机械设备行业:机器人下一个方向:执行器GAN驱动

2025-11-30 15:20:06 和讯  国盛证券张一鸣/何鲁丽
  人形机器人对驱动器的核心诉求是小型化/轻量化、低能耗、快速响应、高可靠性和高功率密度。人形机器人发展至今,有几大趋势已然明确:人形机器人需模拟人类肢体结构,关节(如灵巧手、手腕)空间紧凑;GPU电源管理、电池管理系统等,新应用场景和功能模块涌现,机器人续航焦虑依旧在;机器人执行任务频繁启停,运动场景复杂,需要极快速的响应能力;关节需输出足够扭矩,电机功率增大,要求驱动器在小空间内实现高输出功率。在追求高效能、小体积的电机驱动应用领域,传统硅基(Si)功率器件已逐渐触及性能天花板。
  GaN(( 化化))器件在机器人关节电机驱动中核心优势是高频、高精度与极致功率密度。GaN 提升开关频率可以大幅降低电流纹波与转矩脉动,并显著提升机器人运动平滑度与定位精度,GaN 功率器件有望给人形机器人带来革命性的突破:
  损耗大幅降低:化化)功率器件具有极低的导通电阻,在相同的工作条件下,其导通损耗相较于硅基MOSFET 可降低50%-70%;
  小型化设计:据Innoscience 的实际测试显示(下同),采用GaN 后关节驱动板体积缩减约50%;
  系统更可靠:在相同散热条件下,GaN 器件温度比Si 方案低23℃以上;在18A 以下相电流时,集成GaN 方案可无需散热器,极大减小系统体积;
  功率密度更高:分立GaN 方案最大输出电流有效值比Si 方案提升3.5A,GaN 可支持更高负载电流,轻松实现更高功率密度。
  GaN 已经开始大量用于机器人执行器、灵巧手等模块,ASP 或超万元。
  我们认为主流人形机器人关节数为60 个,单个关节需要用6-8 个化化)器件,参考TI 的价格LMG 系列价格单个价格在4.4-7 美元,如若人形机器人均采用GaN 器件,其单台ASP 超万元。Innoscience 眼下开始批量供货,标志着GaN 在机器人领域从技术验证阶段正式迈入商业化落地阶段,为后续大规模应用奠定了基础。
  目前头部整机研发企业和聚焦核心部件的厂商已明确将化化)驱动器作为核心组件。头部具身智能厂商上海智元机器人已经在脖子、手肘等关键部位开始搭载英诺赛科的化化)芯片,标志着GaN 器件正式成为人形机器人产业的“功率神经”。固高科技则发布了适用于机器人的GSFDGaN驱动器;Innoscience 则是推出了专为机器人等追求高效能、小体积领域而生的两款低压GaN 电机驱动方案等。
  投资建议:建议关注国内外领先布局GaN 驱动的厂商:1)上游GaN 功率器件公司英诺赛科(2577.HK)等;下游GaN 驱动器公司睿能科技(603933.SH)、固高科技(301510.SZ)等。
  风险提示:研发不及预期风险,宏观经济风险,下游进展不及预期风险,测算时间风险,市场竞争加剧风险。
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(责任编辑:刘静 HZ010)

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