人形机器人跟踪：重视氮化镓方案在人形机器人电驱的应用

　　核心观点：　　GaN（氮化镓）通过材料物理特性的代际跨越,同时实现了人形机器人伺服系统对高精度、小体积、低功耗的极致要求。根据英诺赛科公众号、NE 时代公众号，相比硅基MOSFET，GaN 器件拥有一系列优势：　　（1）高频高精度，GaN 可以显著提高开关频率至100kHz-MHz 级,电流纹波大幅降低,扭矩控制更精准。（2）小型化设计，据Innoscience的测试，采用GaN 后关节驱动板体积缩减约50%；（3）温升控制更好，由于导通电阻降低、零反向恢复损耗，氮化镓方案可以让电机温升降低20-30°C，18A 以下相电流可免散热器。散热目前是人形机器人量产的瓶颈之一，氮化镓发热更低，对散热要求更低。（3）低功耗，最大输出电流有效值高，可以实现更高功率密度。　　头部厂商智元、宇树已经开始使用氮化镓方案。根据NE 时代公众号，智元机器人在脖子、手肘等关键关节的电机驱动中部署英诺赛科GaN芯片, 每个电机集成3 颗GaN 芯片，已装配至数百台人形机器人。中科阿尔法推出基于GaN 驱动的关节模组，内置GaN 驱动芯片,实现250Hz 高频反射与5ms 全链时延，可同时控制数十个关节。工控厂商也已开始布局，根据固高科技公众号，固高科技发布适用于机器人的GSFD GaN 驱动器。　　单台人形机器人GaN 器件使用量从几百到上千颗不等。根据NE 时代公众号，不同关节使用GaN 器件数量不同，主要取决于关节大小和功率。按40 个关节配置，小关节需3-6 颗GaN FET，中等关节约12 颗，大关节达24 颗，基础用量约300 颗；配置五指灵巧手等高自由度模块后，单机用量有望突破1000 颗。根据德州仪器官网，德州仪器LMG系列单价4.4-7 美元。　　投资建议。氮化镓方案对比传统方案优势显著，满足目前人形机器人轻量化、散热、高响应的需求，方案经过主机厂技术验证，目前已经进入规模化验证阶段。建议关注电驱方案解决商固高科技、睿能科技；以及氮化镓功率器件供应商英诺赛科、宏微科技。　　风险提示。人形机器人产业进展不及预期，新技术落地不及预期，技术迭代以及行业竞争加剧等风险。 【免责声明】本文仅代表第三方观点，不代表和讯网立场。投资者据此操作，风险请自担。

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