2025年4月24日,CSE組委會和充電頭網聯合舉辦的2025第三代半導體機器人快充新技術研討會順利落幕,本次研討會邀請到英諾賽科產品應用主任工程師鄭先華帶來精彩演講。本次研討會中,鄭先華借助《InnoGaN—機器人“芯”動力》為主題,分享英諾賽科在當下最前沿的人形機器人領域的應用探索結果。
本場演講主要分為三部分,分別為:英諾賽科介紹、GaN應用機器人電機驅動的優勢、InnoGaN機器人應用解決方案。
鄭先華表示,英諾賽科成立于2015年12月,目前已經成長為全球領先的氮化鎵制造商,員工規模達1300多人,擁有700多項專利,產品涵蓋15V-1200V氮化鎵器件、氮化鎵晶圓以及氮化鎵驅動等領域,在全球多地設有研發、制造基地,產能可達15K晶圓/每月,研發能力和產能均處于世界前列。
回顧英諾賽科發展歷程,2017-2019年年珠海工廠建成通線并實現低壓、高壓氮化鎵產品量產。2019-2021年,獲得IATF 16949:2016證書,同期蘇州工廠建成量產,并在美歐韓設立研發中心。截至2024年12月,英諾賽科總出貨量超12億顆,出貨量位居全球第一。
英諾賽科目前具備三項第一:首先,旗下產品覆蓋全球第一,是唯一能同時量產高、中、低壓器件的氮化鎵供應商,產品覆蓋10W-10KW電源,提供一站式解決方案;其次,自有晶圓廠,交付能力全球第一,8寸晶圓產能15K/月,設計產能65K/月;再次,技術實力全球第一,是全球唯一量產8英寸GaN-on-Si外延的企業,也是全球目前唯一擁有ASML光刻機先進制程的氮化鎵企業。
鄭先華表示,2025年被視為 “人形機器人量產元年”,各大廠商紛紛推出量產版的人形機器人,英諾賽科積極與行業伙伴合作,共同探索利用氮化鎵技術打造性能更卓越的機器人產品。英諾賽科的氮化鎵產品能夠覆蓋機器人旋轉執行器、靈巧手、線性執行器等部件,以及智能感知、AI及控制、電池、充電器等方面的應用。InnoGaN技術可實現輕量化、高功率密度、高效率和低溫升。
GaN具有低器件損耗、低死區時間、高開關性能等性能優勢,可提升BLDC/PMSM電機驅動效率,減少損耗和溫升,增強功率密度降低耗電。
GaN器件具備更低導通損耗、更低的開關損耗、無反向恢復損耗、更低的溫升、更強的出流能力,更適合高頻應用。在20kHz和100kHz的測試條件下,GaN HEMT相較于Si MOS均表現出更低的溫度變化(ΔTc)和損耗(loss),且在100kHz時,GaN的溫升和損耗優勢更為顯著。
GaN器件在電機驅動中的優勢,主要體現在低死區方面。其死區時間顯著縮短,能降低死區損耗并減少總諧波失真,從而提升系統和電機效率。在48V/500W電機測試中,死區時間從500ns降到20ns,逆變器效率提升了約0.48%,THD降低了約0.93%。
鄭先華指出,GaN器件在電機驅動中具備高載頻優勢,更高的PWM載頻能降低母線電流紋波、減少DC-link電容并提高系統功率密度。通過對比測試數據,展示了在PWM頻率提升3倍后,電容體積大幅減少88.69%,母線電流紋波也顯著降低。
實際對比20KHz和60KHz PWM下電機紋波電流,可見高PWM載頻能減小紋波電流,有效提升電機效率,總體可降低系統能耗。
典型人型機器人單臺約40個關節電機,方案分別對應三類電機及氮化鎵芯片:靈巧手(空心杯電機,對應ISG3204LA芯片,集成GaN+驅動IC,體積小);旋轉執行器(無框力矩電機+減速器,對應INN100EA035A芯片,體積更小、散熱強、性價比高);線性執行器(無框力矩電機+絲杠,對應INN100EQ016A芯片,體積小、散熱好、出流能力強)。
英諾賽科針對48V 500W環境推出電機驅動評估板,該方案采用ISG3204LA 芯片,具備高效率,在48V輸入下峰值效率達98.23%,滿載效率為98.1%,且在小功率場景可省去散熱器,降低系統復雜度與成本。其擁有 1000W 峰值輸出功率、150Hz 基本頻率及 20kHz 開關頻率等優勢參數,為機器人電機驅動提供了高效可靠的解決方案,目前已幫助眾多客戶快速搭建應用評估環境,加快了產品驗證與導入。
英諾賽科旗下VGaN可應用于機器人BMS解決方案,對比傳統Si MOS方案,GaN器件在系統單板體積方面取得顯著突破。元器件數量得以大幅削減,由16片銳減至8片,減幅達50%。同時,系統單板體積從110mm×97mm縮減至110mm×65mm,體積減少33%。此外,GaN方案的溫升較傳統方案降低13.1℃,在無散熱器的條件下,實現100A輸出。
英諾賽科高性能氮化鎵機器人高性能DC-DC供電方案,其1.2kW 54V-12V 4相降壓EVB輸入范圍40V-60V,輸出12V±5%,占板面積12×41mm,比HSC方案小25%,48V輸入效率峰值 98.2%、滿載97.6%,采用GaN多相降壓技術,實現更高效率與更小占板面積,助力機器人供電性能提升。
InnoGaN機器人240W快充解決方案采用All GaN BTPPFC+LLC技術,具有高效率、小體積和高功率密度的優勢。該方案在提升效率的同時,也保障了工作的連續性,為機器人快充領域帶來新的技術突破。
充電頭網總結
充電頭網了解到,英諾賽科是全球領先的第三代半導體高新技術企業,致力于硅基氮化鎵 (GaN-on-Si) 的研發與制造。公司擁有全球最大規模的8英寸硅基氮化鎵晶圓生產基地,產品設計及性能處于國際先進水平。公司氮化鎵產品用于各種低中高壓應用場景,產品研發范圍覆蓋15V至1200V,涵蓋晶圓、分立器件、IC、模組,并為客戶提供全氮化鎵解決方案。成立至今,英諾賽科擁有近700項專利及專利申請,產品可廣泛應用于消費電子、可再生能源及工業應用、汽車電子及數據中心等前沿領域。
英諾賽科,引領氮化鎵革命,賦能未來!
以上便是英諾賽科InnoGaN—機器人“芯”動力主題演講的全部內容,感謝您的閱讀!
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.