Humanoidroboter machen diese chinesischen Chips beliebt.

In der zweiten Jahreshälfte des Jahres 2025 hat die Branche der humanoiden Roboter erneut auf die „Schnelllauf-Taste“ gedrückt: Technologieunternehmen halten nicht länger ihre Karten versteckt, sondern präsentieren nacheinander ihre „wirklichen Waffen“.

Am 20. Oktober hat Unitree Technology offiziell seinen neuen humanoiden Roboter Unitree H2 vorgestellt. Der Unitree H2 ist 180 Zentimeter groß und wiegt 70 Kilogramm. Sein gesamtes Äußeres ist stärker an die reale Gestalt des Menschen angelehnt, was ihm optisch ein noch menschenähnlichereres Aussehen verleiht. In den offiziell veröffentlichten Videos trägt der Unitree H2 sogar Kleidung, was seinen menschenähnlichen Charakter noch verstärkt.

Im Juli hatte Tesla-Chef Elon Musk bereits angekündigt, dass das Unternehmen bis Ende 2025 einen Prototypen der dritten Version des humanoiden Roboters Optimus vorstellen und die Massenproduktion voraussichtlich 2026 beginnen werde. Das Ziel ist es, innerhalb von fünf Jahren eine Jahresproduktion von einer Million Einheiten zu erreichen.

Welche Chips werden also in diesem globalen Wettlauf um die humanoiden Roboter heißgeliebt?

01 KI-Chips: Das „geistige Gehirn“ der humanoiden Roboter

Als das „Gehirn“ der Roboter übernimmt der KI-Entscheidungschip komplexe Aufgaben wie Umgebungsperzeption, Aufgabenplanung und Semantikverständnis. Er ist das Herzstück der Rechenleistung.

Betrachtet man die Kostenzusammensetzung, so liegt die Kosten eines einzelnen KI-Chips zwischen 10.000 und 30.000 Yuan.

Der globale Markt wird derzeit noch von der Jetson-Serie von NVIDIA und der Xeon-Serie von Intel dominiert. Der von Tesla eigenentwickelte Dojo-Chip ist speziell für den Roboter Optimus optimiert. Diese Produkte haben aufgrund ihrer ausgereiften Software-Ökosysteme die Spitzenklasse des Marktes in Besitz.

Chinesische Unternehmen schaffen es, dank differenzierter Technologieinnovationen und enger Anpassung an die Anwendungsfälle entscheidende Durchbrüche zu erzielen:

Rockchip, als führender Hersteller chinesischer SoCs, bietet mit seinen RK3588/RK3568 hochleistungsfähige und energieeffiziente AIoT-Chipplatformen an, die in Service-Robotern, Industrierobotern und Spezialrobotern eingesetzt werden können. Der RK3588 nutzt einen 8-nm-Prozess und ist mit einem Vierkern-A76 + Vierkern-A55-CPU und einem Mali-G610 MP4-GPU ausgestattet. Er bietet eine KI-Rechenleistung von bis zu 6 TOPS und kann die Rechenanforderungen in komplexen Szenarien erfüllen. Der RK3568 nutzt einen 22-nm-Prozess und ist mit einem Vierkern-A55-CPU und einem Mali-G52-GPU ausgestattet. Er bietet eine KI-Rechenleistung von 1 TOPS und eignet sich für Anwendungen in leichten Robotern. Zu den Kunden von Rockchip für humanoide Roboter gehören Ubtech, Unitree Technology und Deep Robotics.

Die Huashan-A2000- und Wudang-C1236-Chips von Black Sesame Technologies haben als Kern des ersten humanoiden Roboters „Tianwen“, der von der Wuhan-Universität eigenentwickelt wurde, dank der intelligenten Chips und Algorithmen der Firma diesem Roboter ein stärkeres intelligentes „Gehirn“ und „Kleinhirn“ verliehen. Anfang dieses Jahres haben Black Sesame Technologies, NESINEXT und Fourier außerdem gemeinsam ein universelles humanoides Roboterprodukt mit einem „geschickten Hand“-Embodied Intelligence-Hardware basierend auf den C1200-Familienchips von Black Sesame Technologies vorgestellt.

02 Servoantriebschips: Doppeltes Kernstück als „Nerven“ und „Kleinhirn“

Der Bewegungssteuerungschip als „Kleinhirn“ ist für die Umsetzung von Entscheidungsbefehlen in präzise mechanische Bewegungen verantwortlich. Er steuert die Gelenkmotoren mit 12 bis 24 Freiheitsgraden und muss eine Reaktionsverzögerung von weniger als 0,1 ms und die Anforderungen an die Synchronsteuerung mehrerer Achsen erfüllen. Der Servoantriebschip fungiert als „Nervenleiter“ und ermöglicht die präzise Regulierung des Motordrehmoments und der Drehzahl. Die Stromreaktionsgeschwindigkeit und die Störungsfestigkeit wirken sich direkt auf die Gleichmäßigkeit der Gelenkbewegungen aus.

