中国半導体メーカー「兆易創新（GigaDevice）」、ロボット向けにMCU2種（GD32H77Rシリーズ・GD32F50MxxGシリーズ）を発表

2026年8月5日、ヒューマンノイドロボットの波が本格的な量産化の岐路に差し掛かるなか、中国半導体メーカーである兆易創新（GigaDevice）はロボット市場に向け、2つの新シリーズの32ビットマイクロコントローラ（MCU）ーーGD32H77RシリーズとGD32F50MxxGシリーズ―を発表した。

このうち、GD32H77Rシリーズは、サーボドライブおよびロボット関節制御向けにカスタマイズされた専用MCUだ。GD32F50MxxGシリーズは、ヒューマノイドロボット、協働ロボットアーム、器用な手向けの高集積モータ制御MCUだ。

兆易創新が発表した2種類MCU製品は、ヒューマノイドロボット市場に照準を定め、機能面で明確に補完し合う。これは強力な演算力とリアルタイム通信性能で性能の高みを目指し、高集積化によるコスト抑制とスペース制約というエンジニアリング上の課題に直結する。両者を組み合わせることで、ヒューマノイドロボットの関節制御の全シーンをカバーするチップレベルのソリューションを構築する。

1. ロボット市場の爆発的拡大と「チップ」に秘められたビジネスチャンス

現在、ロボット市場は爆発の直前にある。中国の調査会社である「高工機器人産業研究所（GGII）」などのデータによれば、2025年の世界のヒューマノイドロボット出荷台数は約1万8500台だったが、2026年には約10万台へと数倍増加する見込みでだ。

資本市場もロボット分野に熱心で、2025年の業界資金調達額は前年比216％増の56.18億ドル（約9044.98億円）に達した。宇樹科技（Unitree）や智元（AGIBOT）などの大手企業はIPO段階に入っており、産業の発展は加速している。

さらに注目すべきは、現在中国メーカーがロボット分野で主導的立場を占めていることだ。データによると、2025年の世界のOEMロボット出荷台数の約70％を中国のメーカーが製造しており、中核となるサプライチェーンの中国国産化率は90％以上に達している。その背景には、コスト管理と完全な産業チェーンにおける中国メーカーの強みが鍵となっている。データによると、海外のサプライチェーンに基づくロボット本体のコストは、中国国内サプライチェーンのロボットソリューションのコストの1.6倍、あるいはそれ以上となっている。

兆易創新 MCU事業部の市場マネージャーである李孝剣（リー・シャオジエン）氏は、「ロボットの大規模普及にはコスト管理が不可欠で、そのためには量産化が必要」と指摘した。中国メーカーは出荷台数とサプライチェーンの両面で主力を担っており、チップなどの基礎部品からモジュールメーカー、完成品メーカーに至るまで、中国国内には完全な供給体制が整っている。中国のチップメーカーは、エンボディドAIの分野で海外メーカーをリードしていると言える。この新しい分野では、中国国内メーカーが多く、技術の選択肢も豊富で、エコシステムも優れている。例えば、EtherCAT通信技術は中国国内メーカーが推進してきたものだ。

ロボット完成品のコスト構成では、駆動機構部品が半分以上、場合によっては60％近くを占め、主に関節と器用なハンドが対象となる。その背後には、膨大なMCU需要と大きな市場機会が存在する。

GGIIのデータによると、2026年のヒューマノイドロボット出荷台数は約9万4700台、2030年には70万～80万台、2035年には500万台に急増する見込みだ。2026年のロボット犬出荷台数は約18万台、2030年には78万台、2035年には400万台超に達する見込みだ。現在、ヒューマノイドロボット1台に約60個、ロボット犬1台に約25個のMCUが必要とされる計算では、2026年のロボット業界全体のMCU需要量は約1018万2000個、2030年には約5421万個、2035年には数億個レベルにまで急増する。

この大きな成長機会を見据え、兆易創新は数年前からヒューマンノイドロボット分野に深く注力してきた。現在、中国国内外のロボット産業チェーンに関わる300社以上の企業にサービスを提供しており、地平線（Horizon Robotics）、因時機器人（INSPIRE ROBOTS）、逐際動力（LimX Dynamics）、維他動力（Vita Power）、珞石（ROKAE）、松延機器人（Noetix Robotics）など業界の有名メーカーが含まれる。

