2025年是东谈主形机器东谈主量产元年，氮化镓（GaN）半导体正以“性能创新者”的姿态，镌汰机器东谈主从现实室走向范围化商用的距离。

　　相较于传统硅基芯片，这种第三代半导体材料凭借高频、高能效、耐高压等特质，成为破解机器东谈主重要驱动精度、功率密度与散热贫困的“金钥匙”，为机器东谈主产业崛起作念“镓”衣。从英诺赛科推出芯片决议，到意优科技应用于重要模组驱动，再到德州仪器等海外大厂，均纷繁前瞻布局氮化镓材料新产物。

　　机器东谈主性能的“金钥匙”

　　7月的苏州昭节高照，走进英诺赛科位于苏州的氮化镓芯片制造基地，沿着参不雅通谈前行，无尘车间内超百台自动化设备以超高精度24小时不阻隔运转。

　　动作大家范围内草创性罢了8英寸硅基氮化镓晶圆量产的半导体企业，记者在英诺赛科展厅内看到，一块指甲盖大小的氮化镓芯片被置于展台中央。据先容，这颗芯片的开关速率极高，导通损耗比传统硅基器件申斥70%。这颗不起眼的芯片，将成为机器东谈主手腕重要的驱动中枢，出当今异日量产机型中。

　　氮化镓是极具性能上风的第三代半导体材料之一。连年来，跟着AI、电动汽车、机器东谈主原意兴起，比拟传统硅材质，氮化镓凭借高频、高能效、耐高压、耐高温等概括上风在功率半导体领域崭露头角。

　　在机器东谈主领域，氮化镓芯片相较于传统硅基芯片展现出多方面上风。英诺赛科产物开发部副总司理王怀锋在接纳证券时报记者采访时指出，氮化镓芯片具有更小的导通损耗、更低的开关损耗、莫得反向复原损耗以及更小的器件体积。这些上风在机器东谈主重要电机驱动等重要应用中，切实惩处了传统时刻靠近的诸多痛点。

　　“以重要电机驱动为例，氮化镓芯片好像提高电机功率，感奋机器东谈主高负荷载重需求。”王怀锋说，“它还能感奋东谈主形机器东谈主对高精度动态适度的条目，比如纯真指点和均衡防守。愚弄氮化镓的高频特质，通过莳植电机驱动的开关频率，从而减小重要电机的尺寸和分量，莳植电机退换遵循，延长机器东谈主的续航时辰。”

　　在载重机器东谈主上，商场关于承重预计打算的需求在不断莳植。比喻条目机器东谈主在更小体积下罢了大于100公斤承重，爆发功率需达到数十千瓦，而这一需求已远超硅基芯片的才略范围。王怀锋强调，当机器东谈主需要阻难现存功率密度截止，罢了如抱起老东谈主等实用化场景时，氮化镓芯片将成为不成或缺的遴选。

　　东谈主形机器东谈主集成多种子系统，在等同东谈主类体积内保执复杂系统沉稳脱手，难以感奋尺寸和散热条目，其中重要适度系统空间受限最大。集邦规划指出，约40个电机及适度系统散布于机器东谈主身段各部位，手部可能集成十多个微型电机，不同部位电机电源条目不同，且与传统系统比拟，东谈主形机器东谈主重要系统适度精度、尺寸和散热条目更高。氮化镓芯片不错罢了更精准的适度、减少开关损耗，而且其尺寸更小。

　　海外大厂雷同密切存眷氮化镓在东谈主形机器东谈主上的应用。本年2月，德州仪器就发表证明指出，氮化镓不错在高PWM频率下以低损耗玩忽罢了更高精度的电机适度。氮化镓的高功率密度特质与德州仪器的集成式驱动器的特质相结合，可进一步减小尺寸。由于这些上风，氮化镓电机驱动器可能会成为东谈主形机器东谈主的首选遐想，带来更高效、更证据和更智能的机器东谈主遐想。

　　与此同期，英诺赛科、中科无线半导体等国内企业正积极布局。据了解，英诺赛科的氮化镓产物已在东谈主形机器东谈主的多个中枢部件和系统中罢了应用并取得权贵后果。其100V氮化镓产物已生效应用于东谈主形机器东谈主的高下身肢体重要，使功率莳植了30%，退换遵循莳植5%。在48VDC/DC电源应用中，更是让电源体积减少30%，灵验从简了机器东谈主有限的空间。

　　此外，中科无线半导体近期也推出了首颗基于氮化镓可编程具身机器东谈主能源系统芯片。

　　中枢部件最初使用

　　在东谈主形机器东谈主产业爆发前夜，中枢零部件厂商正成为时刻阻难的重要力量。动作东谈主形机器东谈主零部件头部供应商，意优科技在机器东谈主重要模组领域的时刻创新备受存眷。而氮化镓半导体时刻的引入，成为意优科技在机器东谈主重要模组领域的进犯布局。

　　位于江苏无锡的意优科技研发总部，有一条半自动化出产线，由机械臂与工东谈主协同完成重要拼装。据了解，不久前完成新一轮融资的意优科技，已在无锡锡山、上海张江两地布局了先进产能，展望2025年总产能将达到18万套。

