智能工業促使芯片變革

　　摘要：制造業革命需要大量的工業機器人、PLC、電機，FPGA及模擬芯片廠商需要因應新的工業需求，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

　　現代工業正逐漸由“工業自動化”向“工業智能化”邁進，傳統制造業正開啟“智”造之門。實現工業智能化需要更高安全性、可靠性的工業以太網、更高精確度的運動控制技術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2013年出貨量約是18萬個(圖1)，增長最快的是中國(圖2)，其原因除了勞動力缺乏以外，還有汽車工廠自動化的增長，需要更多的機械手臂，以及智能手機等加工業的發展。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，完成兩類工作：第一類是對精度、速度、負載要求高的工作;另一類是靈巧性的工作。當前世界十大流行工業機器人是^[1]：電弧焊接，點焊，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

　　在2014年11月北京舉行的“嵌入系統聯誼會”上，北京航空航天大學機器人研究所的王田苗教授介紹道，2013年中國購買了全球五分之一的機器人，首度超越日本。據IFR數據，中國2013年購買了36560個工業機器人，同比增長60%。日本購買了26015個機器人，美國位居第三，購買了23679個機器人。中國機器人仍然有巨大的發展空間，因為每萬名制造業工人機器人保有量，我國低于世界平均水平(表1)，更與發達國家存在較大差距。

　　在中國市場上，國產機器人以三、四軸的機器人為主，外資機器人以多關節機器人為主。國產工業機器人主體是單價較低的工業機器人。

　　電機、PLC是關鍵

　　工業自動化的市場成長驅動來自三方面。

　　第一是能效。在各國推動節能減排的誘引帶動下，電力往往是工廠里消耗最高的資源，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，在自動化工廠里馬達是最主要的能耗來源，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重點。