李氏は、「現在、兆易創新のロボットMCU市場シェアは半分以上を占めており、上半期の出荷台数は約300万個に達し、下半期はさらに増加する見込みだ」と表示した。

2. ヒューマノイドロボット関節駆動用MCUが直面する3つの課題

ヒューマノイドロボットがMCUに求めるものは、単なる需要の増加ではなく、質的な変化だ。兆易創新 MCU事業部のプロダクトマーケティングディレクターである李懿（リー・イー）氏は、「業界の初期段階では規模が小さく、、汎用MCUで検証を行っていた。現在では出荷量が相当な規模に達しており、高性能、耐高温、小型化といった差別化されたニーズを満たすため、身体を持つ知能ロボットの関節駆動に特化した専用チップを投入する必要がある」と語った。

ヒューマノイドロボット産業は従来の産業用オートメーションと共通点があるものの、課題は異なっている。大きく分けて3つの課題がある。

まず、従来の産業用オートメーションMCUソリューションでは、性能・温度・サイズのうち2つの要件しか同時に満たせず、ロボット関節が求める3つの側面を同時にカバーすることが困難。

2つ目の課題は集積度。従来の産業用制御基板は十分なスペースがあったが、ヒューマノイドロボットの関節はスペースが限られており、MCU、FPGA、EtherCAT、エンコーダインターフェースなど5～7個のチップを同時に関節制御基板に搭載するのは極めて困難である。このため、集積度を高めることが業界の大きなトレンドとなっており、「ワンチップで実現する」が求められる。

第三に、モーションコントロール性能の最適化だ。MCU自体のモータ制御ループ（電流ループ、速度ループ、位置ループ）と、多関節協調の通信ループがある。関節間の通信遅延、リアルタイム性、ジッターが鍵となる。リアルタイム通信で多関節の協調を保証し、モータ制御で各関節の精度を確保する。両者が密接に連携して初めて運動性能が向上する。これによりMCUには、演算能力とリアルタイム通信能力という２つの要件が求められる。

李懿氏は、「当社は世界中のロボットメーカーと幅広く協力しており、業界の課題に深く迫っている。今回発表したGD32H77RとGD32F50MxxGは、多くの第一線ロボット顧客からの要望を収集して開発されたものだ」と表示した。

3. ロボット専用MCU：GD32H77R、サーボモーターと関節制御を的確に実現

サーボドライブとロボット関節制御向けに深層カスタマイズされた専用MCUであるGD32H77Rシリーズは、600MHz動作のArm Cortex‑M7コアを搭載し、CPUと同じ周波数で動作する640KBの緊密結合メモリ（TCM）を備える。EtherCATスレーブコントローラと多様な産業用エンコーダインターフェースを集積し、9mm×9mmのBGA169小型パッケージを採用することで、ロボット関節内部の限られたスペースに適合する。ヒューマノイドロボット関節モジュール、サーボドライブ、VFD可変速駆動、3Dプリント・NC装置、産業用ゲートウェイ、マルチセンサフュージョンシステムなど幅広く応用可能だ。

兆易創新によると、GD32H77Rは高性能計算と低消費電力の両立、一体化リアルタイム通信、超高集積度と小型パッケージ、充実したモーションコントロールペリフェラルという複数の強みを持っている。これはスマートモーションコントロール分野に演算力とエネルギー効率を兼ね備えた「チップ」の選択肢を提供するとしている。

(1) Cortex-M7高性能コア＋4層メモリ階層アーキテクチャ

兆易創新の初代H7シリーズMCUは、中国国産初のCortex-M7 600MHz MCUで、2023年第4四半期に量産を開始し、現在までに3年以上が経過し、出荷台数は千万個単位に達している。第2世代H7シリーズは3つのサブシリーズに分かれる：H77汎用超高性能シリーズ、H77E（EはEtherCATを表示する）産業ネットワークセミカスタムシリーズ、H77D（DはDisplay）グラフィックディスプレイシリーズだ。今回発表されたH77R（RはRobotics）は、ヒューマノイドロボット向けに特化した専用MCUシリーズだ。

GD32H77Rは600MHz Arm Cortex-M7高性能・低消費電力コアを搭載し、倍精度浮動小数点数型演算をサポートし、内蔵の三角関数アクセラレータ（TMU）によりモータ制御の演算効率を向上させる。