　　意优科技时刻总监李战猛示意，相较于传统硅基MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）器件，氮化镓器件在重要驱动层面具有寄生参数小、开关速率快、导通损耗小、封装紧凑等权贵上风。这些特质带来了两方面的莳植：一方面大幅减小了硬件电路面积，激动驱动系统微型化；另一方面提高了PWM适度分离率，融资炒股申斥电流纹波，罢了更讲究的电流适度，从而莳植重要电机的指点精度。

　　在遵循弘扬上，传统硅基决议的遵循通常在85%至95%之间，而氮化镓驱动器可罢了98.5%以上的退换遵循。“这意味着在疏导面积下，咱们不错赢得更高的功率输出，感奋东谈主形机器东谈主高爆发力指点的需求。”李战猛示意。

　　面前，意优科技已将英诺赛科的氮化镓芯片ISG3204应用于重要里面驱动板。商量到不同规格重要模组的电流需求各异，意优科技在功率器件选型上经受了讲究化战略。“小功率重要应用中，氮化镓决议不错从简板内面积、减少分立元器件数目，匡助申斥资本。”

　　事实上，资本问题是氮化镓芯片延迟应用的进犯成分。在机器东谈主领域，国内半导体厂家正通过开释范围效应、莳植良率、改善工艺等状貌申斥氮化镓制酿资本。

　　英诺赛科是大家首家罢了8英寸硅基氮化镓晶圆量产的企业，这项时刻比拟行业常见的6英寸晶圆，能使单片晶圆晶粒产出莳植80%，单颗芯片资本申斥30%。跟着产能进一步扩大，单元固定资本将权贵申斥。此外，通过优化外减慢冲时刻和工艺参数，英诺赛科的晶圆良率已达95%，低弱势率大幅减少了废品亏蚀。

　　此外，英诺赛科推出合封芯片，将驱动电路、保护电路与氮化镓器件集成，简化了机器东谈主重要电机驱动遐想，减少外围元件30%以上。举例100W重要电机驱动模组已量产，在莳植系统能效的同期，申斥了举座系统资本。

　　尽管氮化镓时刻上风权贵，但大范围应用仍需阻难考据关。李战猛坦言，氮化镓器件在耗尽电子领域已大范围普及，但在机器东谈主电机驱动领域尚处于批量考据阶段。意优科技已在某些重要驱动型号中罢了小批量出产，“从现时考据结果来看，咱们以为范围化量产的时辰点会比较快，但仍需要一定时辰和无数目的产物考据。”

　　因循机器东谈主千亿商场

　　现时，东谈主形机器东谈主产业正处于爆发前夜，但中枢零部件领域仍靠近诸多挑战。李战猛以为，硬件发展速率跟不上AI时刻逾越，是制约行业发展的进犯成分。“软件在AI加执下发展迅猛，但硬件在材料、工艺等方面仍需阻难。”李战猛指出，北京机器东谈主马拉松出现的状态，就突显电机发烧、散热遐想等硬件问题亟待惩处。

　　尽管面前机器东谈主产业仍处于发展早期，存在承重才略低、拟东谈主化差等问题，但王怀锋以为，氮化镓芯片如故成为机器东谈主性能进一步莳植和量产落地的刚需，并清楚，公司已全面引申下一代机器东谈主的遐想决议，有部分产物如故在头部客户罢了量产。

　　据了解，英诺赛科与机器东谈主厂商开荒了基于时刻互补、深切联结的勾搭形式。王怀锋指出，机器东谈主厂商庄重统共系统的界说和开发，基于系统需求，两边共同界说氮化镓的产物规格，英诺赛科委派联系氮化镓产物，并配合客户完成电机驱动的功率部分调试，惩处系统测试经由中出现的问题。

　　关于异日商场增长后劲，王怀锋充满信心：“异日5年机器东谈主会爆发式增长，因应用场景丰富，这个商场会比新能源汽车大100倍。异日的机器东谈主，全身齐会是氮化镓产物，将会成为氮化镓的最大应用商场。”

　　据了解，面前一台东谈主形机器东谈主包含大、小重要电机约30至40个，小重要使用3至6颗GaN器件，最大的重要需要使用24颗GaN器件，一台东谈主形机器东谈主共需要使用氮化镓器件约300颗。跟着机器东谈主解放度和功率密度的莳植，单个机器东谈主在电机驱动、GPU电源、BMS等部位使用的氮化镓器件数目有望超越1000颗。跟着东谈主形机器东谈主产量的马上增长以及性能的不断莳植，异日氮化镓在该领域的需求例必会迎来爆发。

　　关于东谈主形机器东谈主异日发展，李战猛雷同充满信心。“异日5年内，东谈主形机器东谈主将冉冉参预工场，替代败兴、重迭、危急的职责，形成百亿乃至千亿级商场；而站在10年的时辰维度上，东谈主形机器东谈主有望像汽车一样走进家庭，成为具有万亿级商场的家用智能终局。”

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