chinese直男口爆体育生外卖, 99久久er热在这里只有精品99, 又色又爽又黄18禁美女裸身无遮挡, gogogo高清免费观看日本电视,私密按摩师高清版在线,人妻视频毛茸茸,91论坛 兴趣闲谈,欧美 亚洲 精品 8区,国产精品久久久久精品免费

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評(píng)論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會(huì)員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識(shí)你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

傾佳電子行業(yè)洞察工業(yè)機(jī)器人伺服電控技術(shù)深度解析:SiC功率模塊的變革與未來(lái)

楊茜 ? 來(lái)源:jf_33411244 ? 作者:jf_33411244 ? 2025-09-05 06:18 ? 次閱讀
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

傾佳電子行業(yè)洞察工業(yè)機(jī)器人伺服電控技術(shù)深度解析:SiC功率模塊的變革與未來(lái)

傾佳電子(Changer Tech)是一家專注于功率半導(dǎo)體和新能源汽車連接器的分銷商。主要服務(wù)于中國(guó)工業(yè)電源、電力電子設(shè)備和新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈。傾佳電子聚焦于新能源、交通電動(dòng)化和數(shù)字化轉(zhuǎn)型三大方向,并提供包括IGBT、SiC MOSFET、GaN等功率半導(dǎo)體器件以及新能源汽車連接器。

傾佳電子楊茜致力于推動(dòng)國(guó)產(chǎn)SiC碳化硅模塊在電力電子應(yīng)用中全面取代進(jìn)口IGBT模塊,助力電力電子行業(yè)自主可控和產(chǎn)業(yè)升級(jí)!

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET功率器件三個(gè)必然,勇立功率半導(dǎo)體器件變革潮頭:

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET模塊全面取代IGBT模塊和IPM模塊的必然趨勢(shì)!

傾佳電子楊茜咬住SiC碳化硅MOSFET單管全面取代IGBT單管和大于650V的高壓硅MOSFET的必然趨勢(shì)!

傾佳電子楊茜咬住650V SiC碳化硅MOSFET單管全面取代SJ超結(jié)MOSFET和高壓GaN 器件的必然趨勢(shì)!

第一章:緒論:工業(yè)機(jī)器人伺服電控的核心挑戰(zhàn)與技術(shù)演進(jìn)背景

1.1 工業(yè)機(jī)器人性能的根本要求與伺服電控的決定性作用

工業(yè)機(jī)器人作為現(xiàn)代智能制造的核心執(zhí)行機(jī)構(gòu),其性能表現(xiàn)直接決定了生產(chǎn)線的效率、質(zhì)量和柔性。在機(jī)器人復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制中,伺服電控系統(tǒng)扮演著至關(guān)重要的角色,它如同機(jī)器人的“神經(jīng)-肌肉系統(tǒng)”,負(fù)責(zé)將控制器的指令精確地轉(zhuǎn)化為電機(jī)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)。因此,工業(yè)機(jī)器人對(duì)伺服電控系統(tǒng)提出了極為嚴(yán)苛的技術(shù)要求,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

首先是高精度與高可重復(fù)性?,F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn),特別是精密制造領(lǐng)域,對(duì)機(jī)器人的定位精度提出了納微米級(jí)的要求。為此,伺服電控系統(tǒng)必須能夠支持高分辨率的編碼器,例如23位或24位單圈/多圈絕對(duì)值編碼器,以確保對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)角的精確反饋 。只有具備極高的位置分辨率,才能實(shí)現(xiàn)諸如1.2納米的理論定位精度和0.02毫米的重復(fù)定位精度,從而滿足諸如航空航天零部件修配、電子產(chǎn)品精密裝配等高附加值任務(wù)的需求 。

其次是高動(dòng)態(tài)響應(yīng)。工業(yè)機(jī)器人需要頻繁進(jìn)行加速、減速和啟停操作,以應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的生產(chǎn)節(jié)拍。伺服電控系統(tǒng)必須具備極快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力,以確保電機(jī)能夠瞬時(shí)、精準(zhǔn)地跟隨控制指令。這通常需要其內(nèi)部的電流環(huán)帶寬達(dá)到3KHz以上,甚至更高,而速度環(huán)帶寬也需超過(guò)1KHz 。此外,機(jī)器人作業(yè)中常伴隨著重載作業(yè)或急停工況,對(duì)伺服系統(tǒng)的

wKgZO2i6BcGAa88MAArd95nFysc546.png

強(qiáng)大過(guò)載能力也提出了挑戰(zhàn)。例如,需要能在160秒內(nèi)承受120%的額定電流,或在3秒內(nèi)承受高達(dá)300%的額定電流,以確保在短時(shí)高負(fù)荷下的穩(wěn)定運(yùn)行 。

最后,隨著協(xié)作機(jī)器人和移動(dòng)機(jī)器人等新型機(jī)器人的興起,伺服電控系統(tǒng)還面臨著小型化與輕量化的挑戰(zhàn) 。對(duì)于這些需要與人共享工作空間或在狹小空間內(nèi)移動(dòng)的機(jī)器人而言,伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器必須盡可能地減少體積和重量,以提升其有效負(fù)載、部署靈活性和安全性。

wKgZO2i6BgSALX4bAAHmno4LfQU386.png

在工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈中,伺服系統(tǒng)與減速器、控制器并稱為三大核心零部件,其成本在整機(jī)中占比高達(dá)20%,是影響機(jī)器人性能、成本和技術(shù)壁壘的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 。

