机器人前瞻(公众号:robot_pro)
作者 | 许丽思
编辑 | 漠影

特斯拉的人形机器人,终于开始走下生产线了。

前阵子,特斯拉在最新财报中披露,其位于美国加州弗里蒙特工厂的Optimus产线已经启动生产,首批达到生产级标准的人形机器人正式下线。特斯拉的野心很大,年产能目标是100万台。

2026年被认为是人形机器人量产元年,特斯拉率先迈出了规模化制造的关键一步,国内人形机器人厂商也在加快量产交付。

据工信部发布的数据显示,2026年上半年,我国人形机器人整机产量已超过4万台,预计全年将突破10万台。头部厂商加速放量,智元人形机器人出货量约9700台,宇树超过7000台。

与此同时,一批原本藏在整机内部的底层硬件也跟着起量,电源管理、电机驱动、传感器的需求都在快速增长。

MPS现场应用工程师尹毅明在接受机器人前瞻采访时,提到了一个变化:过去,机器人客户大多希望采用成熟、稳定的方案,如今则愿意主动尝试一些新技术,甚至希望与芯片厂商一起探索技术边界。高功率密度、高集成度和快速响应能力,成为越来越多客户关注的方向。

这样的变化,正在给MPS带来新的机会。作为一家全球化半导体公司,MPS凭借在电源管理、电机驱动、传感器等领域积累的技术能力,正不断深入人形机器人的核心部件,在灵巧手、供电系统以及整机开发等环节展开布局。

从芯片到系统,MPS如何破解机器人量产背后的底层硬件难题?▲MPS针对人形机器人应用的硬件解决方案

一、灵巧手越做越精细,MPS如何破解高集成与成本难题?

一只灵巧手,正在变得越来越复杂。

为了完成抓取、旋转、精细操作等任务,机器人厂商不断增加灵巧手的自由度,同时追求更高的控制精度和响应速度。这些能力的提升,背后都需要电机驱动、位置感知和控制系统的配合。

但留给硬件的空间却十分有限:多个微型电机、驱动芯片、传感器要同时塞进一只手里,还要考虑散热、功耗、成本等问题。如何让这些部件在有限空间内高效协同,成为灵巧手厂商绕不开的工程挑战。

MPS给出的思路是提高集成度。为了在紧凑的关节空间中兼顾小型化与关键性能,MPS不仅采用了高集成度芯片设计,将驱动、控制、保护等功能尽可能集成在单颗芯片或小封装内,使得空间占用更小;还采用了高精度传感与闭环设计,在保持小体积的前提下,通过高精度角度/电流传感器提升控制闭环质量,保证关节在小型化下仍能实现高性能动作。

此外,MPS旗下电机控制品牌EZmotion还推出了端到端解决方案,把FOC矢量控制算法、位置/电流/速度三环控制、PID调节和磁编码器高度集成,形成一体化模组,能够极大地节省PCB布板尺寸和安装空间,降低系统集成复杂度。

具体来说,除了EZmotion的MMS1RH系列空心杯电机一体机、MMP1RH微型驱动板,MPS还推了MP6543、MP6547A、MP6540H等三相无刷电机驱动,以及MA600A、MA900B、MA9x0等高精度角度传感器,覆盖电机驱动、位置反馈和一体化控制等环节。客户可以根据不同的灵巧手结构及性能需求,选择对应的产品和方案。

尹毅明介绍,目前部分灵巧手电机的控制方案需要两块PCB板,再通过软排线连接。MPS正在将MCU与电机驱动芯片融合,推动灵巧手电机尾部的控制方案由双板连接向单板设计升级,从而提高结构紧凑度,减小电机尾端的厚度,进一步压缩结构尺寸。

更重要的是,集成度的提升还能带来实实在在的成本变化。根据估算,MPS新一代单板方案有望将整体方案成本降低约30%,提高量产可靠性。

二、关节增多、算力飙升,机器人供电迎来新挑战

在不少机器人干活的演示中,我们经常能看到这样的情况:动作还没完成几轮,机器人就得停下来充电。续航问题的背后,是机器人对电源系统提出了越来越高的要求。

人形机器人关节数量不断增加,运动控制更加复杂,再加上大模型向端侧部署,整机既需要满足高强度运动和AI计算时的瞬时功率需求,也要控制长期待机产生的能量损耗。

在机器人大脑、小脑供电方面,MPS推出了新一代集成大电流一级Buck电源方案。尹毅明介绍,不少客户使用的SoC平台,普遍存在峰值电流较大、常态功耗相对较低的特点,而MPS正在新推出的MP9931同步buck控制器以及其衍生的GaN Buck驱动MP993xN,针对不同功率器件提供了从电池母线输入的大功率一级电源方案,可满足这类计算平台的供电需求。

MPS还通过提高电源集成度,进一步缩小外围电路尺寸、优化散热。相比以往采用外置MOS管的控制器方案,MPS新方案MP4586/7在48V输入下可提供6A或8A输出,布局上减少两颗外部MOS管,并支持接近75W/100W的瞬时功率,单芯片适配SoC供电方案的峰值需求,兼顾供电能力、紧凑性和散热控制。

从芯片到系统,MPS如何破解机器人量产背后的底层硬件难题?

