2025年4月24日，CSE组委会和充电头网联合举办的2025第三代半导体机器人快充新技术研讨会顺利落幕，本次研讨会邀请到镓奥科技市场总监戚永乐带来精彩演讲。本次研讨会中，戚永乐借助《镓奥科技赋能机器人应用》为主题，以氮化镓在机器人上的应用和优势为核心，强调镓奥科技公司介绍及在机器人上应用方案。

本次镓奥科技市场总监戚永乐带来的演讲分为三节，分别为：氮化镓器件市场和应用、氮化镓在机器人应用、镓奥科技助力氮化镓在机器人应用。

戚永乐表示，氮化镓器件的优点包括CMOS工艺兼容、大尺寸外延、薄膜器件工艺简单，且成本有望与硅器件持平。然而，也面临新场景可靠性验证、驱动电路单独设计以及高频电路电磁和热管理设计等挑战。

与传统硅器件相比，氮化镓在开关速度、体积重量、节能效果、功率密度、充电速度和系统成本等方面均有显著提升，替换硅器件可实现：开关速度快20倍、体积重量为硅方案三分之一、节能最高40%、功率密度高至3倍、充电快3倍、系统成本降低20%。

在手机快充领域，氮化镓的应用使得65W充电头能够做到小巧轻薄，与旺旺仙贝大小相当，展现出其在消费电子领域的巨大潜力。

氮化镓功率器件市场规模从2022 年的 1.82亿美元预计增长到2028年的 20.4 亿美元，技术从GaN-on-Sapphire向GaN-on-Si过渡，并在2032年可能发展出 GaN-on-GaN、GaN-on-QST、GaN-on-SOI等新技术，应用领域也不断拓展，包括消费类电源供应、数据中心、电动汽车 / 混合动力汽车的车载充电机和 DC/DC 转换，以及2032年的工业市场和电动汽车/混合动力汽车逆变器等。

同时戚永乐简要介绍了2016~2030年期间，氮化镓功率器件在消费电源、数据中心电源、工业以及汽车等的发展情况以及不同耐压器件在各领域的应用进程。

本页内容，戚永乐主要从GaN功率器件技术路线对比、GaN晶圆平台发展趋势、可靠性挑战与认证进展、系统设计优化方向、未来技术展望五大方向向观众介绍氮化镓功率器件技术趋势。

戚永乐通过对比增强型和级联耗尽型两种常关型实现方案，介绍了不同电压区间的供应商及封装创新。阐述了GaN晶圆平台技术路线差异、挑战和可靠性挑战与认证进展，涵盖系统设计优化方向。同时展望未来高压与高集成趋势，GaN与蓝宝石基技术并行发展、单片集成方案，推动8英寸晶圆规模化可有效降低成本。

氮化镓高频功率模块应用面临诸多挑战。首先，高频阻抗非线性问题突出，材料阻抗特性难以精确控制，还影响无源元件稳定性。其次，上升/下降时间延长，开关瞬态电流变化率增大，导致电磁干扰加剧。再者，谐波噪声扩展问题严峻，高频噪声频谱范围变广，滤波难度提升，寄生参数敏感度提高，等效串联电感与寄生电容影响显著。此外，微小布线差异可能导致电磁干扰性能恶化，布局要求严苛，需优化走线长度、地回路设计及屏蔽措施。

本场演讲第二节主要围绕氮化镓在机器人应用场景。

机器人场景需求包括效率、尺寸、可靠性、热管理四大方面。氮化镓的应用优势有七点：效率提升、紧凑集成、动态性能、分布式布局、延长电机寿命、低噪声特性、能量回收。采用氮化镓器件能契合高自动化工厂的低碳需求，满足机器人各方面的性能要求。

戚永乐表示，氮化镓的应用场景包括BLDC电机驱动器、激光雷达驱动器和DC/DC电源转换器。氮化镓应用的优势在于电机驱动器更小、更轻、更精确，机器视觉看得更远、更快、更清晰，以及DC/DC电源更小和更高效。

戚永乐介绍氮化镓在电机驱动应用的优劣以及调整：其优势在于更高的开关频率和更短的死区时间，能有效减少干扰、降低电流纹波和扭矩纹波，从而降低磁性功耗、改善精度，还可实现更低滤波，降低成本并实现小型化。GaN器件的高频开关特性（可达MHz级）能优化电机驱动的响应速度，降低死区损耗达70%，在伺服电机驱动中可实现更精准的电流控制，提升机器人关节的灵活性和动态性能。

而面临的挑战有绕组绝缘问题，需新型绝缘材料应对高速开关导致的匝间短路风险；轴承寿命问题，需使用陶瓷涂层轴承等方法解决高速开关增加的局部放电；以及电缆长度问题，需提高集成度以缩短电缆长度，降低信号反射影响。

氮化镓器件在激光雷达应用方面，其高开关速度和低损耗可实现窄脉冲，提升分辨率和响应速度，降低功耗，还具备小尺寸、高功率等优点。在DC-DC电源中，功率密度是传统硅基方案的 2-3倍，设计紧凑使电源体积缩小40%，且在高频下工作，尺寸、重量减半，效率更高。

戚永乐列举了安川电机、西门子等多家国内外企业及机构的相关应用案例，包括推出配备GaN的电机、伺服驱动器等产品。还提到人形机器人通常配备32个关节驱动单元，单电机驱动模块需配置6-12颗GaN器件，并预测到2031年全球人形机器人对GaN晶体管的市场需求及对中国机器人市场规模的影响。

镓奥科技的产品方案包括国产替代的大功率芯片和国产中大功率模组。并重点介绍国产化的GaN功率芯片，强调其性能领先，拥有完整的设计与制造流程，现如今国产中大功率模组，采用国产功率和驱动芯片，具备技术迭代与性价比优势，且模组专门应用于AI和新能源领域。整体展示出公司在芯片和模组技术上的国产化优势及应用前景。

镓奥CL-PAS-1600-48A AC/DC电源模块机器人充电机方案中适用于200~240Vac交流输入电压，转换效率高达93%，具有低温升和高品质的特点。功率因素为0.99，内置EMI滤波器，可降低纹波噪声，并配备智能风扇调速电路。此外，它具备输入欠压保护、输出过流/短路/过压/过温保护功能，符合CCC、CE认证标准。主要规格参数包括最大输出功率1600W、额定输出功率1515W、输出电压48Vdc、额定输出电流31.5A、稳压精度±1%以内以及输出纹波及噪音小于500mVp-p。

充电头网总结

充电头网了解到，镓奥科技总部位于浙江湖州德清，公司从事大功率氮化镓功率器件及其模组的研发、生产和销售，旨在实现中大功率氮化镓功率芯片“国产替代”，中大功率模组应用“国产设计”及其规模应用。助力国家“一带一路”，实现国产大功率 GaN 器件和模组“走出去”，以新质生产力赋能，共建国家高质量发展。

产品主要聚焦新能源、AI两大赛道中的几大应用：电动2-4轮车充电电源、家用储能、SOFC双向逆变；IDC的AI服务器/AI PC、机器人和无人机。模组核心元件采用国产GaN芯片和国产控制芯片，不断提高模组的性价比。

以上便是本次镓奥科技带来的《镓奥科技赋能机器人应用》主题演讲的全部内容，感谢您的阅读！