機器人行業(yè)迎來了發(fā)展春天 但卻被芯片卡住了脖子

隨著人工智能的快速發(fā)展，機器人行業(yè)迎來了發(fā)展春天。據(jù)統(tǒng)計，2020年全球服務(wù)機器人市場將快速增長至170億美元，其中中國將占據(jù)全球服務(wù)機器人市場40％以上的份額。但目前機器人市場的配套設(shè)施還并不完善，以芯片供應(yīng)為例，以往的手機芯片或其它硬件芯片，往往難以適配機器人產(chǎn)品。

機器人的智能芯

全球85％的智能移動設(shè)備中都采取了ARM架構(gòu)，其中，超過95％智能手機運用的是ARM的處理器，ARM所授權(quán)的芯片主要都用在了移動計算、智能汽車、安全系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)，因此英芯片巨頭ARM遵守美新規(guī)定停止與華為合作，對華為的芯片打擊巨大。

與手機行業(yè)不同，機器人在物理定位、深度學(xué)習(xí)算法、視覺識別、處理傳輸、規(guī)劃執(zhí)行，都用的到芯片技術(shù)。機器人的部件通常包括5個部分：控制中樞、電源、傳感器、行動和反饋、機身。凡是智能機器人中，芯片能起到至關(guān)重要的作用，通常來說，幾個支持芯片會把接口集合起來，之后再統(tǒng)一連接到一個微控制器上。支持芯片也可以完成對信號（例如從傳感器和按鈕處來的信號）的預(yù)處理功能，這樣就可以使得控制中樞的工作負載有所降低。這也就是機器人能夠?qū)崿F(xiàn)快速反應(yīng)的根本。

同時，也需要其它很多部件，如線路、接頭、電容、電阻、二極管等電子元件都在電路的整體連接中具有重要作用。有些機器人的控制中樞與機器人是分離的，比如需要人們通過遙控器或者游戲手柄控制的機器人，在這樣的機器人中，較為簡單的芯片只負責(zé)控制單個部件（例如一條腿或者一條手臂），而這個芯片并不知道機身的其它部分在做什么。因此對于機器人來說，一塊好的芯片起到的作用不是單一的控制，而是整體速率的提升。

對于機器人的控制中樞來說，最好的選擇是微控制器芯片。微控制器與微處理器非常相似，它們都會出現(xiàn)在個人計算機中。微控制器與微處理器的不同之處在于，前者更像是一臺完整的微型計算機整合到一片芯片上面。微控制器的內(nèi)存和存儲空間都比較小，二者都是直接嵌入到芯片中的。個人計算機的微處理器把管腳連接在高速內(nèi)存上，而微控制器具有很多不同種類的輸入和輸出管腳。這些管腳可以直接與傳感器、按鈕以及其它稀奇古怪的部件相連。

芯片各大龍頭入局機器人動作頻頻

不止是高通，還有國際上的芯片龍頭也鎖定機器人市場。例如英特爾、英偉達等。

各芯片巨頭盯緊機器人這塊蛋糕，電腦及服務(wù)器芯片巨頭英特爾在近兩年呈現(xiàn)頹廢趨勢，其核心業(yè)務(wù)以及一些手機處理器等產(chǎn)品在市場上都不太景氣，因此，英特爾也開始追趕潮流，在智能家居、機器人、自動駕駛等領(lǐng)域進行摸索、試探、出擊。

早在幾年前，英特爾啟動的實驗室 Intel Lab 內(nèi)部項目“21世紀開源機器人”，就是為了能夠使得每位客戶花低廉的成本制作自己的機器人。Jimmy的3D打印人形機器人就是英特爾在該項目的成果。隨后英特爾還自主研發(fā)了為飛行器、智能機器人、可穿戴設(shè)備等設(shè)計的通用計算平臺Edison以及實感技術(shù)機器人開發(fā)工具包RealSense RDK。不僅如此，英特爾還收購、投資了一些無人機、芯片以及機器視覺的企業(yè)和廠商。

另一芯片巨頭英偉達在近日，也著手于機器人平臺，推出Nvidia Isaac來支持下一代自動駕駛機器，對制造業(yè)、物流業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)以及其他一些行業(yè)的機器人都起著決定性的作用。

