近日，中科半導(dǎo)體正式發(fā)布國(guó)內(nèi)首顆面向人形機(jī)器人關(guān)節(jié)的氮化鎵（GaN）磁編碼傳感器，依托 GaN 2DEG 高靈敏，高輻照、高頻、高溫穩(wěn)定特性，在180℃極端工況下實(shí)現(xiàn)角度精度、溫漂、帶寬、功耗等核心指標(biāo)全面領(lǐng)先傳統(tǒng) TMR 傳感器，一舉解決人形機(jī)器人關(guān)節(jié)發(fā)熱嚴(yán)重、空間狹小、輕量化不足、高精度難兼顧四大行業(yè)痛點(diǎn)，為高性能伺服關(guān)節(jié)提供國(guó)產(chǎn)化、高可靠、小型化的新一代位置感知核心方案。

01.

突破高溫瓶頸：180℃穩(wěn)定工作，徹底解決關(guān)節(jié)發(fā)熱難題

當(dāng)前人形機(jī)器人關(guān)節(jié)高功率密度運(yùn)行，電機(jī)線圈附近溫度，戶外極端天氣中心溫度突破150–180℃，傳統(tǒng) AMR/GMR/TMR 磁阻傳感器出現(xiàn)靈敏度驟降、精度惡化、溫漂劇增、壽命衰減，難以滿足長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。

傳統(tǒng) TMR：180℃超溫過(guò)載，靈敏度衰減超 50%，角度精度劣化至 80–200 弧秒，溫漂＞0.1°/℃，瀕臨失效。

中科 GaN 磁編碼：基于寬禁帶 GaN 與 AlScN 鐵電調(diào)控，180℃性能基本無(wú)衰減，耐受上限達(dá) 250–400℃，角度精度穩(wěn)定30–100 弧秒，溫漂低至0.01–0.03°/℃，可直接貼裝于電機(jī)線圈旁，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)內(nèi)置高密度集成，無(wú)需復(fù)雜散熱結(jié)構(gòu)。

02.

超高精度 + 高動(dòng)態(tài)：支撐亞角秒級(jí)位置環(huán)控制

產(chǎn)品采用21bit超高分辨率、低噪聲高精度ADC與可編程非線性校準(zhǔn)技術(shù)，角度誤差僅±0.1°，響應(yīng)延時(shí)＜2μs，帶寬范圍1–5MHz，最高可實(shí)現(xiàn)30萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘的檢測(cè)能力。針對(duì)人形機(jī)器人跑、跳、抓取、精細(xì)操作等高動(dòng)態(tài)、高精度控制需求，當(dāng)前機(jī)器人軌跡控制精度普遍為±0.2mm，而新一代人形機(jī)器人要求達(dá)到±0.05mm（半徑R=100mm時(shí)，對(duì)應(yīng)角度精度約103弧秒）。這一極致精度高度依賴(lài)芯片采樣與角度檢測(cè)能力，傳統(tǒng)硅基傳感器在高溫環(huán)境下難以穩(wěn)定滿足需求。

在180℃高溫工況下，AlScN?GaN 2DEG磁傳感器分辨率可達(dá)40nT，磁場(chǎng)靈敏度為傳統(tǒng)TMR傳感器的2倍以上，角度精度與穩(wěn)定性大幅提升，可使機(jī)器人運(yùn)動(dòng)更柔順，軌跡精準(zhǔn)余量更充足。

03.

賦能產(chǎn)業(yè)：推動(dòng)人形機(jī)器人關(guān)節(jié)全面升級(jí)

中科無(wú)線半導(dǎo)體專(zhuān)注機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制芯片研發(fā)，依托模擬計(jì)算與自研 GaN（氮化鎵）集成電路核心技術(shù)，打造出兼具高溫可靠、微型輕量化、超高精度、低功耗、高集成、高輻照耐受六大核心優(yōu)勢(shì)的 GaN 磁編碼傳感器，實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)性能無(wú)妥協(xié)、整機(jī)更輕更穩(wěn)、國(guó)產(chǎn)自主可控三大產(chǎn)業(yè)突破。目前，公司面向機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的多款芯片已開(kāi)放樣品測(cè)試與定制開(kāi)發(fā)，可廣泛應(yīng)用于人形機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人、工業(yè)伺服、航天及特種裝備等高可靠場(chǎng)景，助力合作伙伴打造下一代高性能機(jī)器人關(guān)節(jié)，攜手推動(dòng)具身智能產(chǎn)業(yè)快速落地