先进功率SGT助力人形机器人
国产替代正当时
国产SGT功率芯⽚
助⼒机器⼈⾏业⾼效发展
⏩ 技术对标国际顶尖：100V PDFN5X6导通阻抗低⾄1.75mΩ，媲美英⻜凌S7；120V SGT TOLL与英⻜凌OptiMOS6⽐肩。
⏩ 头部客⼾已验证：智元、宇树、云深处、优必选、⼩⽶等58家整机⼚+42家模组⼚已导⼊。
⏩ 标准制定参与⽅：全国⼈形机器⼈检测认证⼯作组成员单位，团标《机器⼈⼀体化关节CR技术规范》发起单位.
⏩ 产品矩阵完备：40V-150V全电压等级覆盖，满⾜关节驱动、BMS、灵巧⼿全场景需求。
01
关节 FOC 驱动器
(MOS 用量主战场)
✅ 作用：机器人关节电机驱动，控制关节转动
✅ 用量：一台人形机器人 28~40 个关节，每个关节要 6 颗 MOS，整机 168~240 颗主功率 MOS，是整机 MOS 消耗最多的地方
✅ 电压：24V（手部小关节）、48V（人形主体）、72V（大关节 / 四足），高压款用于工业机械臂
✅ 代表客户：达妙、钛虎、宇树、智元、雷赛等
机器人电池 BMS
(24V/48V 电池包)
✅ 作用：机器人电池充放电控制、电芯均衡、防反接保护，保障电池安全
✅ 器件：大功率 N-MOS 做主回路；小P-MOS 做均衡、预充保护
✅代表客户：蔚蓝、欣旺达、亿纬锂能、朗凯威、仙工 AMR
灵巧手 / 末端执行器
(机器人 “最后一厘米”)
✅ 作用：驱动手指微型电机，实现抓取动作
✅ 用量密度极高：单手120 颗以上微型 MOS，单只手 MOS 数量甚至超过全身关节
✅ 选型：24/30V，优先小尺寸 DFN3×3 封装，同时给触觉传感器供电
✅ 代表客户：因时机器人、灵心巧手、傲意、宇树 Dex 系列
02
“人形机器人量产元年”
2025年被称为“人形机器人量产元年”，行业数据显示，2025年国内人形机器人出货量已达1.8万台，同比激增超650%，对应MOS用量3.5KK
人形机器人全年装机量约为1.6万台
市场调研机构CounterPoint Research， 2025年全球人形机器人全年装机量约为1.6万台，中国厂商占比超过80%
宇树2025实际出货量超5500台
宇树2025全年人形机器人实际出货量超5500台，2025年本体量产下线超6500台
头部玩家的销售额跃升至十亿级
头部玩家的销售额跃升至十亿级，其中优必选全年的订单总额逼近14亿，宇树科技总额近12亿，仅6月两家就中标了1.24亿元中国移动子公司人形机器人采购订单
03
2025年机器狗销量TOP10中国企业
⏩ 2025年全球四足机器人出货量约8.2万台，中国占比80%达6.5万台，对应MOS用量4.5KK ；
⏩ 全球市场规模约70亿元人民币，中国约50亿元
工业市场
出货占比30%，核心需求为巡检、物流与设备维护，云深处科技X3等产品在化工、电力领域落地案例超300个
消费市场
出货占比65%，以家庭陪伴、教育科研为主，蔚蓝智能BabyAlpha、宇树科技Go1、维他动力Vbot超能机器狗等产品凭借“高性价比+强交互性”打开市场
特种市场
出货占比5%，聚焦应急救援、特种工业，具微科技MOVENEW P1 （极端环境适配）、七腾机器人X3 Stable（防爆认证）等产品，应用在石油化工、灾害搜救场景
WORK REPOET
04
⏩ 一体化关节之前主要应用于协作机器人，占70%应用，增长较为稳定，自24年起成长动能主要来自人形机器人和机器狗，估算年用量20KK
⏩ 机器狗上共有12-16个关节执行器（电机+行星减速器），成本占比50%+
WORK REPOET
05
核心痛点
导通电阻与开关速度的矛盾
为了降低导通损耗（提高效率），需要低的导通电阻；但Rds(on)低的器件，通常其栅极电荷（Qg）和寄生电容（Ciss, Coss, Crss）较大，这会导致开关速度变慢，开关损耗增加。在机器人高频PWM控制下（几十到几百kHz），开关损耗会变得非常显著。
对机器人的影响：系统效率降低，导致发热严重，限制了功率密度和续航能力。在高频下，开关损耗甚至可能超过导通损耗，成为主要热源。
中晶解决方案
自主特色专利IDOS技术，性能里程碑式突破，综合动态与静态特性 (FOM)最优, 从根本上解决矛盾，具有极低的开关损耗和优异的体二极管特性;同时储备GaN技术
系统级解决方案
优化PWM策略，如采用三电平拓扑以降低器件应力。
体二极管反向恢复性能差
在桥式电路（如三相全桥）中，MOSFET的体二极管在死区时间充当续流二极管。但其反向恢复电荷（Qrr）大、反向恢复时间（trr）长、反向恢复特性“硬”。
对机器人的影响：
产生巨大的尖峰电流和电压振荡，引起严重的电磁干扰，影响控制系统的稳定性。
增加开关损耗，甚至在极端情况下引起“直通”风险，烧毁器件。
限制了开关频率的提升，从而影响电流环的响应速度和控制精度。
中晶解决方案
中晶新一代SGT产品，芯片内部集成快恢复二极管，Qrr&Trr极低
系统级解决方案
外置肖特基续流二极管，但会增加成本和布局复杂度。
栅极驱动设计挑战
驱动能力不足会导致开关过程缓慢，损耗增加；驱动过冲则可能引起栅极振荡和EMI问题。
对机器人的影响：
开关波形畸变，导致控制不准，电机转矩脉动。
EMI超标，需要通过复杂的滤波和屏蔽来解决，增加成本和体积。
对驱动芯片的峰值电流、负压关断能力、保护功能（如退饱和检测）要求很高。
中晶解决方案
集成化MOSFET模块：MOSFET内部连接路径优化，优化PCB驱动回路，减少寄生参数.
