国内外人形机器人用主芯片对比分析

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2025年,人形机器人发展如火如荼,伴随着多家企业进入量产,堪称人形机器人发展的元年。在人形机器人运算和控制中发挥最重要作用的当数主芯片——主要涵盖 CPU、GPU、NPU 等计算芯片,是机器人执行复杂算法和智能决策的“大脑”。那目前的人形机器人主要用到哪些主芯片呢?

目前国内外人形厂商中,仅特斯拉具有自研芯片的能力。其余人形机器人厂商大多依靠英特尔英伟达的外购芯片,我们就来做详细的统计分析。

1.1 特斯拉(Tesla Optimus

特斯拉主要通过 FSD 与 Dojo 芯片的协同创新,构建了 “实时感知-云端训练-智能决策” 的闭环生态,推动人形机器人向更高精度、更低成本的方向演进。

1.1.1、端侧芯片:FSD Hardware 4.0

架构与性能:采用 7nm 制程,单芯片算力 72 TOPS(INT8),总算力达 144 TOPS(双芯片设计)。集成 12 核 ARM CPU、GPU 与专用 NPU,支持多模态数据处理。

功能特性

支持 Wi-Fi、LTE 通信硬件级安全防护,确保数据传输与系统安全。

专用 ISP 图像信号处理器,25ms 内完成多摄像头数据融合,延迟较前代降低 40%。

与特斯拉自动驾驶系统共享底层架构,实现算法复用与数据闭环优化。

1.1.2、训练端芯片:Dojo D1

技术参数: 7nm 工艺,645mm² 集成 500 亿晶体管,支持 BF16/CFP8 算力 362 TFLOPS,FP32 算力 22.6 TFLOPS,TDP 400W。

技术复用:打通自动驾驶与机器人底层模块,降低研发成本。例如,FSD 的视觉 SLAM 算法直接应用于 Optimus 的环境建模。

生态构建:特斯拉自建 “Cortex” 超级计算集群,部署 10 万颗英伟达 H100/H200 芯片,强化模型训练能力,同时保持自研芯片的垂直整合优势。

图|FSD 与 Dojo 芯片

来源:特斯拉AI day

未来,随着 5nm 工艺与 Chiplet 技术的导入,其芯片架构将进一步提升能效与集成度,巩固在 AI 机器人领域的技术领导地位。

1.2、优必选(UBTech

优必选在初代Walker 主要搭载Intel i7 7500U 频率2.7Ghz和Intel i5 6200U 频率2.3Ghz芯片,在升级版Walker X主要是Intel i7-8665U(双路,1.9GHz)+NVIDIA GT1030显卡,384核心。

图|优必选算力配置

来源:公司官网、与非研究院整理

特点:Intel 处理器提供通用算力,GPU 优化多模态交互能力。

1.2.1运动控制与稳定性

双路 CPU并行处理步态规划与平衡控制算法(如斜坡自适应、动态足腿控制),响应速度提升至 < 10ms。支持背负 10kg 重物或双臂负载 3kg 行走(初代仅单臂 1.5kg)。

1.2.2、视觉与交互能力

GT1030 显卡

实现实时 3D 环境建模(精度 1cm),支持复杂场景下的物体分拣与家电操作(如拧瓶盖、端茶倒水)。多模态交互系统(视、听、触)响应速度提升 2 倍,支持 28 种情绪表达。

1.2.3、续航与散热

功耗平衡

双路 CPU +显卡组合总功耗约 60W,通过电池优化(54.6V/10Ah)实现 2 小时续航(综合工况)。模块化设计支持快速散热,适应长时间连续工作。

Walker X 的处理器升级(双路 i7-8665U+GT1030)显著提升了其复杂场景处理能力与交互体验,使其成为全球首款可商业化的大型人形服务机器人。未来随着专用 AI 芯片和能效比优化技术的突破,Walker 系列有望在工业协作、家庭服务等领域进一步拓展应用边界。

1.3、宇树科技(Unitree

图|宇树机器人算力配置

来源:公司官网、与非研究院整理

1.3.1Intel Core i5/i7

基础性能:作为标配电控与平台功能芯片,Intel Core i5/i7具备多核心处理能力,i7 通常在核心频率、线程数上优于 i5,可满足机器人基础控制、数据处理及用户开发环境搭建需求,支撑非极致算力的算法运行与系统管理。

1.3.2Nvidia Jetson Orin NX

AI 算力:单块 Jetson Orin NX 最高提供 100 TOPS 算力,支持并行处理复杂 AI 任务(如视觉感知、路径规划)。H1 – 2 最多可配置三块,总算力达 300 TOPS,大幅提升机器人对多传感器数据(如深度相机、激光雷达)的实时处理能力,适用于高精度环境感知与复杂决策场景。