1.2 傳統(tǒng)IGBT方案的性能瓶頸分析

長(zhǎng)期以來(lái),絕緣柵雙極晶體管(IGBT)一直是伺服驅(qū)動(dòng)器功率模塊的主流選擇。IGBT因其高耐壓、大電流和相對(duì)較低的導(dǎo)通損耗而受到青睞。然而,作為一種雙極性器件,IGBT在關(guān)斷過(guò)程中存在一個(gè)固有的物理特性——拖尾電流(Tail Current)。這種現(xiàn)象是由于器件內(nèi)部少數(shù)載流子(少子)在關(guān)斷時(shí)需要較長(zhǎng)時(shí)間才能完全復(fù)合,導(dǎo)致在關(guān)斷的最后階段仍有電流流過(guò),從而產(chǎn)生額外的能量損耗 。

wKgZPGi6BmqAPFXSAAOQbgpFKBQ016.png

這一拖尾電流的存在直接導(dǎo)致IGBT的開關(guān)損耗較高,使其難以在較高的開關(guān)頻率下高效工作。在中小功率伺服系統(tǒng)中,為了控制損耗和散熱,通常將開關(guān)頻率限制在10kHz左右 。這種對(duì)開關(guān)頻率的限制,反過(guò)來(lái)又制約了電流環(huán)帶寬的擴(kuò)展,使得伺服驅(qū)動(dòng)器無(wú)法提供最理想的動(dòng)態(tài)響應(yīng),從而成為工業(yè)機(jī)器人進(jìn)一步提升控制精度和運(yùn)行速度的瓶頸 。為了克服這一瓶頸,業(yè)界一直在尋求一種能夠同時(shí)兼具高耐壓、低損耗和高速開關(guān)能力的功率器件,而碳化硅(SiC)功率模塊的出現(xiàn),為這一技術(shù)演進(jìn)提供了新的路徑。

第二章:碳化硅(SiC)功率模塊的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)深度剖析

2.1 SiC與IGBT:核心物理特性的根本差異

wKgZO2ixr9KAB_fEAAtEeYZcyJI764.png

wKgZPGixr72AD4gAABEzy41TdGw074.png

SiC(碳化硅)功率模塊的崛起并非偶然,其優(yōu)異性能源于碳化硅材料本身卓越的物理特性。與傳統(tǒng)的硅(Si)基IGBT相比,SiC是一種寬帶隙(Wide Bandgap, WBG)半導(dǎo)體材料,其禁帶寬度是硅的三倍。這一根本差異賦予了SiC更高的臨界電場(chǎng)強(qiáng)度、更高的熱導(dǎo)率和更高的飽和電子漂移速率 。這些特性直接轉(zhuǎn)化為功率器件層面的三大核心優(yōu)勢(shì):

wKgZPGi0EkeARTC-AAQ6caue82M987.png

低導(dǎo)通損耗、超低開關(guān)損耗和優(yōu)異的熱性能。

在導(dǎo)通特性方面,SiC MOSFET與IGBT的輸出曲線存在顯著差異。SiC MOSFET的導(dǎo)通特性更接近一個(gè)電阻,其導(dǎo)通電阻$R_{DS(on)}$隨電流線性變化 。相比之下,IGBT則表現(xiàn)出明顯的“膝點(diǎn)電壓”(Knee Voltage)特性,即在導(dǎo)通后存在一個(gè)固定的壓降 。這種技術(shù)上的差異,導(dǎo)致兩種器件在不同電流條件下的導(dǎo)通損耗存在“盈虧平衡點(diǎn)” 。在電流較小時(shí),SiC MOSFET的導(dǎo)通損耗更??;而在電流較大(超過(guò)曲線交點(diǎn))時(shí),IGBT的導(dǎo)通損耗可能更具優(yōu)勢(shì) 。然而,對(duì)于工業(yè)機(jī)器人而言,其典型的運(yùn)行工況并非長(zhǎng)時(shí)間的高功率運(yùn)行,而是頻繁的啟停、加減速和低負(fù)載運(yùn)行。在這種情況下,SiC在低電流下的低導(dǎo)通損耗和無(wú)拖尾電流的開關(guān)損耗優(yōu)勢(shì)將得到最大化發(fā)揮,使得它在綜合效率上遠(yuǎn)超IGBT。

2.2 SiC MOSFET的關(guān)鍵性能優(yōu)勢(shì)量化分析

超低開關(guān)損耗是SiC相較于IGBT最突出的優(yōu)勢(shì)。由于SiC MOSFET是一種單極性器件,其關(guān)斷過(guò)程不依賴于少數(shù)載流子的復(fù)合,因此從根本上杜絕了IGBT的拖尾電流現(xiàn)象 。這使得SiC的開關(guān)速度極快,開關(guān)損耗也顯著降低。根據(jù)實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù),采用SiC MOSFET替換IGBT后,總損耗可降低5.9W,降幅高達(dá)41% 。在相同功率等級(jí)下,SiC模塊在19kHz工作頻率下的功率損耗比IGBT模塊降低了50% 。這種低損耗特性直接使得SiC能夠工作在遠(yuǎn)高于IGBT的頻率。例如,SiC模塊可以在48kHz頻率下工作,而其損耗仍然低于IGBT模塊在19kHz下的損耗 。

