GaN技术杂谈

人形机器人旨在模拟人类运动，目前在各种应用领域中呈现出强劲的市场增长。电机控制是机器人设计中的关键环节。本文概述了基础电源架构以及作为核心组件的电力电子系统所需满足的要求，并介绍了高效功率转换公司（EPC）提供的相关解决方案示例。

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根据 Goldman Sachs 的研究报告，2025 年全球人形机器人出货量约为 15,000 至 20,000 台，未来十年预计将实现超过 40% 的复合年增长率。在这场从科幻走向现实的技术竞赛中，电机驱动的高频化、小型化与热管理能力成为关键胜负手。本文将概述人形机器人的电源架构及其核心电力电子器件的技术要求，并结合行业领先厂商 Efficient Power Conversion Corporation（EPC）提供的 GaN 解决方案进行说明。

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本文最初发表于 EE Times。

功率 MOSFET 市场规模庞大且发展成熟，预计到 2027 年市场规模将达到约 140 亿美元。该市场通常分为三个电压区间：40 V 以下、40–200 V 以及 600 V 以上。其中，200 V 以下的市场约占整体市场的 75%。高效能电源转换（Efficient Power Conversion，EPC）的大多数目标应用正集中于这一电压区间，包括 AI 服务器、48 V 电源转换器、机器人以及自主机器。这使其成为 GaN 技术采用的关键战场。通过专注于更高效率、更高功率密度以及更简化的系统设计，GaN 技术正日益成为现代电源转换系统中取代硅器件的可行选择。

在摩纳哥举行的 Bodo Power Systems 宽禁带论坛上，EPC 创始人兼首席执行官 Alex Lidow 凭借其五十年电力半导体领域的经验，为 GaN 相关讨论定下了基调，重点强调了氮化镓（GaN）的显著优势。与来自德州仪器（Texas Instruments）、Navitas、英飞凌（Infineon）、东芝（Toshiba）、大众汽车（Volkswagen）和三菱（Mitsubishi）的专家同台交流时，他将 GaN 定位为低电压、高频系统的更优选择——应用领域涵盖 AI 数据中心、人形机器人、自动驾驶车辆以及 LiDAR。尽管 SiC 仍然是高电压应用的首选，但 Lidow 指出，GaN 已成为一种具有成本优势的技术，正在重塑负载点（PoL）供电架构——而且远不止于此。