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，本次研討會邀請到鎵奧科技市場總監戚永樂帶來精彩演講。本次研討會中，戚永樂借助《鎵奧科技賦能機器人應用》為主題，以氮化鎵在機器人上的應用和優勢為核心，強調鎵奧科技公司介紹及在機器人上應用方案。

本次鎵奧科技市場總監戚永樂帶來的演講分為三節，分別為：氮化鎵器件市場和應用、氮化鎵在機器人應用、鎵奧科技助力氮化鎵在機器人應用。

戚永樂表示，氮化鎵器件的優點包括CMOS工藝兼容、大尺寸外延、薄膜器件工藝簡單，且成本有望與硅器件持平。然而，也面臨新場景可靠性驗證、驅動電路單獨設計以及高頻電路電磁和熱管理設計等挑戰。

與傳統硅器件相比，氮化鎵在開關速度、體積重量、節能效果、功率密度、充電速度和系統成本等方面均有顯著提升，替換硅器件可實現：開關速度快20倍、體積重量為硅方案三分之一、節能最高40%、功率密度高至3倍、充電快3倍、系統成本降低20%。

在手機快充領域，氮化鎵的應用使得65W充電頭能夠做到小巧輕薄，與旺旺仙貝大小相當，展現出其在消費電子領域的巨大潛力。

氮化鎵功率器件市場規模從2022 年的 1.82億美元預計增長到2028年的 20.4 億美元，技術從GaN-on-Sapphire向GaN-on-Si過渡，并在2032年可能發展出 GaN-on-GaN、GaN-on-QST、GaN-on-SOI等新技術，應用領域也不斷拓展，包括消費類電源供應、數據中心、電動汽車 / 混合動力汽車的車載充電機和 DC/DC 轉換，以及2032年的工業市場和電動汽車/混合動力汽車逆變器等。

同時戚永樂簡要介紹了2016~2030年期間，氮化鎵功率器件在消費電源、數據中心電源、工業以及汽車等的發展情況以及不同耐壓器件在各領域的應用進程。

本頁內容，戚永樂主要從GaN功率器件技術路線對比、GaN晶圓平臺發展趨勢、可靠性挑戰與認證進展、系統設計優化方向、未來技術展望五大方向向觀眾介紹氮化鎵功率器件技術趨勢。

戚永樂通過對比增強型和級聯耗盡型兩種常關型實現方案，介紹了不同電壓區間的供應商及封裝創新。闡述了GaN晶圓平臺技術路線差異、挑戰和可靠性挑戰與認證進展，涵蓋系統設計優化方向。同時展望未來高壓與高集成趨勢，GaN與藍寶石基技術并行發展、單片集成方案，推動8英寸晶圓規模化可有效降低成本。

氮化鎵高頻功率模塊應用面臨諸多挑戰。首先，高頻阻抗非線性問題突出，材料阻抗特性難以精確控制，還影響無源元件穩定性。其次，上升/下降時間延長，開關瞬態電流變化率增大，導致電磁干擾加劇。再者，諧波噪聲擴展問題嚴峻，高頻噪聲頻譜范圍變廣，濾波難度提升，寄生參數敏感度提高，等效串聯電感與寄生電容影響顯著。此外，微小布線差異可能導致電磁干擾性能惡化，布局要求嚴苛，需優化走線長度、地回路設計及屏蔽措施。

本場演講第二節主要圍繞氮化鎵在機器人應用場景。

機器人場景需求包括效率、尺寸、可靠性、熱管理四大方面。氮化鎵的應用優勢有七點：效率提升、緊湊集成、動態性能、分布式布局、延長電機壽命、低噪聲特性、能量回收。采用氮化鎵器件能契合高自動化工廠的低碳需求，滿足機器人各方面的性能要求。

戚永樂表示，氮化鎵的應用場景包括BLDC電機驅動器、激光雷達驅動器和DC/DC電源轉換器。氮化鎵應用的優勢在于電機驅動器更小、更輕、更精確，機器視覺看得更遠、更快、更清晰，以及DC/DC電源更小和更高效。

戚永樂介紹氮化鎵在電機驅動應用的優劣以及調整：其優勢在于更高的開關頻率和更短的死區時間，能有效減少干擾、降低電流紋波和扭矩紋波，從而降低磁性功耗、改善精度，還可實現更低濾波，降低成本并實現小型化。GaN器件的高頻開關特性（可達MHz級）能優化電機驅動的響應速度，降低死區損耗達70%，在伺服電機驅動中可實現更精準的電流控制，提升機器人關節的靈活性和動態性能。

而面臨的挑戰有繞組絕緣問題，需新型絕緣材料應對高速開關導致的匝間短路風險；軸承壽命問題，需使用陶瓷涂層軸承等方法解決高速開關增加的局部放電；以及電纜長度問題，需提高集成度以縮短電纜長度，降低信號反射影響。

氮化鎵器件在激光雷達應用方面，其高開關速度和低損耗可實現窄脈沖，提升分辨率和響應速度，降低功耗，還具備小尺寸、高功率等優點。在DC-DC電源中，功率密度是傳統硅基方案的 2-3倍，設計緊湊使電源體積縮小40%，且在高頻下工作，尺寸、重量減半，效率更高。

戚永樂列舉了安川電機、西門子等多家國內外企業及機構的相關應用案例，包括推出配備GaN的電機、伺服驅動器等產品。還提到人形機器人通常配備32個關節驅動單元，單電機驅動模塊需配置6-12顆GaN器件，并預測到2031年全球人形機器人對GaN晶體管的市場需求及對中國機器人市場規模的影響。

鎵奧科技的產品方案包括國產替代的大功率芯片和國產中大功率模組。并重點介紹國產化的GaN功率芯片，強調其性能領先，擁有完整的設計與制造流程，現如今國產中大功率模組，采用國產功率和驅動芯片，具備技術迭代與性價比優勢，且模組專門應用于AI和新能源領域。整體展示出公司在芯片和模組技術上的國產化優勢及應用前景。

鎵奧CL-PAS-1600-48A AC/DC電源模塊機器人充電機方案中適用于200~240Vac交流輸入電壓，轉換效率高達93%，具有低溫升和高品質的特點。功率因素為0.99，內置EMI濾波器，可降低紋波噪聲，并配備智能風扇調速電路。此外，它具備輸入欠壓保護、輸出過流/短路/過壓/過溫保護功能，符合CCC、CE認證標準。主要規格參數包括最大輸出功率1600W、額定輸出功率1515W、輸出電壓48Vdc、額定輸出電流31.5A、穩壓精度±1%以內以及輸出紋波及噪音小于500mVp-p。

充電頭網總結

充電頭網了解到，鎵奧科技總部位于浙江湖州德清，公司從事大功率氮化鎵功率器件及其模組的研發、生產和銷售，旨在實現中大功率氮化鎵功率芯片“國產替代”，中大功率模組應用“國產設計”及其規模應用。助力國家”一帶一路“，實現國產大功率 GaN 器件和模組“走出去”，以新質生產力賦能，共建國家高質量發展。

產品主要聚焦新能源、AI兩大賽道中的幾大應用：電動2-4輪車充電電源、家用儲能、SOFC雙向逆變；IDC的AI服務器/AI PC、機器人和無人機。模組核心元件采用國產GaN芯片和國產控制芯片，不斷提高模組的性價比。

以上便是本次鎵奧科技帶來的《鎵奧科技賦能機器人應用》主題演講的全部內容，感謝您的閱讀！