1.3.3Nvidia Jetson Orin

旗舰级算力:Jetson Orin 算力高达 275 TOPS,G1 EDU 搭载该芯片后,在高算力模组上具备显著优势,可支持大模型推理、多模态融合(如视觉-语言交互)等高端应用,满足科研级或工业级对机器人智能化、实时性的严苛要求,例如复杂场景下的精准导航与操作控制。

1.3.48 核高性能 CPUG1/G1 EDU 基础算力)

通用计算:8 核 CPU 提供稳定的基础算力,可处理机器人运动控制、通信协议等实时性任务,确保系统底层运行的流畅性,但在 AI 专用计算能力上弱于 Jetson 系列,需依赖高算力模组(如 G1 EDU 的 Jetson Orin)补充 AI 处理能力。

宇树机器人的H1/H1-2:通过 Intel i5/i7 保障基础控制,选配 Jetson Orin NX(单块或多块)灵活提升 AI 算力,适应不同开发与应用场景。G1 EDU:凭借 Jetson Orin 的高算力,在智能感知与决策上更具优势,适合对 AI 处理要求较高的教育、科研或工业场景;G1 的 8 核 CPU 则侧重基础任务处理,需依赖外部算力扩展。

1.4、傅里叶智能

傅里叶智能的GR-1也是首台具备端到端环境感知能力的人形机器人,中央处理器主要采用I7 13700H。

图|傅里叶机器人算力配置

来源:公司官网、与非研究院整理

英特尔酷睿 i7-13700H 处理器采用 Intel 7 制程工艺,6 性能核+8 能效核异构设计,支持超线程技术实现 20 线程并发处理,基础频率 1.6GHz,睿频至高 5.0GHz,24MB 智能缓存。性能核(P 核)采用 Golden Cove 微架构,能效核(E 核)基于 Gracemont 架构,实现计算资源的动态分配。内置英特尔高斯神经加速器(GNA),支持 AI 算法硬件加速;具备 Intel vPro 平台安全特性,包括硬件级威胁检测、虚拟化技术(VT-x/VT-d)及操作系统守护。

英特尔RealSense 深度摄像头通过结构光、TOF 等技术实现高精度 3D 环境感知,支持 6 自由度(6DoF)定位,广泛应用于 SLAM、手势识别、生物特征认证等场景。最新模块如 D455 采用全局快门,支持 1280×720 分辨率,100fps 高速成像。

总体上,i7-13700H 的异构计算能力为 RealSense 的深度感知技术提供了强大算力支撑,两者结合正推动人形机器人领域的发展。

1.5、众擎机器人

在人形机器人的演进历程中,计算架构的革新始终是突破运动控制、环境感知与决策智能的关键。2024 年 Engine AI 众擎机器人推出的 PM01 人形机器人,首次将 Intel N97 处理器与 NVIDIA Jetson Orin 模组深度融合,标志着人形机器人进入异构计算的新纪元。这种创新组合通过 CPU 与 GPU 的协同优化,在能效比、实时响应和扩展性方面实现了突破性提升。

图|众擎算力配置

来源:公司官网、与非研究院整理

Intel N97 作为 Alder Lake-N 系列的旗舰处理器,采用 10nm Enhanced SuperFin 工艺,集成 4 核 x86 架构 CPU 与 24 EU UHD 显卡。其基础频率 2.6GHz,睿频可达 3.6GHz,配合 6MB 三级缓存,为机器人操作系统、多线程控制算法提供了稳定的算力支撑。值得注意的是,N97 内置的 Intel UHD Graphics 支持 4K@60Hz 视频编解码,可高效处理多摄像头视觉数据。

NVIDIA Jetson Orin 模组则搭载 Ampere 架构 GPU,集成 2048 个 CUDA 核心与 64 个 Tensor Core,峰值算力达 275 TOPS(INT8)。其统一内存架构提供 64GB 带宽,支持多模态传感器数据的并行处理。通过 PCIe 4.0 接口与 N97 直连,实现 CPU 与 GPU 间的低延迟数据交互,构建起 “中央控制+边缘加速” 的双层计算体系。

这种异构组合在 PM01 机器人中展现出独特优势:N97 负责实时操作系统调度、运动学解算与安全策略执行,Jetson Orin 则专注于视觉 SLAM、姿态估计与强化学习推理。实测数据显示,相较于单一架构方案,双芯协同使路径规划延迟降低 42%,多目标跟踪帧率提升至 85FPS。

1.6、智元机器人

图|智元机器人算力配置

来源:公司官网、与非研究院整理

智元机器人配置的Jetson AGX Orin 64GB拥有极致 AI 算力,275 TOPS 的 INT8 算力,是上一代 Jetson AGX Xavier 的 8 倍,支持同时运行多个复杂 AI 模型(如 VLM 视觉语言模型、SLAM 算法)。

