在人形机器人即将步入量产的新纪元，氮化镓（GaN）半导体材料正以其卓越的性能，成为缩短机器人从实验室迈向规模化商用道路的关键推手。这一革命性的材料，以其高频、高效能、耐高压的特性，为破解机器人关节驱动精度、功率密度及散热难题提供了全新的解决方案。
在苏州英诺赛科的氮化镓芯片制造基地内，上百台自动化设备24小时不停歇地运作，生产着指甲盖大小的氮化镓芯片。这些看似不起眼的芯片，实则蕴含着巨大的能量，它们将成为未来量产人形机器人手腕关节的驱动核心。英诺赛科作为全球首个实现8英寸硅基氮化镓晶圆量产的企业，其展厅内的氮化镓芯片展示了令人瞩目的性能：开关速度极快，导通损耗较传统硅基器件降低了70%。
氮化镓作为第三代半导体材料，近年来在AI、电动汽车及机器人等领域的兴起中崭露头角。相较于传统硅材质，氮化镓在功率半导体领域展现出了高频、高效能、耐高压及耐高温的综合优势。在机器人领域，氮化镓芯片的优势尤为明显，其更小的导通损耗、更低的开关损耗、无反向恢复损耗以及更小的器件体积，切实解决了传统技术在机器人关节电机驱动等关键应用中的诸多痛点。
英诺赛科产品开发部副总经理王怀锋指出，氮化镓芯片能够提高电机功率，满足机器人高负荷载重需求，同时满足人形机器人对高精度动态控制的要求。通过提升电机驱动的开关频率，氮化镓能够减小关节电机的尺寸和重量，提升电机转换效率，从而延长机器人的续航时间。在载重机器人领域，市场对承重指标的需求不断提升，氮化镓芯片凭借其出色的性能，成为突破现有功率密度限制、实现实用化场景不可或缺的选择。
意优科技作为人形机器人零部件的头部供应商，在机器人关节模组领域的技术创新备受瞩目。该公司已将英诺赛科的氮化镓芯片应用于关节内部驱动板，实现了硬件电路面积的大幅减小和驱动系统的小型化，同时提高了PWM控制分辨率，降低了电流纹波，提升了关节电机的运动精度。意优科技技术总监李战猛表示，氮化镓器件在关节驱动层面具有寄生参数小、开关速度快、导通损耗小、封装紧凑等显著优势，使得转换效率可达98.5%以上，满足人形机器人高爆发力运动的需求。
尽管氮化镓芯片在人形机器人领域的应用前景广阔，但大规模应用仍需突破验证关。李战猛坦言，氮化镓器件在消费电子领域已大规模普及，但在机器人电机驱动领域尚处于批量验证阶段。然而，从当前验证结果来看，规模化量产的时间点或将较快到来。英诺赛科与机器人厂商建立了深入合作的模式，共同定义氮化镓的产品规格，并配合客户完成电机驱动的功率部分调试，解决系统测试过程中出现的问题。
人形机器人产业的爆发前夕，核心零部件领域仍面临诸多挑战。硬件发展速度跟不上AI技术进步，成为制约行业发展的重要因素。然而，氮化镓芯片已经成为机器人性能进一步提升和量产落地的刚需。据了解，目前一台人形机器人需要使用氮化镓器件约300颗，随着机器人自由度和功率密度的提升，未来单个机器人在电机驱动、GPU电源、BMS等部位使用的氮化镓器件数量有望超过1000颗。人形机器人产量的飞速增长以及性能的不断提升，将推动氮化镓在该领域的需求迎来爆发式增长。