李懿氏は、GD32H77RのM7コアのCoreMark性能は世界トップクラスの製品に匹敵する一方で、ダイナミック消費電力は同アーキテクチャの他社M7製品と比較して20％～50％にとどまり、ロボットの長時間連続稼働に適していると指摘した。その鍵となるのは、GD32H77RのM7コアが極めて低いコア電圧を実現している点にある。同一動作周波数におけるコア電圧（消費電力は電圧の2乗に比例）は他社同アーキテクチャM7製品の65％～75％で、動作も安定している。また、耐熱・放熱性では、低熱抵抗パッケージ＋高熱伝導性材料を採用し、周囲温度105℃での長期安定動作をサポートする。

GD32H77RがヘテロジニアスデュアルコアではなくM7シングルコアを選択した理由について、李孝剣氏は、「ヘテロジニアスデュアルコアは、主に従来の産業用オートメーションで極限性能を追求するNC工作機械などの用途に使われる。それに対し、ヒューマノイドロボットはそこまでの精度を要求されず、デュアルコアを採用すると体積と発熱が増え、関節用途には適しない。シングルコアは性能・消費電力・体積のバランスを取った選択」と説明した。

李懿氏はさらに、「EtherCAT自体は軽量リアルタイムネットワークで、ハードコアESCがプロトコル解析を完了しているため、CPUは直接データを取得するだけでよく、通信のために余分なコアは必要ない。EtherCATソリューションにおいてデュアルコアは無駄な出費に過ぎない」と率直に述べた。

GD32H77Rのもう一つの大きな特徴は、「4レベルのメモリが各々の役割を果たす」階層型ストレージ体系だ。第1層はCPUと同じ周波数で動作する640KBの緊密結合TCMメモリで、専用データパスを通り、リアルタイム性が最も高い。第2層は512KBのオンチップSRAMで、中程度のリアルタイム性を要するタスクに使用される。第3層は2MBの実行可能Flashで、命令フェッチが可能で効率はTCMの約80％、基本ファームウェアやパラメータテーブルに適していする。第4層は最大8MBのストレージFlashで、OTAアップデートやログ保存に使いされる。

この高性能モータ演算向けに設計されたメモリ階層アーキテクチャにより、超高速コアと超高速メモリが常にマッチングし、チップの圧倒的な演算力を完全に引き出す。高頻度割り込みやマルチタスク並列スケジューリングなどの強リアルタイム制御タスクにおいても、GD32H77RシリーズMCUは命令応答の正確な確定性とアルゴリズム実行の高速安定性を保証し、複雑な制御アルゴリズムと大量の高頻度データ処理需要に余裕で対応し、高級サーボ機器や様々な要求の厳しい組込みシーンに確固たる演算基盤を提供する。

さらに、GD32H77Rシリーズは1.7V～3.6Vの動作電圧範囲をサポートし、3つの柔軟に設定可能な省電力モードを搭載する。先進的な電力設計により動的消費電力性能に優れ、チップ自己発熱を大幅に低減し、システムレベルの熱管理技術と組み合わせることで、高温環境下の産業用モーションコントロールシーンにおいてより高いエネルギー効率と長い動作寿命を実現する。

(2) EtherCATスレーブコントローラ＋多様なエンコーダインターフェース

GD32H77Rのより大きな差別化要因は、チップ内に集積されたEtherCATスレーブコントローラと2系統の100M Ethernet PHYにあり、標準の100M EthernetまたはEtherCATの2つの通信方式を柔軟にサポートする。このチップ内統合ソリューションは、外付けの産業用100M PHYデバイス2個を省くことができ、システムBOMコストと設計複雑性を効果的に低減する。

ヒューマノイドロボット分野では、関節の多軸連動における同期精度に対する要求が非常に厳しい。EtherCATは産業用オートメーション分野から導入されたリアルタイム通信技術で、現在は主要なヒューマノイドロボットメーカーに広く採用され、多軸同期制御の主流バスとなっている。

GD32H77RはハードウェアレベルでEtherCATハードコアをネイティブ統合しているため、CPUがプロトコルスタックの解析に関与することなく、データを直接読み取ることができる。そのDC（分散クロック）同期周期の精度は業界最高の62.5µsに達し、片方向の伝送遅延は50ns未満に抑えられるため、多軸連動シーンにおける高精度同期制御要件を十分に満たす。外部のESCチップを接続したり、ソフトウェアプロトコルスタックに依存したりするソリューションと比較して、このソリューションはPCB面積を大幅に削減するだけでなく、CPUの通信負荷を大幅に軽減する。CPUは複雑なプロトコル解析に関与する必要がなく、ESCが準備したデータから直接読み取るだけでよく、貴重な演算リソースをモータ制御アルゴリズムに完全に割り当てることができる。

