光耦隔離 VS 數(shù)字隔離，誰(shuí)將笑到最后？

隔離器件雖然相對(duì)狹小，市場(chǎng)規(guī)模不大，但卻是所有電子產(chǎn)品和設(shè)備系統(tǒng)必不可缺的元件，因?yàn)槿松砗驮O(shè)備安全、電磁干擾及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的普及對(duì)電氣隔離提出了更高的要求。

在未來(lái)相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，光耦器件和數(shù)字隔離器件將并存發(fā)展。但是，從光耦到數(shù)字隔離是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，后者將逐漸替代前者成為主導(dǎo)型隔離方案。

2020 年 7 月 3 日，慕尼黑上海電子展正式召開(kāi)。本土數(shù)字隔離器廠商——榮湃半導(dǎo)體接受了與非網(wǎng)的采訪。

榮湃半導(dǎo)體副總裁胡擁軍

榮湃半導(dǎo)體副總裁胡擁軍向筆者介紹了公司的優(yōu)勢(shì)，榮湃半導(dǎo)體是中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)中第一個(gè)做出數(shù)字隔離器的廠家，憑借擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能分壓技術(shù)（iDivider 技術(shù)）在業(yè)界保有多個(gè)第一名：

（1）業(yè)界最小的數(shù)字隔離器，只有 2x3mm，可用在面積非常小的產(chǎn)品上；

（2）業(yè)界速度最快的數(shù)字隔離器，相較于歐美大廠數(shù)字隔離器產(chǎn)品的 200Mbps，榮湃半導(dǎo)體可以做到 600Mbps，且已經(jīng)成功地量產(chǎn)；

（3）采用第三代數(shù)字隔離技術(shù)，使其芯片成本和同行業(yè)其他廠家相比有較大優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而使得第一次可以把數(shù)字隔離替代光耦。

（智能分壓技術(shù)是榮湃半導(dǎo)體發(fā)明的一種數(shù)字隔離器技術(shù)，應(yīng)用了電容分壓的原理，直接把電壓信號(hào)從電容一邊傳到另一邊，不需要 RF 信號(hào)和調(diào)制解調(diào)，彌補(bǔ)了其它隔離技術(shù)（如光耦的 opto-coupler 技術(shù)，icoupler 技術(shù)，OOK 技術(shù)等）的缺點(diǎn)，也最大限度的優(yōu)化了其它隔離技術(shù)的不足，是一種更本質(zhì)更簡(jiǎn)潔的隔離信號(hào)傳輸技術(shù)，使得電路大大簡(jiǎn)化，功耗更低，速度更快，抗干擾能力增強(qiáng)，噪聲更低。）

數(shù)字隔離 VS 光耦隔離

光耦是上世紀(jì) 70 年代發(fā)展起來(lái)的隔離器件，當(dāng)時(shí)由于光耦的體積小、壽命長(zhǎng)、無(wú)觸點(diǎn)，具備抗干擾能力強(qiáng)、輸出和輸入之間絕緣、單向傳輸信號(hào)等優(yōu)點(diǎn)，在電子電路設(shè)計(jì)上得到了廣泛應(yīng)用。

直至 1990 年代后期，光耦基本上是市場(chǎng)上唯一的解決方案。經(jīng)過(guò)近 50 年的發(fā)展，全球光耦產(chǎn)業(yè)格局已趨于穩(wěn)固。近年來(lái)，隨著 CMOS 工藝的不斷進(jìn)步，數(shù)字隔離技術(shù)開(kāi)始發(fā)展起來(lái)，數(shù)字隔離在高速、長(zhǎng)壽命、魯棒性、良好的時(shí)序規(guī)范和更低的功耗等優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，成本也逐漸下降，逐步被市場(chǎng)認(rèn)可。

對(duì)此，胡擁軍表示，在隔離技術(shù)和市場(chǎng)的機(jī)遇下，榮湃半導(dǎo)體憑自身的數(shù)字隔離技術(shù)入局，相較于國(guó)內(nèi)很多半導(dǎo)體企業(yè)，榮湃一開(kāi)始就從隔離的基礎(chǔ)理念出發(fā)，而非模仿一線大廠，做到了穩(wěn)定的、可靠的、量產(chǎn)的產(chǎn)品。盡管目前產(chǎn)品門(mén)類(lèi)還較為單一，但相信公司是在正確的道路和當(dāng)前較有利的環(huán)境下向前發(fā)展，符合國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體的發(fā)展方向。

