国产机器人“黑豹2.0”搭载GaN

作者 | 发布日期 2025 年 04 月 15 日 13:07 | 分类 氮化镓GaN

近日,中国“黑豹2.0”四足机器人搭载GaN电机驱动系统,在电机驱动系统上实现了革命性突破。该机器人由中国浙江大学杭州国际科创中心人形机器人创新研究院联合镜识科技有限公司、杭州凯达尔焊接机器人股份有限公司共同发布,被称为是全球速度最快的四足机器人。

核心技术突破:氮化镓(GaN)功率器件

“黑豹2.0”的革命性突破在于其电机驱动系统,其中核心技术之一是采用了第三代氮化镓(GaN)功率器件。氮化镓作为第三代半导体材料的代表,具有高频、高效、高功率密度等优势,相较于传统硅基器件,能够显著提升电机驱动系统的性能。

具体而言,氮化镓器件的应用使得“黑豹2.0”的电机驱动系统实现了以下突破:功率密度大幅提升:功率密度提升至15kW/kg,达到行业新高,驱动系统更加紧凑高效。

能效转换效率高达95%:氮化镓器件的高频开关特性(可达3MHz)和零反向恢复损耗特性,有效降低了开关损耗,提升了系统效率。

控制响应延迟压缩至2毫秒以内:为机器人提供了更快的动态响应能力,支持其实现10米/秒的极限奔跑速度。

驱动系统小型化与轻量化:通过减小器件体积,氮化镓器件助力驱动系统实现了小型化与轻量化设计。

浙江大学杭州国际科创中心人形机器人创新研究院院长王宏涛教授表示:在研发“黑豹2.0”的过程中,团队实现了两大颠覆性突破之一就是设计出了国际领先的具有高功率密度、高载荷能力的电机驱动器,为下一代工业四足机器人的研发奠定了坚实的基础。

氮化镓功率器件的应用不仅提升了“黑豹2.0”的运动性能,还为机器人动力系统的轻量化与能效革新提供了标杆案例。其高频开关特性和高功率密度特性,解决了传统硅基器件在功率密度、热损耗与响应速度上的瓶颈,助力电机驱动系统在更高频率下工作,同时降低功率损耗。

氮化镓技术的引入,为机器人产业带来了新的发展机遇。随着技术的进一步突破和市场需求增加,氮化镓有望成为推动机器人领域创新发展的重要力量。(集邦化合物半导体整理)

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