智能工業(yè)促使芯片變革

　　摘要：制造業(yè)革命需要大量的工業(yè)機器人、PLC、電機，FPGA及模擬芯片廠(chǎng)商需要因應新的工業(yè)需求，推出新型的芯片或模塊解決方案。

　　機器人需要新型芯片及模組

　　世界機器人市場(chǎng)

　　現代工業(yè)正逐漸由“工業(yè)自動(dòng)化”向“工業(yè)智能化”邁進(jìn)，傳統制造業(yè)正開(kāi)啟“智”造之門(mén)。實(shí)現工業(yè)智能化需要更高安全性、可靠性的工業(yè)以太網(wǎng)、更高精確度的運動(dòng)控制技術(shù)以及馬達控制解決方案等，機器人就是綜合體現這種智能化的設備之一。

　　據統計，世界機器人市場(chǎng)2013年出貨量約是18萬(wàn)個(gè)(圖1)，增長(cháng)最快的是中國(圖2)，其原因除了勞動(dòng)力缺乏以外，還有汽車(chē)工廠(chǎng)自動(dòng)化的增長(cháng)，需要更多的機械手臂，以及智能手機等加工業(yè)的發(fā)展。機械手臂通常集中在三到六軸，當然還有少部分是七軸。大部分的平臺是以工控機、X86為基礎的，還有高端DSP。

　　現在的機器人主要是機械手和機械臂，完成兩類(lèi)工作：第一類(lèi)是對精度、速度、負載要求高的工作;另一類(lèi)是靈巧性的工作。當前世界十大流行工業(yè)機器人是^[1]：電弧焊接，點(diǎn)焊，材料處理(material handing)，機器看管(machine tending)，噴漆，擺放、包裝，裝配，切割、拋光，上膠、密封，檢查、焊接。

　　我國機器人市場(chǎng)

　　在2014年11月北京舉行的“嵌入系統聯(lián)誼會(huì )”上，北京航空航天大學(xué)機器人研究所的王田苗教授介紹道，2013年中國購買(mǎi)了全球五分之一的機器人，首度超越日本。據IFR數據，中國2013年購買(mǎi)了36560個(gè)工業(yè)機器人，同比增長(cháng)60%。日本購買(mǎi)了26015個(gè)機器人，美國位居第三，購買(mǎi)了23679個(gè)機器人。中國機器人仍然有巨大的發(fā)展空間，因為每萬(wàn)名制造業(yè)工人機器人保有量，我國低于世界平均水平(表1)，更與發(fā)達國家存在較大差距。

　　在中國市場(chǎng)上，國產(chǎn)機器人以三、四軸的機器人為主，外資機器人以多關(guān)節機器人為主。國產(chǎn)工業(yè)機器人主體是單價(jià)較低的工業(yè)機器人。

　　電機、PLC是關(guān)鍵

　　工業(yè)自動(dòng)化的市場(chǎng)成長(cháng)驅動(dòng)來(lái)自三方面。

　　第一是能效。在各國推動(dòng)節能減排的誘引帶動(dòng)下，電力往往是工廠(chǎng)里消耗最高的資源，以及花費最大的部分。所以要節能減排必須要尋找一些新的方案來(lái)替代，除了替代能源以外，就是怎樣提高效能。根據統計，在自動(dòng)化工廠(chǎng)里馬達是最主要的能耗來(lái)源，約占能耗的40%。因此，怎樣在馬達控制方面找出較好的控制方法將是一個(gè)重點(diǎn)。