當前，全球制造業(yè)正步入一個充滿機遇與挑戰(zhàn)的新時代，面對AI人工智能等先進技術(shù)迭代加速、制造業(yè)供應鏈重構(gòu)等嚴峻挑戰(zhàn)，在伺服驅(qū)動器市場上同樣呈現(xiàn)出“內(nèi)卷”加劇的現(xiàn)象。先楫半導體率先將RISC-V架構(gòu)高性能微控制器芯片(MCU)引入伺服驅(qū)動領域，協(xié)助伺服驅(qū)動器行業(yè)客戶邁向更高效、更智能的發(fā)展方向，同時還確保了高度自主可控的供應鏈管控能力，推動國內(nèi)智能制造和工業(yè)自動化的創(chuàng)新與發(fā)展。

　　文/劉恒

　　引入RISC-V架構(gòu)高性能MCU

　　談到近期市場對這類核心部件的應用需求，先楫半導體執(zhí)行副總裁市場銷售陳丹從產(chǎn)品性能、工業(yè)互聯(lián)、市場供應等多個角度分析道，伺服驅(qū)動器在工業(yè)自動化、機器人等領域應用廣泛，對于空間有限、體積小巧的設計需求越來越高，因此，終端廠商對微控制器芯片的需求趨向于高集成度，要求單顆芯片集成更多功能，如高性能運算、精準的控制算法、通訊接口、內(nèi)存和高效能的驅(qū)動模塊等，減少外部組件的使用，降低系統(tǒng)復雜性與成本。

　　其次，工業(yè)自動化中多軸協(xié)調(diào)和控制的需求迫切增加，實時通信性能對提升整體系統(tǒng)效率至關重要，尤其是在機器人、智能制造領域，高速可靠的數(shù)據(jù)交互是實現(xiàn)精準運動控制的基礎，伺服驅(qū)動器產(chǎn)品必須要支持高實時性和高帶寬的通信協(xié)議，例如EtherCAT實時工業(yè)以太網(wǎng)標準協(xié)議和TSN時間敏感網(wǎng)絡等，這對芯片的運算能力、響應速度和精度提出了更高要求。同時，伺服驅(qū)動器需要兼容多種電機類型(如交流伺服電機、步進電機等)和通訊協(xié)議(如Modbus、CANopen、EtherCAT等)，因此，對微控制器芯片的兼容性要求不斷提高，需要能夠支持各種通訊接口，并具備靈活的硬件資源調(diào)配能力，為了減少開發(fā)和測試的成本，統(tǒng)一平臺和多協(xié)議支持成為目前的重要發(fā)展趨勢。

　　(國內(nèi)首款內(nèi)嵌ESC的高性能微控制器產(chǎn)品：先楫半導體HPM6E00)

　　此外，國內(nèi)伺服市場競爭激烈已是有目共睹，廠商們紛紛希望降低開發(fā)復雜度，實現(xiàn)產(chǎn)品快速上市，以便搶占市場先機，而成熟的開發(fā)工具鏈、軟件生態(tài)和參考設計，以及芯片生態(tài)支持(如驅(qū)動算法庫、仿真工具)能夠幫助客戶顯著加速設計驗證過程。

　　從市場供應鏈來看，在國內(nèi)市場“內(nèi)卷”加劇，全球市場瞬息萬變的大環(huán)境下，微控制器芯片的價格、可靠性以及供應鏈的穩(wěn)定性，直接影響到伺服驅(qū)動器的成本控制和市場競爭力，因此，廠商們對芯片領域的合作伙伴提出了較高的要求。

　　正是基于上述對伺服驅(qū)動器市場的認真研究，先楫半導體將RISC-V架構(gòu)高性能微控制器芯片(MCU)引入伺服驅(qū)動領域，憑借其在高性能、高集成度、高實時性、精準控制、高算力低功耗、多協(xié)議支持等方面的優(yōu)勢，以及先楫生態(tài)和供應鏈優(yōu)秀能力的加持，成為國內(nèi)伺服驅(qū)動器廠商理想的核心控制方案，協(xié)助伺服驅(qū)動器行業(yè)客戶朝著更高效、更智能的方向前進，推動了國內(nèi)智能制造和工業(yè)自動化的創(chuàng)新與發(fā)展。

　　開放、靈活與高性能

　　實際上，近年來，在中國政府芯片自主可控戰(zhàn)略的推動下，研發(fā)和生產(chǎn)基于RISC-V架構(gòu)的芯片并建立起相關的產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，已經(jīng)成為當前中國芯片設計和制造領域的一股主流趨勢，伴隨著包括華為、阿里巴巴等知名企業(yè)的陸續(xù)加入，為RISC-V架構(gòu)的發(fā)展帶來了更多的可能性和市場機會。