专用栅极驱动IC：提供强大的驱动能力和完善的保护功能
系统级解决方案
精心设计驱动电路布局，尽可能缩短驱动回路，使用门极电阻优化开关速度。
可靠性痛点
脆弱的SOA安全工作区
MOSFET在开关瞬间会同时承受高电压和大电流，如果工作点超出了其安全工作区，极易
发生失效。特别是在机器人急停、堵转、负载突变等动态工况下。
对机器人的影响：炸管是伺服驱动器最常见的故障之一。鲁棒性不足限制了机器人在高过载、高动态性能场景下的应用。
中晶解决方案
选用具有更强雪崩耐量和更宽SOA的器件。
功率模块：将多个MOSFET和驱动、保护集成，提供更好的热性能和一致性。
系统级解决方案
加强过流、过压、过温保护电路设计；采用软开关技术降低开关应力。
热管理与功率密度矛盾
机器人关节空间极其有限，要求驱动器高度集成和小型化（高功率密度），但所有损耗最终都会转化为热量，在狭小空间内散热困难。
对机器人的影响：
必须使用高性能散热器或液冷，增加成本和结构复杂度。
结温（Tj）过高会导致Rds(on)增大，形成正反馈，加速热失效，并降低长期可靠性。
中晶解决方案
改进封装：采用低热阻封装，如Cu-clip封装技术、RDL重分布层技术等，利于散热
系统级解决方案
采用先进散热技术，如导热硅脂、相变材料、均温板甚至液冷。
寄生参数与高频振荡
PCB布局中的寄生电感和MOSFET的寄生电容会形成LC谐振电路。在高频开关下，会在漏极电压（Vds）和栅极电压（Vgs）上产生严重振荡。
对机器人的影响：
过压击穿MOSFET；误导通，造成上下管直通短路；测量信号失真，影响电流采样精度。
中晶解决方案
中晶芯片内部参数优化，进一步增强器件内生的抗干扰能力；内部集成RC增强snubber电路，具备一定的震荡吸收能力
系统级解决方案
外部增加RossCoss吸收电路，减少震荡
集成与成本痛点
多器件并联的不一致性
为了满足大电流需求，常需要多颗MOSFET并联。但由于器件参数的分散性（如Vgs(th)，Rds(on)），电流无法均分。
对机器人的影响：某个管子会承担更多电流，局部过热而率先失效，引发连锁反应。需要精心的选型和匹配，增加成本和工艺难度。
中晶解决方案
采用分Bin管理，将器件的Vgs(th)参数差异性控制在0.3V以内
系统级解决方案
在源极串联小电阻以促进均流；优化PCB布局的对称性。
成本压力
机器人行业，特别是消费级和协作机器人，对成本非常敏感。满足上述高性能和高可靠性要求的MOSFET（如英飞凌、TI等国际大厂产品）价格昂贵。
对机器人的影响：在性能和成本之间艰难权衡，有时不得不牺牲一些性能指标。
中晶解决方案
背靠头部晶圆厂和封装厂，强供应链能力，系统化降本能力
系统级解决方案
在产品性能与系统成本间平衡
解决方案
48V方案——人形机器人
解决方案
72V方案——机器狗/人形机器人
成功案例
机器人关节行业
机器人关节电机模组
机器人肘部关节 6mm*6.3mm创新封装
灵巧手创新集成小型化方案
先进封装
先进功率封装路线图，志在国产领航者
中晶新源
机器人行业器件选型推荐
矩阵完备、一站式解决、价格体系基本确立
➡ 各主流电压等级产品完备
➡ 经过行业客户验证，有丰富的成功案例及客户订单背书
➡ 顶规产品领先友商，技术先进性国产T0，得到客户认可
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