级控制器负责执行 [21][24] * 工业机器人工作环境稳定、任务重复,对“大脑”处理器要求低,主要依赖工业CPU和PLC,运动控制由专用MCU、FPGA、DSP处理,强调高精度和高可靠性 [12][25][41] * 服务机器人(包括智能驾驶汽车)在半结构化环境中运行,需要SoC具备异构计算核心(CPU、GPU、NPU)以处理视觉、语音任务和运行GenAI模型,对运动控制精度和延迟要求适中 [13][14][25][42] * 人形机器人是要求最高的应用,需在非结构化环境中执行通用任务,要求“大脑”SoC能支持大规模多模态AI模型(如VLA),并需要强大的“小脑”处理器来协调30个以上关节的复杂运动,计算需求巨大 [15][17][25][57] 机器人处理器市场竞争格局 * 市场高度碎片化,因应用场景多样且规格要求各异,支持从NVIDIA、Qualcomm、Intel等高性能计算供应商到TI、ADI、NXP等传统半导体厂商,以及Rockchip、Horizon等专注于成本效益的fabless公司 [3][29] * 人形机器人处于创新初期,技术路线和商业应用未定,领先平台为保持灵活性多采用NVIDIA或Intel的通用芯片作为“大脑”,成本敏感型号则使用Rockchip等低功耗SoC,“小脑”处理器则常见Intel CPU [3][43][50] * 智能驾驶SoC供应商(如Horizon)在机器人领域具有独特协同优势,可将其现有ADAS芯片重新用于服务机器人(如扫地机器人、割草机),其中高端智能驾驶芯片(L2+/L2++)是入门级人形机器人的理想边缘AI芯片 [4][5][78][81] * 长期看,具备大算力SoC设计能力的供应商有望在人形机器人处理器领域占据份额,NVIDIA和Horizon被视为具有高潜力的早期进入者 [5] 重点公司分析与投资建议 * Horizon Robotics:中国智能驾驶芯片领先供应商,提供软硬件集成的ADAS解决方案,其机器人SoC路线图基于对现有智能驾驶芯片的微调,最新RDK S100系列提供超过100 TOPS算力,目标价15港元,评级为跑赢大市 [8][72][89] * NVIDIA:在人形机器人“大脑”处理器领域占据主导地位,其Jetson Orin/Thor芯片提供3-5倍于竞争对手的计算能力(如Jetson Thor达2070 TOPS),并拥有强大的开发生态系统(如CUDA),目标价225美元,评级为跑赢大市 [9][43][65][90] * Qualcomm:产品组合强劲,在服务机器人人机交互方面表现优异,目标价185美元,评级为跑赢大市 [9][91] * XPeng:在AI开发(如自研VLA模型、AI Turing芯片、人形机器人路线图)方面取得进展,但近期变现存在不确定性,且面临高端市场和PHEV市场竞争,目标价21美元/82港元,评级为与大市同步 [10][93] 其他重要内容 市场发展阶段与投资逻辑 * 传统工业机器人及其处理器已进入成熟期,竞争焦点在于成本节约和中国国产替代 [46] * 服务机器人及其处理器处于启蒙阶段,未来十年将快速增长,获胜供应商需与OEM建立强大合作伙伴关系并具备可靠量产能力 [47] * 人形机器人及其处理器处于创新触发阶段,年出货量仅数千台,大规模普及可能还需10-20年,短期内对处理器供应商收入贡献有限,投资叙事更偏向事件驱动的估值提升而非实质收入 [48][52][64] 技术挑战与供应商成功要素 * 人形机器人技术栈各层面(从“大脑”、“小脑”算法到“身体”模块)均在快速演进,缺乏技术收敛,导致处理器规格需求不明确 [50][59] * 供应商的成功取决于在绝对算力和开发生态系统方面的领导力,NVIDIA因其算力优势和CUDA生态系统而被广泛采用 [61][66] * 对于fabless公司,人形机器人专用SoC需达到年出货量10万台才能实现盈亏平衡,目前只有资金雄厚的大公司能持续投资该领域 [64] 潜在风险 * Horizon面临智能驾驶渗透率不及预期、OEM自研份额增加、向主要客户发货延迟等风险 [95] * NVIDIA面临业务趋势波动、关键终端市场增长放缓、竞争压力、客户转向自研芯片等风险 [94] * XPeng面临当前及未来车辆销售、产品质量、零售网络扩张执行等风险 [97]