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氮化镓(GaN)芯片
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人形机器人跟踪:重视氮化镓方案在人形机器人电驱的应用
广发证券· 2025-12-04 20:05
行业投资评级 - 行业评级:买入 [2] 核心观点 - 氮化镓(GaN)方案通过材料物理特性的代际跨越,能同时满足人形机器人伺服系统对高精度、小体积、低功耗的极致要求 [5] - 相比硅基MOSFET,GaN器件具有高频高精度(开关频率可达100kHz-MHz级,电流纹波大幅降低,扭矩控制更精准)、小型化设计(关节驱动板体积可缩减约50%)、更好的温升控制(电机温升降低20-30°C,18A以下相电流可免散热器)以及低功耗高功率密度等优势 [5] - 头部厂商如智元机器人、宇树已开始使用氮化镓方案,例如智元在脖子、手肘等关键关节的电机驱动中部署英诺赛科GaN芯片,每个电机集成3颗GaN芯片,已装配至数百台人形机器人 [5] - 中科阿尔法推出基于GaN驱动的关节模组,内置GaN驱动芯片,实现250Hz高频反射与5ms全链时延,可同时控制数十个关节;工控厂商如固高科技也已发布适用于机器人的GSFD GaN驱动器 [5] - 单台人形机器人GaN器件使用量从几百到上千颗不等,按40个关节配置,小关节需3-6颗GaN FET,中等关节约12颗,大关节达24颗,基础用量约300颗;配置五指灵巧手等高自由度模块后,单机用量有望突破1000颗 [5] - 根据德州仪器官网,其LMG系列GaN器件单价在4.4-7美元 [5] 投资建议 - 氮化镓方案对比传统方案优势显著,满足人形机器人轻量化、散热、高响应的需求,且方案已通过主机厂技术验证,目前进入规模化验证阶段 [5] - 建议关注电驱方案解决商固高科技、睿能科技,以及氮化镓功率器件供应商英诺赛科、宏微科技 [5] 重点公司估值 - 报告列举了鸣志电器(603728.SH)的估值数据:最新收盘价64.51元,合理价值65.17元/股,2025年预测EPS为0.43元,2026年预测EPS为0.52元,2025年预测PE为150.02倍,2026年预测PE为124.06倍 [6]
电子行业周报:数据中心助力GaN需求增长-20251117
爱建证券· 2025-11-17 21:37
报告投资评级 - 行业投资评级:强于大市 [1] 报告核心观点 - AI服务器需求增长及NVIDIA 800VDC供电架构推广,驱动氮化镓(GaN)半导体器件需求快速增长,建议关注全球领先的GaN芯片IDM企业英诺赛科 [2] 行业趋势与驱动力 - 全球服务器市场加速增长,2024年全球市场规模达1173亿美元,中国市场规模达2456亿元,2019-2024年复合增长率分别为8.5%和13.2% [6] - AI芯片功耗持续攀升,NVIDIA芯片功率从A100的400W提升至GB300的1400W,推动AI算力需求从kW级迈向MW级 [10][12] - 传统数据中心供电架构存在能效瓶颈,NVIDIA联合产业链推出800VDC供电架构以破解此问题 [14] - GaN作为第三代半导体材料,具备宽带隙(3.39 eV)、低导通电阻、高电子迁移率等优势,适用于数据中心等高压场景 [16] - 全球GaN半导体器件市场规模高速增长,2024年约为32.28亿元(同比增长83.4%),预计2028年将达501.42亿元,2019-2028年复合增长率或达92.3% [17] - 2024年GaN半导体器件应用占比中,数据中心领域占4.22%,其市场规模2023年达0.7亿元(同比+48.9%),2024年达1.4亿元(同比+94.57%) [19][20] 重点公司分析:英诺赛科 - 英诺赛科是全球领先的第三代半导体GaN芯片与电源模块IDM企业,产品涵盖分立器件、集成电路、晶圆及模组 [21] - 公司营收增长迅速,2024年达8.28亿元(同比+39.77%),2021-2024年复合增速约129.86% [24] - 公司维持高水平研发投入,2021-2024年研发金额占营业收入比例分别为970.02%、426.73%、58.84%、38.99% [24] - 2024年公司GaN业务销售额达8.25亿元,其中分立器件及集成电路占比43.76%,晶圆销售占比33.94%,模组销售占比22.30% [29] - 2024年公司海外销售金额达1.26亿元(同比增长117.24%),并与意法半导体、美的等企业达成战略合作 [29] - 与纳微半导体相比,英诺赛科电压覆盖范围更广(15V~1200V),采用IDM制造模式,产品种类丰富,并于2025年8月被纳入NVIDIA 800V HVDC供应商联盟 [33][34][35] 全球产业动态 - 中芯国际2025年第三季度营收创历史新高,达171.62亿元(环比+6.9%,同比+9.9%),归母净利润15.17亿元(同比+43.1%,环比+60.64%),产能利用率升至95.8% [36] - 中际旭创筹划H股上市,2025年前三季度营业收入250.05亿元(同比+44.43%),净利润71.32亿元(同比+90.05%),受益于AI算力需求带动800G等高端光模块销量增长 [38] - 百度发布AI芯片昆仑芯100和昆仑芯M300,并公布未来五年发展路线图,计划在2026-2030年间推出多款芯片及超节点产品 [39] - 江原科技发布国内首款算力中心级推理加速卡D20系列,采用低功耗设计,支持多种计算精度,在运行主流大模型时响应速度提升40%,能耗降低25% [40][41] 本周市场表现 - 本周SW电子行业指数下跌4.77%,跑输沪深300指数(-1.08%),在SW一级行业中排名第30/31位 [2][42] - SW电子三级行业中,面板板块表现最佳(+0.69%),被动元件板块表现最差(-9.72%) [2][45] - 费城半导体指数本周下跌1.85%,恒生科技指数下跌0.42% [53]
新型的3D芯片
半导体行业观察· 2025-06-19 08:50
氮化镓半导体技术突破 - 氮化镓(GaN)作为下一代高速通信和数据中心电力电子设备的关键材料,因高成本和集成难度限制了商业化应用 [2] - 麻省理工学院团队开发出低成本、可扩展的制造方法,将GaN微型晶体管集成到标准硅CMOS芯片上,兼容现有半导体代工厂 [2][4] - 新工艺通过切割240 x 410微米的GaN晶体管(小芯片),采用铜柱低温键合(<400°C)替代传统金键合,降低成本并避免污染 [5] 技术优势与性能提升 - 混合芯片仅需少量GaN材料,实现成本控制的同时提升性能,包括更高信号强度、效率和带宽 [2][4] - 功率放大器演示显示:相比硅晶体管,新器件增益更高,芯片面积小于0.5平方毫米,可改善智能手机通话质量、无线带宽和电池寿命 [2][7] - 分立晶体管设计降低系统温度,兼容英特尔16 22纳米FinFET工艺,集成硅电路元件(如中和电容器)进一步优化性能 [8] 应用前景与行业影响 - 该技术可改进现有电子设备并支持未来量子计算应用,因GaN在低温条件下性能优于硅 [3] - 异质集成突破当前技术界限,为无线技术、AI平台提供统一系统解决方案,推动半导体行业持续微型化和能效提升 [8] - 研究获得美国国防部及DARPA支持,利用麻省理工学院纳米中心等设施完成制造,具备商业化潜力 [8]