Im internationalen Markt nehmen die TMS320F28377D von Texas Instruments, die STM32H7-Serie von STMicroelectronics, die MC56F84789 von onsemi und die DRV8313 von Texas Instruments die führende Position ein.

In China nutzt der MR-Serie-Roboterchip von Allwinner Technology einen 12-nm-Prozess und integriert eine heterogene Architektur aus CPU + GPU + NPU. Er bietet eine Rechenleistung von 3 bis 4 TOPs bei einem Stromverbrauch von nur 5 W und unterstützt eine Reaktion im Millisekundenbereich. Er liefert die Kernrechenleistung für die Bewegungssteuerung und die Umgebungsperzeption von Produkten wie dem Xiaomi CyberDog und der Unitree-Serie von Unitree. Die Kosten betragen nur ein Drittel derjenigen des NVIDIA Jetson Nano.

Inovance Technology hat basierend auf der Frequenzumrichtertechnologie seinen Geschäftsbereich schrittweise auf Servosysteme, PLCs (Programmierbare Logikcontroller) und Industrieroboter erweitert. 2017 hat das Unternehmen seinen ersten SCARA-Roboter vorgestellt und so den Einstieg in den Markt für Industrieroboter-Gesamtgeräte getan. Bis 2019 hatte das Unternehmen ein komplettes System von Industrieautomationsprodukten aus Steuerungsebene, Antriebsebene und Ausführungsebene aufgebaut und sich unter die Top-Drei im Markt für Servosysteme geschlichen. 2023 hat das Unternehmen ein spezielles Team für humane Roboter gegründet und damit die Planung der Kerntechnologien für die nächste Generation von Robotern begonnen.

Die HPM6E00- und HPM5300-Serie von HPMicro integriert einen EtherCAT-Slavecontroller. Der Zweikernprozessor mit 600 MHz ermöglicht die Mikrosekunden-synchrone Steuerung mehrerer Gelenke und hat so Zugang zur Lieferkette der führenden Roboter-Gelenkantriebmodule bekommen.

Die N32H-Serie von Guomin Technology ist als erster chinesischer Zweikern-MCU speziell für die präzise Steuerung von „geschickten Händen“ entwickelt und wird zusammen mit externen Geräten wie Laserscannern eingesetzt.

Die Hohlwellenmotoren von Leadshine Technology decken den gesamten Größenbereich von φ8 mm bis 24 mm ab und haben eine ähnliche Leistung wie die von MAXON, einem Branchenführer. Derzeit hat das Unternehmen Kooperationen mit mehr als 20 Herstellern von humanoiden Robotern aufgebaut.

Der G32R501-Serie-MCU von GigaDevice basiert auf einer Arm Cortex-M52-Zweikernarchitektur und integriert die Helium-Technologie. Er hat eine hohe Echtzeitrechenleistung und eine flexible Steuerung externer Geräte und unterstützt die schnelle Ausführung komplexer Algorithmen. Er eignet sich für die Steuerung von Gelenken und von „geschickten Händen“ in humanoiden Robotern.

Die relevanten Produkte von Chipown Microelectronics für die Branche der humanoiden Roboter sind hauptsächlich Leistungsantriebschips für BLDC-Motoren und digitale Antriebschips für Mikroschrittmotoren. In Zukunft sind auch Antriebsmodule mit integrierten Leistungshalbleitern geplant.

03 Visuelle Sensorchips: 3D-Perzeption wird zum Standard in Mittel- und Obersegment

Der visuelle Sensorchip fungiert wie das „Auge“ des Roboters und wird in 2D-visuelle CMOS- und 3D-Tiefenperzeptionschips unterteilt. Produkte wie die IMX-Serie von Sony und der Azure Kinect DK von Microsoft sind aufgrund ihrer hohen Pixelanzahl und Präzision die bevorzugten Lösungen. Der 3D-visuelle Chip ist bereits zum Standard in Mittel- und Obersegment von Robotern geworden.

In China hat die Femto-Serie von iToF-Tiefenkameras von Orbbec dank ihrer hervorragenden Leistung sich als ideale Wahl für alle Arten von Robotern bei der Ausführung visueller Anwendungen in komplexen Innen- und Außenumgebungen erwiesen. Die iToF (Time of Flight)-Technologie kann die Flugzeit des Lichts präzise messen und so ein hochpräzises 3D-Tiefenbild erstellen. Der Sensor von Orbbec, der 70 % des chinesischen Marktes für 3D-Vision in Service-Robotern einnimmt, kann in Kombination mit der 560-TOPS-Rechenleistung von Horizon wie dem Journey 6P-Chip den Roboter bei der dynamischen Hindernisvermeidung und PfadneupLANung unterstützen und so Echtzeitentscheidungen ermöglichen.

