Q1:为什么须要隔离芯片?
答:众所周知,家用电压220V,工业三相电380V,新能源汽车有400V和800V电池平台,这些电压终极通过各种电器直接和人体打仗,万一被电到就会引发安全事件,因此须要把高压和低压两个电路隔开,去除掉有害的互换电,使正常的电流旗子暗记安全通过,这便是隔离芯片的紧张浸染——担保电路安全。当然它也能去掉高压和低压电路的接地环路(会导致通讯中端或偏差),阻断共模、浪涌等滋扰旗子暗记。因此,可以大略理解为:越高的电压,越大的电压差,越须要隔离芯片。下图为隔离芯片浸染的示意图:
Q2:隔离芯片都分为哪几类?

答:从技能角度来讲,根据隔离实现办法,可以分为光耦、磁耦和容耦,光耦是上世纪70年代发明的,一端通过LED灯把电旗子暗记转变成光旗子暗记,另一端由光敏原件吸收了再转成电旗子暗记(中间用空气、环氧树脂或模塑化合物添补),这种办法本钱低,但随着LED的衰减,转换效率会慢,功耗高,不过由于涌现的韶光早,因此是市场上主流的隔离办法,占比超70%;2007年ADI在CMOS工艺根本上发明了磁耦,实质是用一个芯片级的变压器(线圈)来在高低电压的电路间进行隔离(用聚酰亚胺作为绝缘材料),这种办法体积小、功耗低、效率高,但是它随意马虎受外部磁场滋扰,抗辐射性差,本钱高,因此目前占比较小,不是主流;2009年Silicon Lab发明了容耦,实质是用芯片级的电容在高低电路间做隔离(用二氧化硅作为添补材料),这种办法既兼具了磁耦的优点,本钱又低,抗滋扰能力又强,因此迅速成为市场主流,尤其是在高压领域,对光耦替代效应很强,新兴的做隔离的基本都走容耦的技能路线,目前已霸占近20%的市场份额,且未来将持续扩大。下图为三类隔离芯片比拟:
Q3:如何判断一款隔离芯片的好坏?
答:首先是看旗子暗记传输速率,电路不能由于隔离了而导致传输效率变慢,目前市场主流一样平常都在100Mbps以上,其次是传输时延,延迟越小越好,然后是CMTI(共模瞬态抗滋扰能力),这个数值越高,系统稳定性越强,然后是耐压程度,耐压越高越好,末了是浪涌抗扰度(越高越好),下图为纳芯微的隔离产品和国际竞品参数比较:
Q4: 隔离芯片一样平常用在什么场景?
答:通过前面得知隔离芯片一样平常用在高压场景,尤其是在工业、通讯和汽车领域,近两年增长很快的新能源汽车和光伏储能等领域,也带动了隔离芯片的高增长,在汽车领域,每台新能源汽车利用数字隔离类芯片的数量约为35颗,代价约为200-300元,个中每台新能源汽车利用隔离驱动芯片的数量约为20颗,代价约为150元,今年环球新能源车销量约1400万台,这块市场就有35亿,在光伏领域,一台光伏逆变器均匀须要利用30~50颗各种隔离芯片,单台大约40-60元,这块市场大约有10亿元,并且还在快速增长中,在实际利用中,除了单独利用数字隔离器,更多场景是将隔离和其他仿照产品集成在一起,详细来说有、隔离接口、隔离驱动、隔离采样、隔离电源这五大类集成产品,下图为隔离产品在新能源汽车中的运用:
Q5:隔离芯片蛋糕有多大?
答:根据各个渠道数据汇总,可得隔离芯片环球市场规模大约150亿,工业领域大约50亿(含逆变器),汽车领域35亿旁边,通信领域约20亿,中国各种仿照芯片占环球约30%-40%,粗略测算中国的隔离芯片蛋糕大约50亿,并且随着汽车和光伏储能等终真个扩大而迅速扩大,有如此好的前景,也难怪纳芯微会受到追捧。下图为隔离芯片这块蛋糕在各个细分领域的占比:
Q6:隔离芯片市场格局如何?
答:光耦属于传统老产品,格局已经非常稳定,博通、仙童、威世、东芝、瑞萨等日美厂商霸占高端,台系的光宝、亿光、兆龙等做中低端,国产的奥伦德、匡通等也从低端开始起步。磁耦和容耦还属于新兴产品,发展才十几年,2020 年TI、Silicon Labs、ADI、博通(含安华高)、英飞凌这五大巨子共占环球数字隔离类芯片市场的40%-50%,值得一提的是,SiliconLabs在新能源汽车细分领域数字隔离器做到了行业第一,总出货量已达3000万颗以上,下图为2020年环球数字隔离器市场竞争格局图:
Q7:国产隔离芯片厂商进度如何?
答:国产隔离芯片参与者紧张有以下:
龙头老大是纳芯微:2018 年切入隔离芯片赛道后进入加速发展阶段,公司隔离芯片业务陆续在信息通信、工业掌握、汽车电子等领域实现快速放量,纳芯微最大的上风是先发上风,做得早,而且产品做得全(隔离+产品全系列布局),早早取得了安规认证,搭上了新能源汽车快速发展的高速列车,纵然在仿照芯片行业一片哀嚎的2022年,依然取得了营收翻倍高速增长(今年营收将下滑,扭盈为亏),目前它正借助隔离这个利器,将其他更多的产品导入客户。
川土微:紧跟纳芯微,虽然还没上市,但估值已经不低,并且已经在和纳芯微真刀真枪的干了起来,听说今年开始打价格战,川土是2018 年开始推出标准隔离器,跟纳芯微险些同时起步,此后不断完善隔离产品线,目前已覆盖标准数字隔离器、隔离接口、隔离采样与隔离电源等,已广泛运用于工业掌握、电源能源、汽车电子等领域,这两年川土不断加大在汽车领域的投入,势头相称猛。
荣湃半导体:一个高举高打的团队,成员来自高通、Silicon Labs 等外洋大厂,目前公司已经申请15 项隔离器领域发明专利,并覆盖标准数字隔离器、隔离接口、隔离驱动与隔离采样等,这家公司以技能特长取胜,拥有独占的智能分压技能,听说功耗可以做到同类竞品的三分之一,传输速率等各项参数有较大提升,但目前相对付纳芯微和川土来说,它还算个弟弟。
除了以上三家以隔离为特色的企业,还有思瑞浦等以旗子暗记链为特色的平台型企业,有中科院孵化的高新企业中科格励,还有今年冒出的新秀锐来博等,总体来说,与看重整体方案的芯片不同,隔离芯片属于标准化产品,玩不出太多花来,市场发展到后面便是几家寡头刮分市场,海内隔离芯片未来格局已初步显现,未来有机会成为国际巨子。