Nvidia Isaac機器人平臺的核心叫做Jetson Xavier，包含了90億支晶體管，其運算能力據(jù)稱可達30 TOPS（萬億次每秒）。

另外Jetson Xavier的處理器包含了alta Tensor核心圖形處理單元（GPU），八核ARM64中央處理器（CPU），一個雙NVDLA深度學(xué)習(xí)加速器，一個圖像處理器，一個視覺處理器以及一個視頻處理器，能夠使幾十種算法同時實時處理，從而用于傳感器處理、測量、定位和映射、視覺及感知，外加路徑規(guī)劃等。

這種高性能的處理器對于機器人來說可以說是尤其重要，不管是從傳感器獲取信息、定位、感知周圍環(huán)境、識別與預(yù)測附近物體的運動、對獲取數(shù)據(jù)做出自我判斷的能力都是很關(guān)鍵的。

目前，很多的機器人芯片的產(chǎn)品正在研發(fā)中。不管是LG計劃與高通合作研發(fā)在機場中使用的清潔機器人和機器人助手，還是中國公司獵戶星空與京東計劃推出的企業(yè)級服務(wù)型機器人，都預(yù)示著將有大量的裝備“芯”的機器人上市。

人才培養(yǎng)刻不容緩

隨著美國對華為的斷供，國內(nèi)企業(yè)對技術(shù)的危機感與日俱增，也加大了科技的自我完善意識。芯片斷供，也是對國內(nèi)芯片品牌崛起的好機會。但是數(shù)據(jù)統(tǒng)計國內(nèi)芯片兩年內(nèi)人才缺口超30萬人，年均人才增需10萬人以上，相當(dāng)現(xiàn)有人才存量需求倍增。是什么導(dǎo)致了芯片人才大缺口？

1、芯片成長速度慢，迭代周期長，人才培養(yǎng)緩慢

成長速度慢，迭代周期長是限制芯片人才培養(yǎng)的重要原因之一。應(yīng)屆生在進入工作崗位后，一般要經(jīng)歷四五個芯片項目周期，每個周期半年到兩年，此后才能“開始獨當(dāng)一面”。想要走入更高技術(shù)層次，則又需數(shù)年時間。

2、集成電路產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模增速快

據(jù)悉，到2020年前后，我國集成電路產(chǎn)業(yè)人才需求規(guī)模約為72萬人左右，截至2017年底，我國集成電路產(chǎn)業(yè)現(xiàn)有人才存量40萬人左右，人才缺口為32萬人，年均人才需求數(shù)為10萬人左右。單純依托高校不能夠滿足人才的供給要求。除了繼續(xù)加大高校人才培養(yǎng)力度外，還需推動微電子和集成電路相關(guān)一級學(xué)科的申請和建設(shè)，縮小高校人才培養(yǎng)與企業(yè)用人需求間的差距，推動集成電路人才的“供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革”。

3、美國斷供，國內(nèi)芯片需自給自足

美國對華為的打壓，國內(nèi)的企業(yè)家們都看清了一個事實，核心技術(shù)要自己掌握，而在當(dāng)今全球共享經(jīng)濟的大環(huán)境下，中國也沒有盟友掌握芯片制造技術(shù)。美國卻以先進的技術(shù)和眾多的盟友對中國實施打壓和封鎖。斷供事件發(fā)生后其影響力持續(xù)發(fā)酵。也使中國的企業(yè)家們產(chǎn)生了警惕。

4、近幾年芯片人才相對軟件人才薪資較低

事實上，除了人才缺失，集成電路行業(yè)人才流失率較高也成業(yè)內(nèi)普遍存在的問題。多年來的低薪環(huán)境導(dǎo)致芯片從業(yè)人員對自身崗位薪資預(yù)期普遍偏低，大部分集成電路專業(yè)高校畢業(yè)生更愿意去互聯(lián)網(wǎng)、計算機軟件、IT服務(wù)、通信和房地產(chǎn)等行業(yè)。

而2017年20萬高校集成電路專業(yè)領(lǐng)域的畢業(yè)生中，僅有不足3萬人進入本行業(yè)就業(yè)，單純依托高校不能夠滿足人才的供給要求。