同时支持 16 通道 MIPI CSI-2 摄像头、激光雷达、IMU 等多传感器融合,延迟 < 5ms。适用于人形机器人的 “眼-脑-手” 协同控制(如灵巧手操作、动态避障)。

能效比优化

60W 功耗下实现工业级稳定性,适合无风扇设计的移动机器人(如服务机器人、巡检机器人)。

软件生态完善

支持 NVIDIA Isaac SDK(机器人开发)、DeepStream(视频分析)、TensorRT(模型加速)。

 

在统计的企业中,国内人形机器人厂商主要使用海外芯片居多,主要包括英伟达的算力芯片,英特尔的通用计算芯片和视觉芯片为主。

2.1、全志科技

目前,国内厂商中全志科技发布有八核高性能机器人专用芯片MR527。

MR527系列芯片集成了8核Arm® Cortex®-A55 CPU、NPU、Mali™-GPU、MCU等多个高性能计算单元,具有强大的硬件编码能力和丰富的传感器接口,支持GPIO、PCIe、SDIO、USB、SPI、TWI、UART、GPADC、LRADC、PWM等常用接口。适用于扫地机、割草机、服务机器人、四足机器人等产品形态。小米仿生四足机器人 “铁蛋”,实现多关节协同控制,成本仅为国际同类产品 60%。

图|产品特点

来源:公司官网

2.2瑞芯微

在国内厂商中,瑞芯微RK3588表现出色,赋能各类AI场景。

强劲算力:采用八核 64 位 ARM 架构 ,4 颗 Cortex – A76 高性能内核(主频达 2.4GHz)与 4 颗 Cortex – A55 能效内核(主频 2.0GHz)组合,多任务处理和复杂计算能力出色。内置 6TOPS 算力的 NPU,支持多种数据类型与主流深度学习框架,能高效处理图像识别、语音交互等 AI 任务。

优秀图形处理能力:集成 Mali – G610 MP4 GPU,支持多种图形标准,2D/3D 图形渲染表现好,为智能硬件带来优质视觉体验,像高清游戏、3D 建模展示等应用都可流畅运行。

RK3588 广泛应用于智能平板、边缘计算、工业电脑、机器人、8K 视频终端等领域,为高性能与智能化需求提供有力支持,有望成为人形机器人芯片中的国产替代先锋。

图|产品性能

来源:公司官网

2.3、地平线

征程6P是地平线专门面向全场景智能驾驶应用推出的性能旗舰版方案,集成 BPU、CPU、GPU、MCU 等丰富计算资源。例如征程 6P 还集成 GPU,拥有 200G FLOPS 算力,支持 3D 图像渲染;全功能 MCU,提供 10K DMIPS ASIL – D 算力,单颗芯片可满足全栈计算任务,降低系统集成与部署难度。

图|产品性能

来源:公司官网

主要性能:

环境感知方面:凭借强大算力与对先进算法的支持,可高效处理视觉传感器(如深度相机、摄像头)数据,实现高精度环境建模与物体识别 ,帮助人形机器人更好感知周围环境,规划行动路径。

运动控制方面:与机器人的运动控制算法相结合,根据感知信息实时调整机器人动作姿态 ,实现更精准、灵活的运动。

多模态融合方面:征程 6 系列芯片可支持融合视觉、听觉、触觉等多模态传感器数据 ,实现更智能决策与行为

2.4、其他

除了以上企业,紫光国微、中科曙光、寒武纪等企业也正通过ASIC芯片、GPU等技术路径,致力于提升芯片的计算能力,以满足人形机器人在感知、决策和执行等环节的需求。

紫光国微作为芯片设计领域的佼佼者,其ASIC芯片在汽车芯片、TMT等板块有着广泛的应用。中科曙光则依托其在AI算力和自主可控方面的优势,为数据中心运营商等提供高性能的计算解决方案。寒武纪的云端智能芯片及加速卡占据了主营收入的94.27%,边缘端智能芯片及加速卡占据了5.29%,终端智能处理器IP占据了0.34%。这些企业的技术进步和产品创新,为人形机器人的未来智能化发展提供了坚实的基础。

随着技术的进步,人形机器人芯片正变得越来越复杂,集成了更多的功能和更高的性能。目前可能因为算力要求不大,研发稳定性等各方面原因,国内外人形机器人多采用英特尔和英伟达的高算力芯片。因此,国产高算力芯片在人形机器人领域需要逐步实现突破,逐步摆脱对进口的依赖。

令我们欣喜的是,在国产的芯片中全志科技的MR527,瑞芯微的3588和征程 6 系列芯片,已经具备高性能CPU、GPU等集成方案与多模态处理能力,可用于人形机器人的环境感知与决策。随着未来大规模量产的进行,国产高算力芯片有望更多的融入人形机器人产业生态中。

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