wKgZPGixr76AclXZABc74ZEXKeQ706.png

wKgZPGizZ56AHT2AAAY1SSdASk8954.png

wKgZO2izZ52AXhbCAAWqrhkuEMQ018.png

wKgZO2ixr72AFC0AAAgKsqXYEk0569.png

卓越的熱性能是SiC的另一大優(yōu)勢(shì)。SiC材料的熱導(dǎo)率是硅的三倍,這意味著它能更有效地傳導(dǎo)和耗散熱量 。SiC功率器件能夠承受高達(dá)175°C甚至更高的結(jié)溫 。這不僅提升了器件本身的可靠性和耐受性,更重要的是,它對(duì)整個(gè)伺服系統(tǒng)的散熱設(shè)計(jì)產(chǎn)生了革命性的影響。SiC的低損耗和耐高溫特性允許設(shè)計(jì)人員簡(jiǎn)化散熱措施,例如將復(fù)雜的強(qiáng)制風(fēng)冷或水冷系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦?jiǎn)單、更可靠的自然風(fēng)冷,從而減小了散熱器的尺寸和重量 。這直接降低了系統(tǒng)的物料清單(BOM)成本,同時(shí)由于減少了風(fēng)扇等機(jī)械部件,也提升了系統(tǒng)的整體可靠性。

為更直觀地對(duì)比兩種技術(shù),下表總結(jié)了SiC MOSFET與IGBT的核心性能差異:

性能指標(biāo) SiC MOSFET IGBT
導(dǎo)通特性 類電阻性,低電流下?lián)p耗小 存在“膝點(diǎn)電壓”,大電流下可能更優(yōu)
開關(guān)損耗 極低 較高,存在拖尾電流
工作頻率 極高(可達(dá)數(shù)十kHz甚至更高) 較低(通常低于20kHz)
工作溫度 高(可達(dá)175°C以上) 較低(通常低于150°C)
散熱要求 可簡(jiǎn)化,甚至采用自然風(fēng)冷 復(fù)雜,通常需強(qiáng)制風(fēng)冷或水冷
功率密度 極高 較低
系統(tǒng)能效 顯著提升 較低

第三章:SiC賦能:工業(yè)機(jī)器人伺服電控的技術(shù)升級(jí)路徑

3.1 突破動(dòng)態(tài)響應(yīng)瓶頸,實(shí)現(xiàn)更快速、精準(zhǔn)的控制

工業(yè)機(jī)器人伺服電控系統(tǒng)性能的核心在于其控制環(huán)路的帶寬。在伺服系統(tǒng)中,電流環(huán)是速度環(huán)和位置環(huán)的基礎(chǔ),其帶寬直接決定了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。傳統(tǒng)IGBT因高開關(guān)損耗而無(wú)法提升工作頻率,從而限制了電流環(huán)的帶寬 。

wKgZPGi6B0yAY5GKAAhGFDSohEY785.png

SiC功率模塊通過(guò)其超低開關(guān)損耗和高頻工作能力,從根本上突破了這一瓶頸 。由于SiC模塊可以在遠(yuǎn)高于IGBT的頻率下進(jìn)行開關(guān)操作,伺服電控系統(tǒng)的PWM(脈沖寬度調(diào)制)開關(guān)頻率得以顯著提升。這一提升直接擴(kuò)展了電流環(huán)的帶寬,縮短了控制環(huán)路的延遲,使得伺服系統(tǒng)對(duì)電流、速度和位置指令的響應(yīng)更加迅速和精準(zhǔn) 。例如,一個(gè)能夠支持更高電流環(huán)帶寬的伺服驅(qū)動(dòng)器,可以更快速地響應(yīng)機(jī)器人關(guān)節(jié)負(fù)載的變化,在保證平穩(wěn)運(yùn)行的同時(shí),顯著提升路徑定位精度和重復(fù)定位精度 。這種技術(shù)升級(jí)的深層影響在于,它不僅僅是性能指標(biāo)上的簡(jiǎn)單提升,更是直接解鎖了機(jī)器人在高速高精度應(yīng)用場(chǎng)景的潛力,例如高速分揀、精密機(jī)械加工和快速裝配,從而在保證質(zhì)量的前提下,極大地提升了生產(chǎn)效率。

3.2 提升功率密度,驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)小型化與集成化

SiC功率模塊的另一個(gè)關(guān)鍵價(jià)值在于其實(shí)現(xiàn)高功率密度的能力。高頻開關(guān)特性使得伺服驅(qū)動(dòng)器能夠使用更小、更輕的無(wú)源濾波器元件(如電抗器和電容) 。同時(shí),SiC的低損耗和耐高溫特性簡(jiǎn)化了散熱設(shè)計(jì),進(jìn)一步減小了散熱器尺寸,從而在系統(tǒng)層面實(shí)現(xiàn)了顯著的體積和重量縮減 。

