前言

在制造、物流、仓储等许多行业中，工业机器人已经变得越来越普遍。它不仅可以带来更高的效率，还可以提供更高的生产力和更安全的工作环境。不同的场景应用，也决定着工业机器人的操作系统。在工厂里，工业机器人可用于运输货物，并协助实施质量控制程序；在物流和仓储中，机器人可以帮助装卸货物；在农业生产上，机器人有助于更精确地监测作物和分析土壤，从而提高生产力——在智能化和低碳化的驱使下，工业机器人发展的重要性日益凸显。

工业机器人市场两大引擎：新能源汽车和光伏

工业机器人主要是指应用在工业生产制造产线，能自动化控制的、可重复编程的多功能机械执行机构。相比传统的工业设备，它具有易用性、智能化水平高、生产效益及安全性高、易于管理且经济效益显著等特点，可以在高危环境下进行作业。

对企业发展来说，工业机器人不仅可以帮助优化生产过程、提高产品质量，还能降低运营成本。

近年来，工业机器人已经在汽车、3C电子、金属制品、塑料及化工产品等行业得到了广泛应用。当前，新能源汽车和光伏成为工业机器人市场的两大主要增长引擎。

光伏装机量在宏观政策的推动下也始终保持高景气度的同时，受缺电、电价高企影响，海外市场的光伏产品需求也不断攀升，成为近年来我国光伏产品出口的重要支撑因素。另一方面，得益于新能源汽车需求爆发驱动，工业机器人保有量增长保持持续上升的态势。国家统计局数据显示，2022年全国规模以上工业企业的工业机器人累计完成产量44.31万套，产量首次突破40万套，稳居全球第一大工业机器人市场。

自中国加入WTO以后，推动工业机器人发展的政策频频加码。不难推测，受《“机器人+”应用行动实施方案》和全球经济去全球化的影响，中国工业机器人市场在未来几年可能以相对稳定的增速持续攀升。另根据IFR、中国电子学会统计数据预算，2022年工业机器人市场规模为87亿美元，预计2024年或超过110亿美元。

图：2024年中国机器人市场规模或达115亿美元

受到宏观政策的强烈推动和市场的强大需求下，新能源汽车需求量、光伏装机量及光伏产品都有望持续攀升。这两大行业在接下来的时间内还将有力地拉动工业机器人市场需求量的持续增长。

工业机器人核心技术方向：稳健灵活、精准控制

在机器人的整体构架中，减速器、伺服系统和控制器都是非常重要的部件，其所使用到的芯片、功率器件和传感器等半导体器件都有着不同的性能要求。当然，不同种类或不同功用的机器人，其半导体器件所具备及遵循的特性也有所不同。

相比于其他领域，机器人在工业领域主要强调“稳”，保证稳健生产是重点。产品发展逻辑需要兼顾性能稳定性与应用场景的适配性。因此，整个工业机器人市场需要呈现出非常高的产品一致性。

复杂的机器人系统需要集成多种不同的技术才能自主、可靠、安全地运行。安森美技术营销工程师Hunter Freberg和安森美先进方案部(ASG)营销经理Bob Card一致认为，工业机器人应用能否成功，取决于设计阶段是否选择了合适的技术。因为工业机器人需要更高精度的传感器、更高能效的电源、更可靠的电机控制技术以及高效的安全系统，以提高性能和可靠性，并保证操作安全，避免对人类和其他设备造成伤害。

图源安森美

据了解，安森美在工业机器人领域涉及运动、感知、电源、照明、通信等子系统。在与其对应的图像传感器、工业用旋转位置传感器、LED线性电流驱动器、无线系统单芯片(SoC)及碳化硅MOSFET等半导体产品及其方案上集中展示了高集成度、低功耗、高功率和高精度应用等特性。

其中，安森美AR0234CS图像传感器基于创新的全局快门像素设计，并经过优化，能以全分辨率精确捕捉快速移动的场景(120帧/秒)，为机器视觉或条形码扫描生成清晰的图像。NCS32100 工业用旋转位置传感器则采用专利方法来实现电感位置感知，兼具高精度与高速度优势，采用 38mm传感器，可在6,000RPM转速时提供+/-50角秒的精度。

