近日,中科半導(dǎo)體正式發(fā)布國內(nèi)首顆面向人形機器人關(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℃極端工況下實現(xiàn)角度精度、溫漂、帶寬、功耗等核心指標全面領(lǐng)先傳統(tǒng) TMR 傳感器,一舉解決人形機器人關(guān)節(jié)發(fā)熱嚴重、空間狹小、輕量化不足、高精度難兼顧四大行業(yè)痛點,為高性能伺服關(guān)節(jié)提供國產(chǎn)化、高可靠、小型化的新一代位置感知核心方案。
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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
當前人形機器人關(guān)節(jié)高功率密度運行,電機線圈附近溫度,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,難以滿足長期可靠運行。
傳統(tǒng) TMR:180℃超溫過載,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℃性能基本無衰減,耐受上限達 250–400℃,角度精度穩(wěn)定30–100 弧秒,溫漂低至0.01–0.03°/℃,可直接貼裝于電機線圈旁,實現(xiàn)關(guān)節(jié)內(nèi)置高密度集成,無需復(fù)雜散熱結(jié)構(gòu)。
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02.
超高精度 + 高動態(tài):支撐亞角秒級位置環(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技術(shù),角度誤差僅±0.1°,響應(yīng)延時<2μs,帶寬范圍1–5MHz,最高可實現(xiàn)30萬轉(zhuǎn)/分鐘的檢測能力。針對人形機器人跑、跳、抓取、精細操作等高動態(tài)、高精度控制需求,當前機器人軌跡控制精度普遍為±0.2mm,而新一代人形機器人要求達到±0.05mm(半徑R=100mm時,對應(yīng)角度精度約103弧秒)。這一極致精度高度依賴芯片采樣與角度檢測能力,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40nT,磁場靈敏度為傳統(tǒng)TMR傳感器的2倍以上,角度精度與穩(wěn)定性大幅提升,可使機器人運動更柔順,軌跡精準余量更充足。
03.
賦能產(chǎn)業(yè):推動人形機器人關(guān)節(jié)全面升級
中科無線半導(dǎo)體專注機器人運動控制芯片研發(fā),依托模擬計算與自研 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)勢的 GaN 磁編碼傳感器,實現(xiàn)關(guān)節(jié)性能無妥協(xié)、整機更輕更穩(wěn)、國產(chǎn)自主可控三大產(chǎn)業(yè)突破。目前,公司面向機器人運動控制的多款芯片已開放樣品測試與定制開發(fā),可廣泛應(yīng)用于人形機器人、協(xié)作機器人、工業(yè)伺服、航天及特種裝備等高可靠場景,助力合作伙伴打造下一代高性能機器人關(guān)節(jié),攜手推動具身智能產(chǎn)業(yè)快速落地
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