wKgZO2i6B6WAdsTyAAZlaQA47Pc376.png

多個(gè)實(shí)際案例證明了SiC在提升功率密度方面的優(yōu)勢(shì)。與同等額定功率的IGBT設(shè)計(jì)相比,基于SiC的轉(zhuǎn)換器模塊功率密度可高出數(shù)倍,例如從19.8 kW/L提升至72.5 kW/L 。另一個(gè)案例顯示,一個(gè)集成了SiC模塊的伺服驅(qū)動(dòng)器,其功率密度可達(dá)到5.7 kW/L,并能夠在高達(dá)100kHz的開關(guān)頻率下輸出30A的有效值電流 。這種高功率密度的實(shí)現(xiàn),直接驅(qū)動(dòng)了伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)的革命性變革,例如 嵌入式伺服驅(qū)動(dòng)器的出現(xiàn) 。

wKgZPGi6B6yABcbvAAS3s0mZniE336.png

嵌入式驅(qū)動(dòng)器將伺服驅(qū)動(dòng)器直接集成到電機(jī)內(nèi)部,消除了外部驅(qū)動(dòng)柜和冗長(zhǎng)的連接線,極大地簡(jiǎn)化了機(jī)器人的布線和結(jié)構(gòu),降低了整體重量和體積。這種設(shè)計(jì)對(duì)于與人近距離協(xié)作的協(xié)作機(jī)器人和對(duì)空間、重量敏感的移動(dòng)機(jī)器人至關(guān)重要 。嵌入式驅(qū)動(dòng)器的普及,意味著未來(lái)的機(jī)器人本體制造商可能會(huì)更多地采購(gòu)高度集成的“電機(jī)-驅(qū)動(dòng)器”一體化模組,而非單獨(dú)的電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器,這將簡(jiǎn)化裝配、縮短調(diào)試周期,并降低系統(tǒng)集成商的整體成本。

3.3 顯著的能效提升與節(jié)能減排效應(yīng)

SiC技術(shù)的應(yīng)用還帶來(lái)了顯著的能效提升。如前所述,通過(guò)用SiC模塊替換IGBT,伺服系統(tǒng)的總能量損耗可以降低41% 。在特定的應(yīng)用中,這種效率提升甚至可以使電耗減少6% 。這種能效提升的價(jià)值不僅在于節(jié)約電費(fèi),其更深層次的影響在于 能源管理和系統(tǒng)熱設(shè)計(jì)。

在工業(yè)制造中,每一份能量損耗都以熱量的形式散發(fā)。通過(guò)采用SiC技術(shù),驅(qū)動(dòng)器自身產(chǎn)生的熱量顯著減少,這降低了對(duì)復(fù)雜冷卻系統(tǒng)的依賴 。系統(tǒng)能夠從強(qiáng)制風(fēng)冷轉(zhuǎn)為更高效、更可靠的自然風(fēng)冷,這進(jìn)一步降低了能耗和維護(hù)成本。這種能效提升的“乘數(shù)效應(yīng)”意味著,SiC的優(yōu)勢(shì)通過(guò)降低系統(tǒng)復(fù)雜性、提高可靠性、減少冷卻需求,將其總體價(jià)值放大,從而為工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)全面的成本和性能優(yōu)勢(shì)。

第四章:傾佳電子案例分析:以雙六單元SiC碳化硅功率模塊BMS065MR12EP2CA2模塊為例

4.1 模塊技術(shù)參數(shù)深度解讀

傾佳電子代理的基本半導(dǎo)體(BASiC Semiconductor)的BMS065MR12EP2CA2是一款典型的SiC MOSFET功率模塊,其技術(shù)參數(shù)和設(shè)計(jì)理念充分體現(xiàn)了上述SiC技術(shù)優(yōu)勢(shì)在工業(yè)應(yīng)用中的實(shí)踐 。該模塊的關(guān)鍵電氣特性包括:

wKgZO2i6CMKAWrsLAAWYMOwzdE4121.png

wKgZO2i6CMKAZ2qKAAOlVTWYoh4584.png

wKgZPGi6CMKAJJRWAAUm7fkMgYc320.png

wKgZPGi6CMKATjdLAAOlVTWYoh4976.png

耐壓:1200V的漏-源電壓(V_{DSS})和18V的柵-源電壓(+V_{GSS}) 。這使其適用于中高壓工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。

低導(dǎo)通電阻:在T_{vj}=175^{circ}C時(shí),典型導(dǎo)通電阻為65mΩ 。這一低電阻特性確保了在導(dǎo)通狀態(tài)下的低能量損耗。

低開關(guān)損耗:在T_{vj}=175^{circ}C時(shí),導(dǎo)通開關(guān)能量(E_{on})為1.01mJ,關(guān)斷開關(guān)能量(E_{off})為0.31mJ 。這些數(shù)據(jù)表明了其在高速開關(guān)條件下的優(yōu)異性能。

高可靠性與高功率密度:該模塊專為高可靠性、高功率密度應(yīng)用設(shè)計(jì),支持高達(dá)175°C的過(guò)載運(yùn)行溫度 。

除了電氣特性,該模塊的機(jī)械與熱特性也為工業(yè)應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)保障 :

陶瓷襯底:采用氮化硅($Si_{3}N_{4}$)陶瓷襯底,提供了出色的功率循環(huán)能力 。

銅基板:帶有銅基板,用于優(yōu)化熱量擴(kuò)散,確保高效散熱 。

集成溫度傳感器:集成了NTC溫度傳感器,為系統(tǒng)提供了實(shí)時(shí)的溫度監(jiān)控能力,進(jìn)一步保障了運(yùn)行的可靠性 。

