摘要:本届松山湖论坛以面向“具身智慧机器人”的创新IC新品推介为主题,重点展示和推荐10款相关领域的本土优秀IC新品,参与产品推介的企业有:芯驰半导体、爱芯元智、万有引力、为旌科技、先楫半导体、极海半导体、思特威(上海)、昆泰芯微电子、芯港半导体、鹏瞰半导体。活动将
第十五届松山湖中国IC创新高峰论坛(简称“松山湖论坛”)于5月13日在东莞松山湖凯悦酒店举行。
本届松山湖论坛以面向“具身智慧机器人”的创新IC新品推介为主题,重点展示和推荐10款相关领域的本土优秀IC新品,参与产品推介的企业有:芯驰半导体、爱芯元智、万有引力、为旌科技、先楫半导体、极海半导体、思特威(上海)、昆泰芯微电子、芯港半导体、鹏瞰半导体。活动将汇聚产业链上、下游企业决策者,共同探讨该领域的前沿技术和发展趋势。
会上北泉州昆泰芯 CEO 武建峰带来《KTM5900:智能磁性传感器赋能机器人与自动化》主题分享。
武建峰先生表示,泉州昆泰芯科技正是从“感知源头”切入,通过磁性、光学、电感多种编码器方案,为机器人感知系统提供高性能、低延迟、易集成的核心部件,其主打产品KTM5900智能磁性传感器,正在成为机器人关节和线性位移感知的关键支撑。
KTM5900:通用绝对角度磁编码器芯片
机器人关节的位置、速度和角度信息需要精确感知,智能磁性传感器如昆泰芯的KTM5900高精度智能磁性传感器芯片,可实现超高分辨率角度测量,绝对角度精度达±0.025°,有效分辨率高达24bit。通过内置256点误差查找表与非线性补偿技术,即便面对磁铁安装偏差、环境温度变化等干扰,仍能实现精准控制。
昆泰芯KTM5900 是一款通用绝对角度磁编码器芯片。
它包括TMR传感器模块,可调增益放大器,高速SAR ADC 模块,细分器模块,修正校准模块,滤波器模块和一系列丰富的接口模块。
该系统配备了自动校准和自适应功能,以纠正传感器偏移、正弦/余弦幅度匹配和相位正交,确保最小的角度误差和抖动。
在正常操作期间,只需按下一个按钮或发送一个SPI命令,便可自动检测和校正非线性误差。此外,为了得到更高的精度,还可以通过光编对拖将非线性误差算出来写入KTM5900。
GaN与TMR磁编码器的协同赋能
真正让机器人实现“神经反射”的,不是驱动器的数量,而是传感器的速度。昆泰芯的TMR磁编码器,就是这个“最后一跳”的突触,甚至可能成为国产机器人弯道超车的隐秘武器。
2025年4月,一台名为“黑豹2.0”的国产四足机器人在测试操场上以每秒10米的速度飞奔,创下国内自研平台最快动态测试纪录。外界只看见其奔跑的速度,却未曾理解这场“速度革命”背后的微观战役——功率与反馈之间的博弈。
这台机器人的电机驱动系统搭载了超过200颗GaN器件,系统响应压缩至2毫秒以内,能效高达95%,功率密度则提升至15kW/kg,远超行业平均水平。根据《2024-2025 GaN产业调研白皮书》测算,目前主流人形机器人每台平均用GaN器件达200颗以上,而这背后正是为了追求更快的反应、更强的肌肉,更低的能耗。
昆泰芯微电子的KTM59系列TMR磁编码器,便是在这个关键节点应运而生——以0.5μs系统延时、180,000RPM极限转速重构传感维度。它不止是一个高速旋转监测芯片,更像是将GaN的神经脉冲“感知化”的突触接口,打通“肌肉-反应-控制”的闭环系统。
值得注意的是,传统编码器面对GaN驱动的开关频率(>1MHz)时,数据处理频率往往存在量级差距。而KTM59的80MHz内部主频架构、双通道2M SAR ADC、36M SPI数据吞吐,已然跨越了这一鸿沟。此外,其自适应非线性校准技术在550kHz带宽下,角度误差控制在0.02°以内,在机械复杂性高、人机交互频繁的应用中极为关键。
更具未来感的是,其在轴/离轴双模设计与3D霍尔阵列(KTH57系列)融合,有效规避GaN高频开关引发的EMI问题,保障系统稳定性。在48V/100A GaN直驱电机实测中,KTM5900实现了2.4μs的闭环响应——传统磁编码方案需耗时约50μs,差距接近20倍。
这套从传感-处理-输出的完整系统,不再只是追求“高精度”,而是形成一种“感知觉醒”的类神经构架。KTP6220电流传感器可实现100ns响应时间,KTM58系列实现24bit分辨率,辅以ISO 26262 ASIL-D认证的安全标准,构成了昆泰芯完整的“类脑式传感生态”。
产业趋势也在佐证这一方向。英飞凌、安川、EPC、Transphorm等国际厂商纷纷推出适配机器人系统的GaN电驱方案,配合更高频、更精密的感知芯片。中科半导体甚至将GaN驱动器用于具身机器人核心芯片中,使系统感知延迟降至5ms以内,接近人类神经反射级别。
而在机器人结构中,一台中等功率的人形机器人需部署32个关节单元,每个关节需6-12颗GaN器件,单机GaN总量达200颗。而昆泰芯磁编码器的超高响应速度,恰好构成这200颗GaN驱动神经系统中的“感觉神经”,使机器在极限控制中保持精准反馈、快速反应。
未来趋势或许也正在转向传感系统本身。预计到2029年,中国机器人市场总规模将突破4100亿元,年复合增长率超50%。而在AI算法渐趋同质化的背景下,哪家企业拥有更灵敏、更即时的“感知硬件”,谁就可能赢得这场关于“神经反射”的智能竞赛。
来源:芯榜一点号