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皓天鑫
近日，英飛凌發布了《2025年 GaN 功率半導體預測報告》，詳細分析了 GaN(氮化鎵)技術在未來幾年內對多個行業的深遠影響。
其中，電機行業在能源效率和智能化技術的雙重推動下正迎來一場變革。該報告表示： GaN(氮化鎵)正在取代傳統硅基方案，成為下一代電機驅動系統的核心技術。
這一轉變不僅提升了機器人、電動車和家電的性能，也在重新定義產業競爭格局。
01機器人行業：高效、緊湊，智能自動化的下一步
如果說上一代工業機器人靠機械臂的靈活度和傳感器的精準度取得了突破，那么下一代機器人比拼的，則是能源效率與系統集成能力。
GaN(氮化鎵)技術的應用，使機器人電機驅動系統具備更高的能效、更快的開關速度和更高的功率密度。
基于 GaN(氮化鎵)的逆變器能夠直接集成至電機機箱內，減少散熱器需求，同時優化機器人關節和軸的布線，簡化電磁兼容(EMC)設計。
此外，高開關頻率的 GaN(氮化鎵)控制設計支持機器人在緊湊的密封外殼中實現更高的功率，同時保持較低的工作溫度。
英飛凌在報告中指出，機器人市場即將迎來大幅增長，今年的市場規模預計將達到998億美元至1100億美元，到2030年，市場價值預計增長98.2%至132.7%。
全球人口老齡化、人工智能(AI)和自動化技術的發展，正在推動機器人在工業、醫療、物流等多個領域的廣泛應用。
GaN(氮化鎵)在提升能效和縮小體積方面的優勢，將推動人形機器人、護理機器人和送貨無人機的市場增長。
02家電行業：能效等級的新競爭邏輯
隨著全球能效法規的日益嚴格，家電行業正掀起一場“高效節能爭奪戰”。英飛凌的報告指出，2023-2029年 GaN 在家電市場的年復合增長率將達121%，成為下一代家電產品的核心驅動技術。
洗衣機、冰箱等家電產品正逐步采用 GaN(氮化鎵)技術，以滿足更嚴格的能效法規要求。 GaN(氮化鎵)逆變器在800W級別的家電應用中，可將轉換效率提高2%，助力制造商獲得更高的能效評級。
這一優勢主要得益于 GaN(氮化鎵)具備更快的開關速度，使其更適用于高效電機，并減少電機損耗。
此外，GaN(氮化鎵)逆變器在家電電機驅動系統中的應用，還顯著降低了電磁干擾(EMI)，減少了體二極管反向恢復電荷等寄生效應。
這不僅有助于優化電機運行特性，還可以縮小電機驅動器的尺寸，并降低可聞電機噪聲。
更高效的能源轉換效率還帶來了另一個不容忽視的優勢——家電設計更加緊湊，制造成本下降。
以空調行業為例，傳統的變頻空調需要大型鋁制散熱器，而 GaN(氮化鎵)方案由于減少了功率損耗，使得廠商可以取消散熱器，從而降低生產成本，同時提高產品的可靠性。
通過消除散熱器，制造商可為每臺設備節省約 3 美元的成本，這一優勢使 GaN(氮化鎵)逆變器成為現代家用電器更具吸引力的解決方案。
對于廠商而言，節省下來的每一美元，都可以轉化為市場競爭的砝碼。而對于消費者而言，更安靜、更節能的家電，將成為他們未來購置的優先選項。
03新能源汽車：GaN 如何破解“續航焦慮”?
電動汽車行業正在向更高電壓、更長續航和更高功率密度的方向發展， GaN(氮化鎵)在牽引逆變器中的應用成為關鍵驅動力之一。
英飛凌在報告中預測，到2030年，全球電動車市場將增長至4610萬輛，占全球輕型汽車銷量的62%。面對這一趨勢， GaN(氮化鎵)技術的應用將顯著提升電動汽車系統的效率。
例如在400V傳動系統中，尤其是在輕載工況下， GaN(氮化鎵)能進一步降低逆變器損耗。而在現實情況中，汽車一般處于輕載工況，這也使得使用 GaN(氮化鎵)逆變器能獲得更長的續航。同時，也給車企提供了使用更小、更便宜的電池的選項，降低了生產成本。
而在800V高壓平臺中，相比傳統的兩級逆變器，采用三級拓撲結構的牽引逆變器可將整體系統效率提高3-4%。通過引入雙向 GaN 開關，系統效率進一步提升，同時減少了半導體器件的占用空間和散熱需求，進一步降低了成本。
新能源汽車行業的競爭，歸根結底是對續航里程的比拼。更輕的電池、更高效的能源轉換、更智能的熱管理，成為影響市場格局的關鍵。
GaN 技術正在解決電動車電機系統的核心痛點，讓續航里程提升，整車成本降低。
04未來展望：GaN 將定義電機行業的新標準
從機器人到家電，再到電動汽車，英飛凌的《2025年 GaN 功率半導體預測報告》表明， GaN(氮化鎵)技術的快速發展將推動整個電機行業的創新。
隨著 GaN(氮化鎵)制造成本的下降，其在300mm 晶圓工藝上的成熟度將加快，有望使 GaN(氮化鎵)逐步取代傳統硅基功率器件，成為電機驅動系統的主流技術。
▲圖源：英飛凌
未來， GaN(氮化鎵)還將進一步擴展至智能制造、數據中心、可再生能源等領域，推動整個行業向更高效、更可持續的方向發展。
GaN(氮化鎵)的出現不僅是對傳統電機驅動方式的升級，更是對全球能源利用方式的一次革新。
面對日益革新的電機技術發展浪潮，應該如何洞悉最新發展動向、把握前沿技術與產品趨勢?
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2025年3月27日，深圳——2025’中國電機智造與創新應用暨電機產業鏈交流會(春季)，與您不見不散！
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