下表總結(jié)了該模塊的部分關(guān)鍵電氣參數(shù):

參數(shù)符號(hào) 參數(shù)名稱 典型值 單位 備注
$V_{DSS}$ 漏-源電壓 1200 V -
$R_{DS(on).typ}$ 導(dǎo)通電阻 65 $@V_{GS}=18V, T_{C}=175^{circ}C$
$E_{on}$ 導(dǎo)通開關(guān)能量 1.01 mJ $@T_{vj}=175^{circ}C$
$E_{off}$ 關(guān)斷開關(guān)能量 0.31 mJ $@T_{vj}=175^{circ}C$
$t_{rr}$ 反向恢復(fù)時(shí)間 65 ns $@T_{vj}=175^{circ}C$
$R_{th(j-c)}$ 熱阻(結(jié)到殼) 0.80 K/W -
$L_{sigma}$ 模塊雜散電感 30 nH -
$T_{vj.op}$ 運(yùn)行結(jié)溫 175 °C -

導(dǎo)出到 Google 表格

4.2 模塊在工業(yè)機(jī)器人伺服電控中的應(yīng)用適配性分析

wKgZPGi6CKeAXpY1AAUjtFM3a98378.png

根據(jù)該模塊的產(chǎn)品摘要,其推薦應(yīng)用明確包括工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制。其1200V的耐壓和25A的持續(xù)電流能力,使其非常適合用于中高功率工業(yè)機(jī)器人的關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng) 。此外,該模塊的關(guān)鍵性能指標(biāo),例如極低的開關(guān)能量( $E_{on}$和$E_{off}$)和納秒級(jí)的反向恢復(fù)時(shí)間($t_{rr}$),表明其能夠支持高頻開關(guān),從而滿足工業(yè)機(jī)器人對(duì)高動(dòng)態(tài)響應(yīng)和高控制帶寬的嚴(yán)格要求。集成的NTC溫度傳感器和優(yōu)化的散熱設(shè)計(jì),進(jìn)一步增強(qiáng)了模塊在嚴(yán)苛工業(yè)環(huán)境下的可靠性,確保其能夠在高負(fù)荷、長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的工況下穩(wěn)定工作。

第五章:產(chǎn)業(yè)展望與未來(lái)趨勢(shì)

5.1 全球SiC功率器件市場(chǎng)前景與挑戰(zhàn)

全球?qū)?jié)能、高效電力電子器件的需求日益增長(zhǎng),電動(dòng)汽車、可再生能源、儲(chǔ)能和工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域是主要驅(qū)動(dòng)力 。這些趨勢(shì)共同推動(dòng)了SiC功率器件市場(chǎng)的快速擴(kuò)張。根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè),全球SiC功率器件市場(chǎng)規(guī)模有望從2023年的30.4億美元快速增長(zhǎng)至2028年的91.7億美元,復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)高達(dá)25% 。

盡管市場(chǎng)前景廣闊,SiC技術(shù)仍面臨一些挑戰(zhàn),主要包括高昂的材料成本和復(fù)雜的制造工藝。與基于硅基板的GaN器件不同,SiC材料的原材料成本更高,且需要專用制造工藝和設(shè)備 。此外,高質(zhì)量SiC襯底的供應(yīng)有限,以及與器件封裝和可靠性相關(guān)的技術(shù)挑戰(zhàn),也阻礙了其在成本敏感型應(yīng)用中的廣泛滲透 。因此,盡管SiC的技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著,其全面普及將是一個(gè)逐步克服成本和產(chǎn)能瓶頸的過(guò)程。

5.2 SiC技術(shù)在機(jī)器人領(lǐng)域的未來(lái)走向

隨著SiC技術(shù)日趨成熟和成本逐漸下降,其在工業(yè)機(jī)器人伺服電控領(lǐng)域的應(yīng)用將呈現(xiàn)出以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì):

技術(shù)融合與集成化:未來(lái)的SiC功率器件將不再是獨(dú)立的元件,而是會(huì)與傳感器、控制器等智能元件高度集成,形成更高效、更智能的能源管理和控制系統(tǒng) 。這種集成化趨勢(shì)意味著競(jìng)爭(zhēng)將從單一器件的性能比拼轉(zhuǎn)向系統(tǒng)級(jí)解決方案的創(chuàng)新。

應(yīng)用場(chǎng)景的拓展:SiC的應(yīng)用將從最初的高端、大功率機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng),逐步向更廣泛的中小功率工業(yè)機(jī)器人、協(xié)作機(jī)器人乃至移動(dòng)機(jī)器人滲透 。這得益于其小型化和高能效的優(yōu)勢(shì),能夠更好地滿足這些新興應(yīng)用對(duì)輕量化、緊湊型和高續(xù)航的需求。

國(guó)產(chǎn)替代的機(jī)遇:在半導(dǎo)體和工業(yè)機(jī)器人兩大產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化加速的背景下,SiC為國(guó)內(nèi)廠商提供了“彎道超車”的戰(zhàn)略機(jī)遇 。盡管國(guó)內(nèi)在伺服控制器的軟件算法和底層芯片方面仍與國(guó)際領(lǐng)先水平存在差距 ,但SiC技術(shù)的引入,使得國(guó)內(nèi)廠商可以從全新的技術(shù)平臺(tái)起步,通過(guò)在SiC材料、制造工藝以及伺服控制算法等多個(gè)維度進(jìn)行技術(shù)突破,有望重塑國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人伺服系統(tǒng)的供應(yīng)鏈格局。