　　與傳統(tǒng)的伺服驅(qū)動芯片方案相比，陳丹指出，先楫半導體基于RISC-V創(chuàng)新架構(gòu)而開發(fā)的高性能微控制器(MCU)具有開放架構(gòu)與靈活性、更高的性能與并行處理能力、高度可擴展性與模塊化設計、增強的實時性與精確控制、成本效益與自主可控等特點及應用優(yōu)勢。

　　(先楫半導體高性能MCU產(chǎn)品四大優(yōu)勢)

　　以先楫半導體基于RISC-V的微控制器產(chǎn)品系列為例，其開放性和可定制性為開發(fā)者提供了極大的靈活性，可適配各種應用場景，并根據(jù)客戶的需求進行個性化優(yōu)化，滿足高效能與低功耗的平衡。通過基于RISC-V的微控制器，先楫半導體可為客戶提供高度定制的硬件解決方案，支持不同電機控制算法、通訊協(xié)議及故障診斷功能等，使得客戶能夠根據(jù)自身需求靈活選擇不同的功能模塊，進一步提高了設計的可擴展性。相比傳統(tǒng)的專有架構(gòu)，RISC-V架構(gòu)的開放性使得其硬件和軟件開發(fā)成本較低，幫助企業(yè)避免高額的許可費用和依賴供應商的風險，進一步增強成本控制能力，提升產(chǎn)品的市場競爭力。

　　另一方面，憑借RISC-V的指令集設計簡潔且高效的特點，能在同等性能下實現(xiàn)更低的功耗，這對于伺服驅(qū)動器在高負載、長時間運行的場景中尤為重要，先楫半導體微控制器產(chǎn)品能提供更加節(jié)能的控制方案，幫助客戶優(yōu)化整體系統(tǒng)的功耗，并確保高效穩(wěn)定的工作狀態(tài)。此外，伺服驅(qū)動器的控制精度和響應速度是決定系統(tǒng)性能的關鍵，通過優(yōu)化指令集和硬件加速，先楫RISC-V微控制器可在伺服系統(tǒng)中實現(xiàn)更快的響應時間和更精準的控制，尤其是在高轉(zhuǎn)速、高負載的應用中能夠確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精準性。

　　眾所周知，伺服控制是一套非常復雜的系統(tǒng)，在控制軟件上有位置、速度和電流三個環(huán)路，在硬件上有功率回路、信號采集電路、控制電路等，為此，先楫半導體在為伺服廠家?guī)砗诵母咝阅芪⒖刂破骷耐瑫r，還能提供基于此類MCU開發(fā)的完整解決方案。未來，先楫半導體還將持續(xù)推出機器人關節(jié)驅(qū)動、高性能脈沖伺服等優(yōu)質(zhì)解決方案。

　　“中國芯”閃耀伺服驅(qū)動市場

　　在過去的一年里，先楫半導體在多個核心領域取得了顯著進展，并成功推出了兩款新的高性能微控制器產(chǎn)品系列——HPM6800和HPM6E00，這些產(chǎn)品不僅滿足了工業(yè)自動化、汽車電子和新能源等行業(yè)的需求，還在性能、能效和市場化方面獲得了客戶的高度認可。

　　其中，先楫半導體發(fā)布的基于HPM6E00的EtherCAT總線型伺服驅(qū)動器，是一款支持標準EtherCAT通訊、符合CiA402協(xié)議，具備FOE+OTA功能、完整三環(huán)控制的、完全免費開源的伺服驅(qū)動器方案。該方案支持單相AC~90V- AC~253V 電源供電，配合100W~750W 高響應伺服電機(電機搭配17位絕對值編碼器)，實現(xiàn)全閉環(huán)功能，電機運行安靜平穩(wěn)。該方案支持適配電機、支持EtherCAT總線控制，支持DI輸入以及DO輸出，具備過流、過壓、過載等保護等。一經(jīng)推出，該方案旋即得到了市場的熱烈反應，近百名客戶核心研發(fā)工程師參加先楫半導體深圳和上海舉辦的線下培訓營活動，反饋非常好。

　　(先楫半導體總部)

　　據(jù)介紹，目前先楫半導體與多家領先的國內(nèi)外制造企業(yè)建立起了戰(zhàn)略合作關系，進一步擴展了市場份額?！拔覀儗⒗^續(xù)聚焦于產(chǎn)品創(chuàng)新與技術(shù)突破，推出更多具有差異化競爭力的高性能、低功耗、智能化的微控制器產(chǎn)品，同時通過優(yōu)化供應鏈管理及擴大生產(chǎn)能力等舉措，提升原材料采購、制造和物流的效率，以滿足伺服市場需求的快速增長，”陳丹總結(jié)道，“而在市場開拓上，先楫半導體計劃逐步擴大在國內(nèi)市場的影響力，并積極開拓海外市場，通過建立更多的合作伙伴關系和渠道拓展，提升國產(chǎn)芯片的國際地位?！薄活w光彩奪目的“中國芯”正在伺服驅(qū)動市場上冉冉升起!