近日，中國(guó)“黑豹2.0”四足機(jī)器人搭載GaN電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了革命性突破。該機(jī)器人由中國(guó)浙江大學(xué)杭州國(guó)際科創(chuàng)中心人形機(jī)器人創(chuàng)新研究院聯(lián)合鏡識(shí)科技有限公司、杭州凱達(dá)爾焊接機(jī)器人股份有限公司共同發(fā)布，被稱為是全球速度最快的四足機(jī)器人。
核心技術(shù)突破：氮化鎵（GaN）功率器件
“黑豹2.0”的革命性突破在于其電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中核心技術(shù)之一是采用了第三代氮化鎵（GaN）功率器件。氮化鎵作為第三代半導(dǎo)體材料的代表，具有高頻、高效、高功率密度等優(yōu)勢(shì)，相較于傳統(tǒng)硅基器件，能夠顯著提升電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能。
具體而言，氮化鎵器件的應(yīng)用使得“黑豹2.0”的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了以下突破：功率密度大幅提升：功率密度提升至15kW/kg，達(dá)到行業(yè)新高，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)更加緊湊高效。
能效轉(zhuǎn)換效率高達(dá)95%：氮化鎵器件的高頻開(kāi)關(guān)特性（可達(dá)3MHz）和零反向恢復(fù)損耗特性，有效降低了開(kāi)關(guān)損耗，提升了系統(tǒng)效率。
控制響應(yīng)延遲壓縮至2毫秒以內(nèi)：為機(jī)器人提供了更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力，支持其實(shí)現(xiàn)10米/秒的極限奔跑速度。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)小型化與輕量化：通過(guò)減小器件體積，氮化鎵器件助力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了小型化與輕量化設(shè)計(jì)。
浙江大學(xué)杭州國(guó)際科創(chuàng)中心人形機(jī)器人創(chuàng)新研究院院長(zhǎng)王宏濤教授表示：在研發(fā)“黑豹2.0”的過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了兩大顛覆性突破之一就是設(shè)計(jì)出了國(guó)際領(lǐng)先的具有高功率密度、高載荷能力的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，為下一代工業(yè)四足機(jī)器人的研發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
氮化鎵功率器件的應(yīng)用不僅提升了“黑豹2.0”的運(yùn)動(dòng)性能，還為機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)的輕量化與能效革新提供了標(biāo)桿案例。其高頻開(kāi)關(guān)特性和高功率密度特性，解決了傳統(tǒng)硅基器件在功率密度、熱損耗與響應(yīng)速度上的瓶頸，助力電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在更高頻率下工作，同時(shí)降低功率損耗。
氮化鎵技術(shù)的引入，為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。隨著技術(shù)的進(jìn)一步突破和市場(chǎng)需求增加，氮化鎵有望成為推動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的重要力量。（集邦化合物半導(dǎo)體整理）