第六章:傾佳電子結(jié)論與戰(zhàn)略建議

6.1 傾佳電子結(jié)論

傾佳電子通過(guò)對(duì)工業(yè)機(jī)器人伺服電控技術(shù)要求的深度剖析,以及對(duì)SiC與IGBT兩種功率模塊的詳盡對(duì)比分析,得出核心結(jié)論:SiC功率模塊憑借其超低開關(guān)損耗、高頻工作能力和卓越熱性能,正在從根本上革新工業(yè)機(jī)器人伺服電控系統(tǒng)的技術(shù)范式。它通過(guò)提升電流環(huán)帶寬、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)小型化和顯著提高能效,使伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了**“更快速、更小、更高效”**的根本性升級(jí),從而為工業(yè)機(jī)器人向更高精度、更高動(dòng)態(tài)性能和更高集成度方向發(fā)展提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

SiC技術(shù)的應(yīng)用不僅僅是簡(jiǎn)單的器件替換,它帶來(lái)的是系統(tǒng)級(jí)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化和性能提升,為工業(yè)機(jī)器人和自動(dòng)化設(shè)備制造商提供了全新的產(chǎn)品差異化路徑,并為協(xié)作機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人等新興應(yīng)用場(chǎng)景創(chuàng)造了更多可能。

wKgZO2izZ5-AWfgoAAftGrzlebE922.png

wKgZPGizZ6OATf2QAA8TJn5joYA115.png

6.2 傾佳電子戰(zhàn)略建議

深圳市傾佳電子有限公司(簡(jiǎn)稱“傾佳電子”)是聚焦新能源與電力電子變革的核心推動(dòng)者:
傾佳電子成立于2018年,總部位于深圳福田區(qū),定位于功率半導(dǎo)體與新能源汽車連接器的專業(yè)分銷商,業(yè)務(wù)聚焦三大方向:
新能源:覆蓋光伏、儲(chǔ)能、充電基礎(chǔ)設(shè)施;
交通電動(dòng)化:服務(wù)新能源汽車三電系統(tǒng)(電控、電池、電機(jī))及高壓平臺(tái)升級(jí);
數(shù)字化轉(zhuǎn)型:支持AI算力電源、數(shù)據(jù)中心等新型電力電子應(yīng)用。
公司以“推動(dòng)國(guó)產(chǎn)SiC替代進(jìn)口、加速能源低碳轉(zhuǎn)型”為使命,響應(yīng)國(guó)家“雙碳”政策(碳達(dá)峰、碳中和),致力于降低電力電子系統(tǒng)能耗。
需求SiC碳化硅MOSFET單管及功率模塊,配套驅(qū)動(dòng)板及驅(qū)動(dòng)IC,請(qǐng)搜索傾佳電子楊茜

基于上述分析,對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈參與者提出以下戰(zhàn)略建議:

對(duì)于機(jī)器人本體制造商:建議將SiC技術(shù)納入核心產(chǎn)品研發(fā)路線圖。通過(guò)與國(guó)內(nèi)SiC模塊廠商(比如基本半導(dǎo)體)建立深度合作,共同開發(fā)適合特定機(jī)器人應(yīng)用的定制化模塊,可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的性能領(lǐng)先和成本優(yōu)化,從而在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于伺服驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)商:建議加大在SiC驅(qū)動(dòng)算法和模塊集成技術(shù)上的研發(fā)投入。由于SiC的高速開關(guān)特性對(duì)驅(qū)動(dòng)電路和系統(tǒng)雜散電感提出了更高要求 ,需要專門的柵極驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)和低電感母線結(jié)構(gòu)。同時(shí),應(yīng)積極探索“電機(jī)-驅(qū)動(dòng)器一體化”等新型產(chǎn)品形態(tài),以滿足機(jī)器人輕量化和集成化的發(fā)展趨勢(shì)。

對(duì)于投資者:建議關(guān)注SiC半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中具備核心襯底、外延片制造技術(shù)和產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)的企業(yè) ,這些是SiC技術(shù)大規(guī)模商業(yè)化落地的基礎(chǔ)。同時(shí),也應(yīng)關(guān)注那些能夠?qū)iC技術(shù)與機(jī)器人應(yīng)用深度結(jié)合,提供包含功率模塊、驅(qū)動(dòng)、控制算法和散熱方案在內(nèi)的一站式解決方案的系統(tǒng)級(jí)集成商,它們將是未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的關(guān)鍵角色。

審核編輯 黃宇

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
  • 機(jī)器人
    +關(guān)注

    關(guān)注

    213

    文章

    30249

    瀏覽量

    217779
  • SiC功率模塊
    +關(guān)注

    關(guān)注

    1

    文章

    18

    瀏覽量

    10380
收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二維碼

掃碼添加小助手

加入工程師交流群

    評(píng)論

    相關(guān)推薦
    熱點(diǎn)推薦

    電子行業(yè)洞察:中國(guó)SiC碳化硅功率半導(dǎo)體發(fā)展趨勢(shì)與企業(yè)采購(gòu)策略深度解析

    電子行業(yè)洞察:中國(guó)SiC碳化硅功率半導(dǎo)體發(fā)展趨勢(shì)
    的頭像 發(fā)表于 10-09 18:31 ?581次閱讀
    <b class='flag-5'>傾</b><b class='flag-5'>佳</b><b class='flag-5'>電子</b><b class='flag-5'>行業(yè)</b><b class='flag-5'>洞察</b>:中國(guó)<b class='flag-5'>SiC</b>碳化硅<b class='flag-5'>功率</b>半導(dǎo)體發(fā)展趨勢(shì)與企業(yè)采購(gòu)策略<b class='flag-5'>深度</b><b class='flag-5'>解析</b>