Die globale Shutter (GS)-Bildsensorlösung von OmniVision Technologies in Kombination mit den Plattformen NVIDIA Holoscan und Jetson kann dem humanoiden Roboter die Fähigkeit zur Echtzeitbildaufnahme in einer dynamischen Umgebung verleihen und so seine Anpassungsfähigkeit in komplexen Szenarien erheblich verbessern.

Außerdem planen Unternehmen wie SmartSens und Gekewei auch die Entwicklung von CMOS-Bildsensoren für Roboteranwendungen.

04 Kommunikationsschnittstellenchips: Durchbruch der „Daten-Nervennetzwerke“ der Roboter

Der Kommunikationsschnittstellenchip ist für die Datenübertragung zwischen den internen Modulen (Rechenleistung, Steuerung, Sensorik) des Roboters und zwischen dem Roboter und externen Geräten verantwortlich. Er muss die Anforderungen an eine geringe Latenz, eine hohe Zuverlässigkeit und die Kompatibilität mit mehreren Protokollen erfüllen.

Im internationalen Markt sind die S32K39 von NXP, die SN65HVD230 von Texas Instruments und die LAN9252 von Infineon die bevorzugten Lösungen und dominieren den Markt für Kommunikationsmodule in Industrierobotern.

In China hat der EtherCAT-Slavecontrollerchip von Changyao Technologies internationale Spitzenleistungen erreicht. Die Kommunikationsverzögerung kann auf den Mikrosekundenbereich reduziert werden, und die Schwankungen des gesamten Systems liegen weit unter 1 Mikrosekunde. Dies kann die Anwendungsfälle in humanoiden Robotern und anderen Anwendungen mit hohen Anforderungen an Echtzeit und Synchronität erfüllen. Die Nachfrage nach EtherCAT-Chips in einem einzelnen humanoiden Roboter liegt bei etwa 28 bis 58 Stück. Der Marktumfang wird voraussichtlich 2025 zwischen 2,8 und 5,8 Milliarden Yuan liegen. Mit der schnellen Entwicklung der Robotikbranche wird diese Nachfrage weiter steigen. Derzeit hat Changyao Technologies Zugang zur Lieferkette von Großherstellern wie Ubtech und Leadshine Technology bekommen.

Der niederlatente Ethernet-Chip von YT Microelectronics ist speziell für die Bewegungssteuerung von Robotern entwickelt und unterstützt die hochpräzise Koordination in komplexen Umgebungen. Sein Marktanteil im Kommunikationsmodul von Industrierobotern steigt schnell, und er wird zum zentralen Komplement für die Koordinationssteuerung mehrerer Knoten.

05 Spannungsreglerchips: Das „Energieherz“ der Roboter

Der Spannungsreglerchip ist für Funktionen wie Spannungsregulierung, Sicherheitsüberwachung und Schnellladesteuerung verantwortlich. Er muss einen breiten Spannungsbereich von 12 bis 48 V unterstützen und gleichzeitig eine hohe Leistungsdichte und die Stabilität unter hohen Temperaturen gewährleisten. Dies wirkt sich direkt auf die Laufzeit und Betriebssicherheit des Roboters aus. Die Unterkategorien umfassen AHB-Controller, BMS-Chips, Spannungsmodule usw.

Der internationale Markt wird von Produkten wie der BQ27546 von Texas Instruments und der LTC3880 von ADI dominiert, die in der Schnellladetechnologie und der Sicherheitssteuerung ausgereifte Technologien haben.

In China hat die DK87XXBD-Serie von AHB-Spannungsreglerchips von Dongke Semiconductor zwei Galliumnitrid-Leistungshalbleiter integriert. Die maximale Schaltfrequenz beträgt 800 kHz, und der Systemwirkungsgrad ist branchenführend. Der Chip unterstützt einen breiten Spannungseingang von 90 bis 265 V, einen Standby-Stromverbrauch von weniger als 50 mW und verfügt über 12 umfassende Schutzfunktionen. Er eignet sich für Anwendungen in der Super-Schnellladung von Robotern.

Der LD5780 von Tongjia Technologies nutzt eine AHB-Flyback-Topologie und hat eine integrierte Hochspannungsstartschaltung für 700 V. Er unterstützt den Betrieb im CRM + DCM-Mischmodus und ist kompatibel mit der USB PD 3.1-Breitspannungsausgabe. Er wird häufig in Batterieladegeräten und industriellen Spannungsversorgungen eingesetzt.

Der Spannungsreglerchip von Chengdu Huamicro