GD32H77Rに集積されたデュアル100M PHYは遅延と消費電力も最適化しており、オンチップリソースによるEEPROMエミュレーションにも対応して部品点数を削減し、コスト低減とPCB面積の最適化を実現する。さらに、GD32H77RシリーズはFSoE安全プロトコルにも対応し、EtherCATバスを介した安全データの同一ネットワーク伝送を実現し、IEC61508 SIL3機能安全規格に適合し、通信リアルタイム性と機器動作安全性を両立させ、サーボやロボット関節の安全制御ニーズに対応する。

モータ制御の精密な要求に対応するため、GD32H77RはEnDat、BiSS-C、Tamagawaなどの主流な絶対値エンコーダプロトコルをイティブサポートする。また、RDCM（レゾルバ/デジタル変換モジュールにを内蔵しており、モーターの位置および回転速度フィードバックを正確に取得できるため、大量の周辺信号調整デバイスを省略でき、ハードウェア回路設計を効果的に簡素化し、システム全体BOM（部品表）の材料および開発コストを削減する。

(3) 高速相互接続＋充実したペリフェラル

豊富な高速通信インターフェースと先進ペリフェラルリソースにより、GD32H77Rシリーズはフルファンクションのシステムインタラクションハブを構築する。この優れた接続性能は、産業現場の多軸同期制御や高帯域幅データゲートウェイアプリケーションに強固なハードウェア基盤を提供する。

主要ペリフェラルリソースは以下の通り：

- 高速インターネット：8xU(S)ART、4xI²C、6xSPI、4xI²S

- 先進ネットワークとバス：2x10/100Mbps Ethernet、3xCAN-FD

- 高性能アナログシステム：2x14bit ADC、1x12bit ADC、2CHsx12bit DAC、2xCOMP、1xHPDF、PMU

- 高速データインターフェース：1xUSB HS OTG（内蔵PHY）、2xSDIO

(4) 多層防御による堅牢なセキュリティ体制

GD32H77Rはハードウェア暗号化、ハッシュ検証、パラメータ改ざん防止、真乱数生成モジュールを集積し、CAU、HAU、EFUSE、TRNGの4大セキュリティユニットによりデータ暗号化/復号、完全性検証、重要パラメータの固定、乱数生成アルゴリズムを実行し、ファームウェアとデバイス情報のセキュリティを総合的に保護する。製品および製品開発管理体制はEUサイバーレジリエンス法（CRA）要件とIEC62443セキュリティ基準に準拠し、関連する各種業界国際規格に適合し、川下のOEMに情報セキュリティソリューションと認証コンサルティングを提供することができる。

GD32H77RシリーズMCUのSTLは、ドイツTÜV Rheinland IEC 61508 SC3（SIL 2/SIL 3）機能安全認証を取得しており、ISO 60730 Class B機能安全規格にも適合する。安全マニュアルやFMEDAレポートなどの重要資料が付属し、産業シーンにおける機器運用に堅牢で信頼性の高い機能安全基盤を提供する。

(5) 小型パッケージと高集積度

サーボドライバとロボット関節モジュールの小型化要求の高まりに対応し、GD32H77Rはコンパクトなサーボおよび関節駆動向けにリアルタイム制御MCUソリューションを開発した。9mm×9mmのBGA169小型パッケージを採用し、面積は初代H75eの3分の1だ。

4. 高集積モータ制御MCU：GD32F50MxxG、ヒューマノイドロボット関節駆動の革新

GD32F50MxxGシリーズは、ヒューマノイドロボット、協働ロボットアーム、器用なハンド向けの高集積モータ制御MCUだ。MCUに自社開発アナログチップを合封し、単一チップで三相ゲートドライバと4チャンネルの高帯域幅・低温ドリフト・レールトゥレール演算増幅器を集積する。252MHz Cortex®-M33の演算力、究極の集積度、小型パッケージ、全方位の機能安全という4大強みにより、ロボット関節の多チップ分散、体積制約、サンプリング信号劣化、EMI干渉などの業界課題を一挙に解決する。