    電子功率工業(yè)傳動(dòng)市場(chǎng):駕SiC馭碳化硅功率模塊帶來(lái)的技術(shù)顛覆

    電子功率工業(yè)傳動(dòng)市場(chǎng):駕SiC馭碳化硅功率
    的頭像 發(fā)表于 10-09 17:48 ?338次閱讀
    <b class='flag-5'>傾</b><b class='flag-5'>佳</b><b class='flag-5'>電子</b>大<b class='flag-5'>功率</b><b class='flag-5'>工業(yè)</b>傳動(dòng)市場(chǎng):駕<b class='flag-5'>SiC</b>馭碳化硅<b class='flag-5'>功率</b><b class='flag-5'>模塊</b>帶來(lái)的<b class='flag-5'>技術(shù)</b>顛覆

    電子SiC碳化硅MOSFET串?dāng)_抑制技術(shù):機(jī)理深度解析與基本半導(dǎo)體系級(jí)解決方案

    電子SiC碳化硅MOSFET串?dāng)_抑制技術(shù):機(jī)理深度解析
    的頭像 發(fā)表于 10-02 09:29 ?135次閱讀
    <b class='flag-5'>傾</b><b class='flag-5'>佳</b><b class='flag-5'>電子</b><b class='flag-5'>SiC</b>碳化硅MOSFET串?dāng)_抑制<b class='flag-5'>技術(shù)</b>:機(jī)理<b class='flag-5'>深度</b><b class='flag-5'>解析</b>與基本半導(dǎo)體系級(jí)解決方案

    電子SiC功率模塊賦能四象限工業(yè)變頻器:發(fā)展歷程、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與未來(lái)趨勢(shì)深度分析

    電子SiC功率模塊賦能四象限工業(yè)變頻器:發(fā)展歷程
    的頭像 發(fā)表于 09-29 19:41 ?1156次閱讀
    <b class='flag-5'>傾</b><b class='flag-5'>佳</b><b class='flag-5'>電子</b><b class='flag-5'>SiC</b><b class='flag-5'>功率</b><b class='flag-5'>模塊</b>賦能四象限<b class='flag-5'>工業(yè)</b>變頻器:發(fā)展歷程、<b class='flag-5'>技術(shù)</b>優(yōu)勢(shì)與<b class='flag-5'>未來(lái)</b>趨勢(shì)<b class='flag-5'>深度</b>分析

    電子深度解析AI人工智能微電網(wǎng)解決方案:SiC碳化硅功率半導(dǎo)體如何重塑能源未來(lái)

    電子深度解析AI人工智能微電網(wǎng)解決方案:SiC碳化硅功率
    的頭像 發(fā)表于 09-22 06:41 ?396次閱讀
    <b class='flag-5'>傾</b><b class='flag-5'>佳</b><b class='flag-5'>電子</b><b class='flag-5'>深度</b><b class='flag-5'>解析</b>AI人工智能微電網(wǎng)解決方案:<b class='flag-5'>SiC</b>碳化硅<b class='flag-5'>功率</b>半導(dǎo)體如何重塑能源<b class='flag-5'>未來(lái)</b>

    電子SiC功率模塊:超大功率全橋LLC應(yīng)用技術(shù)優(yōu)勢(shì)深度分析報(bào)告

    電子BMF540R12KA3 SiC功率模塊:超大功率
    的頭像 發(fā)表于 09-19 15:32 ?321次閱讀
    <b class='flag-5'>傾</b><b class='flag-5'>佳</b><b class='flag-5'>電子</b><b class='flag-5'>SiC</b><b class='flag-5'>功率</b><b class='flag-5'>模塊</b>:超大<b class='flag-5'>功率</b>全橋LLC應(yīng)用<b class='flag-5'>技術(shù)</b>優(yōu)勢(shì)<b class='flag-5'>深度</b>分析報(bào)告

    電子新能源汽車主驅(qū)技術(shù)演進(jìn)與SiC碳化硅功率模塊深度價(jià)值分析報(bào)告

    電子新能源汽車主驅(qū)技術(shù)演進(jìn)與SiC碳化硅功率模塊
    的頭像 發(fā)表于 09-16 13:55 ?485次閱讀
    <b class='flag-5'>傾</b><b class='flag-5'>佳</b><b class='flag-5'>電子</b>新能源汽車主驅(qū)<b class='flag-5'>技術(shù)</b>演進(jìn)與<b class='flag-5'>SiC</b>碳化硅<b class='flag-5'>功率</b><b class='flag-5'>模塊</b>的<b class='flag-5'>深度</b>價(jià)值分析報(bào)告

