近日，中科无线半导体基于氮化镓(GaN)HEMT工艺的机器人关节ASIC驱动器芯片已正式推出并商用。
这一成果进一步填补了国产机器人GaN驱动芯片的空白，为国产机器人关节模组的自主化提供了技术累计。
机器人保有量突破428万台，GaN成为下一阶段的增长点
近年来，全球机器人产业迎来爆发式增长。
国际机器人联合会(IFR)发布的《2024年全球机器人报告》显示，截至2023年底，全球工厂运行的机器人数量已突破428万台，同比增长10%。展现出强劲的发展势头。
然而，在机器人快速普及的过程中，机器人的规模化应用仍面临核心瓶颈——作为机器人的“关节心脏”，电机驱动系统需在有限空间内完成高精度运动控制。而GaN的应用或许成为破解机器人驱动难题的关键。
图/包图网
德州仪器(TI)表示，GaN 可以在高 PWM 频率下以低损耗轻松实现更高精度的电机控制。GaN 的高功率密度特性与TI的集成式驱动器的特性相结合，可进一步减小尺寸。
目前，GaN在机器人领域的应用已从工业机械臂扩展至人形机器人赛道。
英飞凌预测，由于GaN材料能够提高紧凑性，机器人行业将在2025 年及以后广泛使用GaN，这将推动送货无人机、护理机器人和人形机器人的发展。而随着机器人技术与自然语言处理、计算机视觉等先进AI技术的融合，GaN将提供实现紧凑、高性能设计所需的效率。
GaN 芯片竞争：产业生态协同成关键因素
GaN在机器人领域优势显著，但国内企业与国外巨头仍存在一定差距。
当前，德州仪器、英飞凌、EPC等外企在机器人GaN驱动领域占据优势地位：
德州仪器的LMG2100R026器件，具有集成栅极驱动器和增强模式氮化镓 (GaN) FET，可承受 55A 的持续电流。
英飞凌的PSOC™ Control C3系列，99%系统效率 + GaN器件低损开关 ，能耗直降10%，散热成本减半。
EPC的EPC91104 采用EPC23104 ePower Stage IC，能够提供高达 10 Apk(7 ARMS)的稳态输出电流，以及高达 20 Apk(14 ARMS)的脉冲输出电流。
外企的优势不仅在于半导体技术的深厚积累，更体现在产业生态的协同效应上。尤其是在人形机器人领域，这种协同形成了技术迭代与市场反馈相互促进的良性循环。
Big-Bit 产研室指出，人形机器人作为继计算机、智能手机、新能源汽车后的颠覆性产品，目前仍处于萌芽期。市场外资品牌占绝对优势地位，特斯拉、Figure AI 等已展示初步量产能力。
不过，国内机器人正快速追赶，宇树科技、优必选、智元机器人等企业已实现部分领域持平甚至技术赶超。
在国内机器人产业推动下，中科无线半导体、镓奥科技、东渐氮化镓等本土GaN企业也取得突破发展。
中科无线半导体本次发布正式商用型号为(CT-1906)，LGA封装集成6个GaN HEMT(三相半桥拓扑)与3路独立驱动器。支持80V连续电压/100V瞬态电压、60A持续电流输出以及5MHz的开关频率。同步推出CT-1904、CT-1902系列。
高集成度、高可靠性、低功耗、全面保护机制，以及优异的动态响应和电磁兼容性。实现小体积大能量。实现开关频率1MHz以上，98.5%能量转换效率(较传统Si基方案提升40%)，温升ΔT≤25K@满载)。
该系列芯片的推出，标志着国产 GaN 从 “实验室” 进一步走向 “产业化”。
小结
中科无线半导体GaN驱动芯片的落地，不仅进一步填补了国产机器人GaN驱动芯片的空白，更为我国机器人产业打破外资技术垄断提供了关键累计。
GaN 凭借高频、高效、高集成的特性，已成为推动机器人向小型化、智能化、高性能化发展的核心技术。
未来，随着国产企业在材料工艺、芯片设计及产业化应用上的持续突破，GaN驱动芯片有望加速渗透至更多机器人细分场景，助力我国在全球机器人产业竞争中占据一席之地。 |