EliteSiC碳化硅MOSFET对于高功率应用(通常大于3kW)中的AC-DC和DC-DC电源转换就非常适合。为了给机器人的电池充电，必须将工业交流电源转换为可用的中压直流输出。AC-DC前端和DC-DC转换器的初级侧均可利用EliteSiC FET的优势。DC-DC转换器的次级侧可以使用经过开关优化的安森美沟槽MOSFET。

除此之外，工业机器人产品在创新方面更注重小尺寸、柔性化、精准控制和安装灵活等特点。以大寰机器人电动夹爪为例，该机器人具备抓取、夹持、对位、搬运、旋转、装配和开合盖等多项能力，可良好适配于3C行业的设备检测、锂电产品制造等工业应用场景，目前已经量产。

大寰机器人PGE系列夹爪，图源英飞凌官微

凭借其高质量设计和稳健性的特点，英飞凌为大寰机器人提供了一站式解决方案，集结MOSFET技术、集成EtherCAT®的工业微控制器、高精度霍尔效应传感器、栅极驱动器IC和PSoC™ 6 MCU等多个产品。其中，大寰推出的新一代电动夹爪所承载的英飞凌OptiMOS™ 5工业功率MOSFET，其RDS(on)降低了43%，非常适合高开关频率。

不难发现，在助力工业机器人精准控制和稳健灵活等技术发展上，小尺寸、安全可靠、高系统效率、高功率密度和超低功耗等是英飞凌半导体器件产品的核心特点。提供一站式全面解决方案也是英飞凌面向客户需求的一大特色。

英飞凌电源与传感事业部业务拓展大中华区负责人姚志成曾表示：“在产品开发期间，英飞凌本土服务团队快速响应客户需求，提供的一站式全面解决方案包含软硬件参考设计，简单易用，为客户节省了大量时间，大幅度加速了产品上市时间，助力大寰更快、更易、更好的打造理想解决方案。”

把握工业机器人发展维度：应用广度和技术深度

未来，工业机器人的发展逐渐朝着提升应用广度和深度等方向不断迈进。在国内密集出台的政策和不断成熟的市场等多重因素驱动下，除了新能源汽车和3C电子两大需求量最为旺盛的行业，工业机器人在航空航天、家电制造业等制造业应用潜力有望被逐步开发。此外，锂电、光伏制造或将成为工业机器人的新增市场。

另一方面，工业机器人也将朝着智能化、精细化、柔性化、平台化等技术方向纵深发展。细分技术层面来看，运动控制技术和控制系统技术将进一步促进工业机器人相关产品性能提升，AI等技术则促进工业机器人智能化的提升。

图源包图网

不可否认，工业机器人技术将日益高效和可靠，它们能够像人一样适应任何环境。此外，是否能灵活部署非常关键。这需要一个接口来指导或训练机器人做事情，而不需要编程。安森美应用工程师Theo Kersjes认为，NLP(自然语言处理)、智能高效的硬件传感器以及电源和控制方面的进步将被整合到机器人中，以执行一般任务。机器人可以操作数控机床，也可以包装产品。或在农业环境中，机器人可以除草后，采摘成熟的蔬菜，然后将其包装好以便装运。

据了解，安森美将持续开发集成到运动、传感器、电源、照明和通信子系统等机器人构建模块中的技术。2024年，安森美将重点关注传感器融合和产品安全性两大主题，进一步扩展传感器及电源子系统。

结语

国家宏观政策的推动和市场需求的驱动，或将同时发挥效益，促使工业机器人市场在未来几年内保持较为稳定的增速。不同于其他机器人，工业机器人在作业过程中更强调稳定柔性和精准控制。我们更为关注的是，半导体器件在工业机器人领域应用中保持性能的安全可靠、高功率、低功耗的同时，实现小尺寸、柔性灵活、智能精细等特性或许是重要的创新方向。

与此同时，伴随着新能源汽车和光伏产业的高景气度，工业机器人市场增长有望被有力拉动。这也将进一步带动工业机器人产业链厂商在细分赛道上的市场发展。