▲MP45867应用原理图

在小功率电源方面,MPS也在推进产品的小型化。此前,该公司已有1A至3A的模块电源产品MP4581/2/3,目前正在此基础上开发集成电感的小型化电源模块MPM35x1,通过减少外部器件和占板面积,进一步缩小电源尺寸。

面向下一阶段更高的端侧算力需求,MPS还在研发目标功率为200W至500W的高功率密度集成电源模块。该方案主要面向机器人大脑SoC的供电需求,在有限空间内提供更高功率输出,减少机器人计算系统的电源设计复杂度。

三、打造“芯片+算法+系统”三位一体方案,深入机器人量产全链条

机器人厂商的产品迭代实在太快了,MPS观察到,部分整机厂商半年就会推出一代新产品,留给底层硬件选型、开发调试和可靠性验证的时间越来越短。

为减少机器人客户重复开发底层硬件的工作量,MPS打造了“芯片+算法+系统”三位一体方案,将驱动、感知、控制及通信能力集成为可直接应用的产品,向机器人客户提供经过调试验证、可直接应用的完整解决方案。

在芯片层面,MPS同时布局动力与感知赛道:在电机驱动领域,针对不同的功率与空间需求,MPS推出了三款核心的三相无刷直流电机驱动器产品,包括MP(Q)6547A、MP6539、MP6540/H;在感知领域,该公司推出高抗扰度轴装方案的MA900B、MA9x0,以及支持高精度轴/侧装方案的MA600A两款核心编码器产品。

从芯片到系统,MPS如何破解机器人量产背后的底层硬件难题?

▲MPS针对机器人关节模组的产品组合

在算法和系统层面,MPS将自研的微型伺服控制算法嵌入硬件,通过系统级产品,将芯片与算法融合为即装即用的解决方案,直接应对集成难度、开发周期与综合成本的挑战。

对机器人企业而言,这样的方案能够极大地缩短前期开发周期,加快产品迭代,无需重复开展底层硬件选型、开发和调试,可以将更多精力投入灵巧手及整机设计。

MPS表示,这样的方案兼顾标准化交付与定制化需求,客户完成第一代产品或Demo测试后,可能会提出更高的控制精度、峰值功率或传感器性能要求。MPS可以基于已有方案进行优化,研发能力较强的客户也可以利用成熟板卡自主开发,在初步验证的基础上继续迭代。

这套方案究竟能节省多少开发时间?尹毅明现场估算,客户自行拆解电机需求、完成芯片选型,通常需要一至两周;再加上电机、PCB制作和样机验证,整个前期准备过程可能需要约一个半月。如果采用MPS现成的一体化方案,部分客户在确认需求后,半周左右就能拿到产品。

除产品层面的深度集成外,MPS作为芯片设计企业,也在中国大陆建立了覆盖晶圆制造、封装及测试环节的供应链体系,并通过自有测试工厂及外部合作资源,为客户提供相应的生产与交付支持,确保供应链稳定性。

在本土研发及技术支持方面,MPS也建立了配套资源。据介绍,该公司依托成都、杭州等地的测试实验室、可靠性验证、EMC测试和技术研发资源,为国内机器人客户提供更贴近产品开发与量产需求的支持。

结语:机器人量产竞争深入底层,芯片厂商的角色正在变化

人形机器人加快量产,产业链的竞争也开始深入更细微的环节。如何进一步提高电机驱动的集成度、满足机器人日益增长的供电需求、缩短整机开发周期,同时控制整体成本,正成为机器人厂商与上游供应商共同面对的课题。

MPS围绕灵巧手、电源管理和系统化解决方案持续拓展产品布局,并通过联合开发与本土供应链支持,更深入地参与机器人整机厂商的产品迭代。

未来,机器人企业的量产能力将在很大程度上取决于底层技术的成熟度,而MPS这类拥有长期技术积累和系统集成能力的半导体厂商,有望在具身智能产业链中发挥更重要的作用。