目前，公司已經(jīng)上市的產(chǎn)品有數(shù)字隔離器π1 和π2 系列產(chǎn)品，該系列產(chǎn)品的綜合性能遠(yuǎn)優(yōu)于當(dāng)前市場(chǎng)上同級(jí)別產(chǎn)品數(shù)倍（如傳輸速度快 4 倍，工作電流降低 5 倍，延遲降低 1.6 倍等）。產(chǎn)品涉及安全性領(lǐng)域、感應(yīng)性領(lǐng)域和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域三大領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、新能源汽車(chē)電池控制器、中高端進(jìn)口白色家電、物聯(lián)網(wǎng)以及通信電源等主干行業(yè)，擁有 18 項(xiàng)隔離器領(lǐng)域全球發(fā)明專(zhuān)利。

數(shù)字隔離器的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景

隔離應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域最為常見(jiàn)，例如工廠自動(dòng)化、流程控制、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制等設(shè)備。近年來(lái)，隨著電動(dòng)汽車(chē)的問(wèn)世和發(fā)展，電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)正逐漸改變。目前 EV 或 HEV 通常配置 200V~400V 高電壓電池，未來(lái)的趨勢(shì)是采用更高電壓的電池，以此來(lái)達(dá)到更高的功率 / 電池容量以及續(xù)航能力。這種高電壓電池必須使用隔離器，以確保汽車(chē)內(nèi)不同電壓場(chǎng)域的安全性和訊號(hào)傳輸。許多主機(jī)廠競(jìng)相投入 EV/HEV 布局，為了優(yōu)化高溫操作、穩(wěn)定性和抗噪性，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)成為數(shù)字隔離器技術(shù)的主要驅(qū)動(dòng)力。

眾所周知，汽車(chē)行業(yè)整個(gè)驗(yàn)證和測(cè)試的流程周期非常長(zhǎng)，車(chē)規(guī)產(chǎn)品在工藝、性能等方面都需要滿足很高的標(biāo)準(zhǔn)，這意味著產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性等各方面的指標(biāo)都會(huì)得到非常嚴(yán)苛的測(cè)試。

車(chē)規(guī)產(chǎn)品在工藝、性能等方面都需要滿足很高的標(biāo)準(zhǔn)，行業(yè)公司能夠把產(chǎn)品做到車(chē)規(guī)級(jí)是一個(gè)很大的跨越。此外，汽車(chē)行業(yè)整個(gè)驗(yàn)證和測(cè)試的流程周期非常長(zhǎng)，這意味著產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性等各方面的指標(biāo)都會(huì)得到非常嚴(yán)苛的測(cè)試。榮湃半導(dǎo)體在此已有布局，胡擁軍表示，公司現(xiàn)已有符合車(chē)規(guī)級(jí)的產(chǎn)品出來(lái)，下一步會(huì)加強(qiáng)在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用，汽車(chē)領(lǐng)域會(huì)是接下來(lái)很重要的推廣方向。

結(jié)語(yǔ)

10 年前，非光學(xué)數(shù)字隔離還是一個(gè)很小的市場(chǎng)，2010 年市場(chǎng)規(guī)模僅為 5400 萬(wàn)美元，根本就沒(méi)有引起光耦制造商們的重視。近 5 年來(lái)，數(shù)字隔離銷(xiāo)售大幅增長(zhǎng)，至 2018 年全球市場(chǎng)規(guī)模已增至 3.43 億美元。IHS Markit 預(yù)計(jì)，到 2024 年這一細(xì)分市場(chǎng)將增長(zhǎng)一倍以上，達(dá)到 7.67 億美元。

從現(xiàn)在到 2024 年，工業(yè)應(yīng)用仍將是隔離器件最大的市場(chǎng)。不過(guò)，汽車(chē)行業(yè)，特別是電動(dòng)汽車(chē)在此期間將迎來(lái)較大增長(zhǎng)。

本土數(shù)字隔離廠商雖然起步較晚，但隨著國(guó)際貿(mào)易關(guān)系的變化以及國(guó)內(nèi)產(chǎn)品信賴(lài)度的提升，也開(kāi)始迅速發(fā)展起來(lái)。

在未來(lái)相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，光耦器件和數(shù)字隔離器件將并存發(fā)展。但是，從光耦到數(shù)字隔離是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，后者將逐漸替代前者成為主導(dǎo)型隔離方案。

榮湃半導(dǎo)體作為已有產(chǎn)品量產(chǎn)，且具有一定市場(chǎng)影響力的國(guó)產(chǎn)數(shù)字隔離器廠商，相信在未來(lái)不斷布局和深耕市場(chǎng)的同時(shí)，也能夠?yàn)橹袊?guó)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展獻(xiàn)上一份力量。