10月14日，英诺赛科宣布与优联智能合作，把100V氮化镓功率器件用在了Dexa Cyclo摆线关节模组。功率转换损耗下降50%，主功率变换电路尺寸缩减75%。
人形机器人的技术迭代，软件是一方面围绕算法进行，另外功率半导体的技术迭代下沉到关节内部的功率驱动，一个的应用市场在展开！
Part 1
英诺赛科的100V低压氮化镓（GaN，第三代半导体，开关快、损耗低）器件INN100EBD018EAD，进入优联智能Dexa Cyclo摆线关节模组。
双方采用三相全桥拓扑加半桥自举驱动，把功率电路、电机、传动机构、传感器和通信系统集成进一个关节单元，覆盖人形机器人肩、肘、髋、膝，也面向协作机械臂和特种服务机器人。
功率转换损耗下降50%，主功率变换电路缩减75%，关节模组整体缩小15%到20%，这是把GaN从参考设计推进到具体执行器。
工业机器人时代，控制器、电源、功率板和电机各自安家，空间充裕。
人形机器人要把驱动板塞进关节内部，肩膀、手臂、腿部余量都很小，还要扛频繁加减速、冲击和长时间工作的热负荷。传统硅MOSFET（用量最大的硅基功率开关）开始吃力。
不少人形机器人用48V附近电池母线，髋、膝这类大功率执行器输出2kW，直流侧平均电流约41.7A；上到4kW，就是83.3A。电流越大，发热越难压。
GaN相对硅MOSFET的收益，主要在三处。
◎ 一是开关损耗。
功率开关每通断一次，电压和电流短暂重叠，产生损耗，PWM（脉冲宽度调制，靠快速通断调节输出）频率越高损耗越大。GaN栅极电荷低、开关速度快，这部分能明显降下来。
◎ 二是反向恢复。
硅MOSFET自带体二极管，三相逆变器换相时，体二极管的反向恢复会带来额外损耗和电压应力。GaN没这个包袱，瑞萨器件规格书里，反向恢复电荷直接标零。
◎ 三是死区。
同一桥臂上下管不能同时导通，切换时要留死区，死区过长，输出电压会失真，低速小电流时尤其明显。
GaN能把死区压得更短，电流纹波更低，转矩输出更稳。对慢速抓取、保持姿态、接触外界这类任务，转矩精度直接决定机器人活干得细不细。
热设计的收益，可能比省电更有价值。
关节是封闭小空间。电机发热，减速器也发热，驱动板再挂个大散热器，结构就没法排。
功率电路少发热，工程师就能重排PCB、散热通路和传感器位置。有时少几瓦发热，比省几瓦电更解决问题。主功率电路缩了75%，落到整机只有15%到20%。
关节里占地方的大头是电机、减速器、轴承、抱闸和结构件，GaN 把电气驱动部分做紧凑，给功率输出和热管理腾余地。
Part 2
机器人电池的能量，依次经过电源系统、逆变器、电机、减速器，最后变成关节的机械运动，每一级都有损耗。
GaN降的是逆变器这一段。一个关节的功率电路原来损耗20W，用GaN后降到10W，连续运行一小时，少烧10Wh电。
但电机铜损、铁损，减速器摩擦，控制系统和AI计算平台的功耗都还在。整机能多跑多久，得结合真实任务算。
德州仪器2024年2月发布的TIDA-010936，是一块48V/16A小型三相GaN逆变器参考设计，用三颗LMG2100R044（100V、35A GaN半桥），覆盖12V到60V，40kHz PWM下峰值效率99.3%，死区16.6ns，25℃不用散热器能跑16A连续电流。
目前全球的功率半导体企业都开始围绕100V的GAN器件进行布局。
瑞萨10月6日推出首批100V增强型GaN分立晶体管，四款型号，导通电阻5mΩ到1.2mΩ。其中RTP100E005G1FL导通电阻典型值5mΩ，3.3mm×3.3mm封装，栅极电荷5.2nC。
按官方口径，开关损耗最多降40%到70%，系统功率密度最高翻倍，封装与硅器件兼容。工业电机、48V伺服驱动、机器人和数据中心48V电源，都在目标清单里。
三家路线各有侧重。
◎ 英诺赛科卖器件，同时往下游多走一步，跟机器人客户联合开发；
◎ 瑞萨用低压器件系列加既有模拟、控制产品线切入；
◎ 德州仪器能把功率级、驱动、电流检测、MCU和软件串成一套。
机器人厂商未来买的可能是几颗分立器件，也可能是一整套驱动方案。
硅MOSFET产业化多年，便宜、供应商多、驱动方案全。腰部、髋部、膝部愿意为功率密度付溢价，手指和小型辅助关节未必划算。
GaN高速开关对PCB寄生参数、驱动电压、EMI、热循环和短路保护要求都更高。单颗器件效率高，不等于整套关节更可靠。
竞争维度也会跟着变，从比导通电阻，转向比单位体积输出功率、真实工况损耗、电流采样精度、EMI水平和长期可靠性。
人形机器人产业进入工程化阶段，标准变成每个关节的重量、成本、温升、效率和一致性。功率半导体因此拿到一个新市场。
100V器件过去的主场是通信电源、工业驱动和低压电源转换，现在机器人关节提出高频、高集成、精确力矩控制的组合需求，低压GaN有机会切入更广的运动控制市场。