5. 製品ラインとエコシステムの提供

ロボット分野の顧客にとって、ニーズを満たすMCUチップはあくまで出発点に過ぎず、充実したエコシステムこそが製品の迅速な量産と実用化の鍵となる。

まず、兆易創新はMCU分野において10年以上にわたりエコシステムリソースを蓄積しており、製品ラインが充実し、出荷量も膨大であるだけでなく、顧客層も非常に広範囲に及んでいる。

兆易創新の公表データによれば、同社は中国本土の32ビット汎用MCU市場で8年連続首位を維持している。現在、MCU事業は全世界で2万社以上の顧客にサービスを提供し、81の製品シリーズ、800以上のモデルを擁し、累計出荷台数は25億個に達している。2025年のMCU出荷台数は約5億個だった。2025年の世界32ビット汎用MCU市場では、兆易創新が唯一の中国本土メーカーとして世界トップ10に入り、現在世界第7位となっている。

李孝剣氏は、今年はMCU市場全体の需要が好調で、中国国産代替トレンドの後押しもあって、出荷台数は過去最高を更新し、さらに多くの顧客をカバーする見込みだと明かす。

その膨大な出荷規模と広範な顧客基盤は、充実した製品ライン構成に支えられている。MCU製品ライン構成を見ると、兆易創新のMCU製品はArm Cortex-M3からCortex-M7までの高演算力コアをカバーしており、同時にRISC-Vコアを搭載した32ビット汎用MCUを世界で初めて発表したメーカーでもある。異なる市場ポジショニングに応じて、専用シリーズ、メインストリームシリーズ、ワイヤレスシリーズ、およびエントリーレベル、メインストリーム、ハイパフォーマンス製品シリーズに分類されている。

充実したMCU製品マトリックス、膨大なMCU出荷量、幅広い顧客カバレッジにより、兆易創新は第一線顧客や市場からのリアルなニーズを継続的に収集し、「ニーズ収集→製品定義→顧客検証→量産化の加速」という迅速なイテレーションサイクルを形成している。

次に、ヒューマノイドロボット向けMCU製品マトリックスを見ると、兆易創新は今回発表したGD32H77RとGD32F50MxxGシリーズに加え、既存のGシリーズ、Eシリーズ、Fシリーズなどとともに、CAN 2.0からEtherCAT（リアルタイム性は低から高）、エントリーレベルからハイパフォーマンスまでをカバーするヒューマノイドロボット向けMCU製品マトリックスを構成している。

李懿氏は、「「H772は動的性能が極めて求められる足関節に適しており、F50Mは腕や肘などの上肢関節に適している。両者は相互に補完し合う関係にある。これら2つの新しいMCUは、既存のGシリーズ、Eシリーズ、Fシリーズと組み合わせることで、さまざまなロボットコンポーネントや部位のニーズに対応できる」と強調した。

さらに、兆易創新はストレージやアナログ製品ラインも有しており、MCU製品とヒューマノイドロボット市場で連携することが可能だ。

兆易創新 上級副社長兼MCU事業部総経理の李宝魁（リー・バォキュー）氏は、「兆易創新はプラットフォーム型企業で、当社のコアコンピタンスはストレージに由来する。当社はストレージ事業でスタートし、その後アナログ製品ラインが強化されるにつれて、アナログ分野での優位性もますます明確になってきている。現在、当社のストレージおよびアナログ製品はヒューマノイドロボットで広く採用されている。MCU製品はさらに、当社のストレージおよびアナログ技術の強みを統合しており、顧客により多くの価値を提供できる」と述べた。

さらに、李宝魁氏は兆易創新はFOCによるモーター制御アルゴリズム（エンコーダインターフェースのドライバを含む）や、エンジニアによる二次開発用のデモなど、包括的なリファレンスソリューションを提供していると説明した。EtherCAT通信部分についても、比較的完全なデモを提供しており、顧客は一部変更するだけで直接商用化が可能だ。

「インターフェースパラメータ調整の面でも、エコシステム全体で多くのリファレンスハードウェア設計やソフトウェアデモ、多数の顧客向け利用説明書、特定アプリケーション向けドキュメントを提供している。これらのドキュメントにより、顧客は当社のハードウェア・ソフトウェアソリューションをより効果的かつ効率的に理解・利用することができます。当社のFAEは主要顧客の要望に応え、24時間体制で対応し、顧客が迅速な対応を必要とする際にはタイムリーなサポートを提供します」と李宝魁氏は強調した。

（原文： https://www.icsmart.cn/108487/ ）