    電子基于SiC MOSFET的固態(tài)斷路器(SSCB)技術(shù)深度洞察

    電子基于SiC MOSFET的固態(tài)斷路器(SSCB)技術(shù)深度
    的頭像 發(fā)表于 09-16 12:41 ?381次閱讀
    <b class='flag-5'>傾</b><b class='flag-5'>佳</b><b class='flag-5'>電子</b>基于<b class='flag-5'>SiC</b> MOSFET的固態(tài)斷路器(SSCB)<b class='flag-5'>技術(shù)</b><b class='flag-5'>深度</b><b class='flag-5'>洞察</b>

    電子行業(yè)洞察:AIDC配套儲(chǔ)能SiC MOSFET與PCS的共振發(fā)展及其技術(shù)演進(jìn)

    電子行業(yè)洞察:AIDC配套儲(chǔ)能SiC MOSFET與PCS的共振發(fā)展及其
    的頭像 發(fā)表于 09-15 09:09 ?537次閱讀
    <b class='flag-5'>傾</b><b class='flag-5'>佳</b><b class='flag-5'>電子</b><b class='flag-5'>行業(yè)</b><b class='flag-5'>洞察</b>:AIDC配套儲(chǔ)能<b class='flag-5'>SiC</b> MOSFET與PCS的共振發(fā)展及其<b class='flag-5'>技術(shù)</b>演進(jìn)

    電子功率半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)深度解析SiC MOSFET驅(qū)動(dòng)挑戰(zhàn)與可靠性實(shí)現(xiàn)

    電子功率半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)深度解析SiC MO
    的頭像 發(fā)表于 09-14 22:59 ?450次閱讀
    <b class='flag-5'>傾</b><b class='flag-5'>佳</b><b class='flag-5'>電子</b><b class='flag-5'>功率</b>半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)<b class='flag-5'>深度</b><b class='flag-5'>解析</b>:<b class='flag-5'>SiC</b> MOSFET驅(qū)動(dòng)挑戰(zhàn)與可靠性實(shí)現(xiàn)

    電子深度洞察AIDC電源系統(tǒng)技術(shù)演進(jìn)與SiC MOSFET應(yīng)用價(jià)值分析

    電子深度洞察AIDC電源系統(tǒng)技術(shù)演進(jìn)與SiC M
    的頭像 發(fā)表于 09-09 21:07 ?549次閱讀
    <b class='flag-5'>傾</b><b class='flag-5'>佳</b><b class='flag-5'>電子</b><b class='flag-5'>深度</b><b class='flag-5'>洞察</b>AIDC電源系統(tǒng)<b class='flag-5'>技術(shù)</b>演進(jìn)與<b class='flag-5'>SiC</b> MOSFET應(yīng)用價(jià)值分析

    電子行業(yè)洞察:碳化硅(SiC模塊加速全面取代IGBT模塊深度剖析

    電子行業(yè)洞察電力電子技術(shù)演進(jìn)的必然:碳化硅(SiC
    的頭像 發(fā)表于 09-09 10:46 ?380次閱讀
    <b class='flag-5'>傾</b><b class='flag-5'>佳</b><b class='flag-5'>電子</b><b class='flag-5'>行業(yè)</b><b class='flag-5'>洞察</b>:碳化硅(<b class='flag-5'>SiC</b>)<b class='flag-5'>模塊</b>加速全面取代IGBT<b class='flag-5'>模塊</b>的<b class='flag-5'>深度</b>剖析

    電子推動(dòng)SiC模塊全面替代IGBT模塊技術(shù)動(dòng)因

    電子推動(dòng)SiC模塊全面替代IGBT模塊技術(shù)動(dòng)因
    的頭像 發(fā)表于 09-07 14:57 ?1833次閱讀
    <b class='flag-5'>傾</b><b class='flag-5'>佳</b><b class='flag-5'>電子</b>推動(dòng)<b class='flag-5'>SiC</b><b class='flag-5'>模塊</b>全面替代IGBT<b class='flag-5'>模塊</b>的<b class='flag-5'>技術(shù)</b>動(dòng)因

    電子行業(yè)洞察:中國(guó)SiC功率器件產(chǎn)業(yè)的崛起如何重新定義行業(yè)熱點(diǎn)與技術(shù)路線

    電子行業(yè)洞察:中國(guó)SiC功率器件產(chǎn)業(yè)的崛起如何重
    的頭像 發(fā)表于 09-04 16:07 ?352次閱讀
    <b class='flag-5'>傾</b><b class='flag-5'>佳</b><b class='flag-5'>電子</b><b class='flag-5'>行業(yè)</b><b class='flag-5'>洞察</b>:中國(guó)<b class='flag-5'>SiC</b><b class='flag-5'>功率</b>器件產(chǎn)業(yè)的崛起如何重新定義<b class='flag-5'>行業(yè)</b>熱點(diǎn)與<b class='flag-5'>技術(shù)</b>路線

    電子SiC碳化硅MOSFET開關(guān)行為深度研究與波形解析

    電子SiC碳化硅MOSFET開關(guān)行為深度研究與波形解析
    的頭像 發(fā)表于 09-01 11:32 ?1824次閱讀
    <b class='flag-5'>傾</b><b class='flag-5'>佳</b><b class='flag-5'>電子</b><b class='flag-5'>SiC</b>碳化硅MOSFET開關(guān)行為<b class='flag-5'>深度</b>研究與波形<b class='flag-5'>解析</b>