光耦隔離 VS 數(shù)字隔離，誰將笑到最后？

隔離器件雖然相對狹小，市場規(guī)模不大，但卻是所有電子產(chǎn)品和設備系統(tǒng)必不可缺的元件，因為人身和設備安全、電磁干擾及物聯(lián)網(wǎng)設備的普及對電氣隔離提出了更高的要求。

在未來相當一段時間內(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)字隔離是未來的發(fā)展趨勢，后者將逐漸替代前者成為主導型隔離方案。

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

榮湃半導體副總裁胡擁軍

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

（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，使其芯片成本和同行業(yè)其他廠家相比有較大優(yōu)勢，進而使得第一次可以把數(shù)字隔離替代光耦。

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

數(shù)字隔離 VS 光耦隔離

光耦是上世紀 70 年代發(fā)展起來的隔離器件，當時由于光耦的體積小、壽命長、無觸點，具備抗干擾能力強、輸出和輸入之間絕緣、單向傳輸信號等優(yōu)點，在電子電路設計上得到了廣泛應用。

直至 1990 年代后期，光耦基本上是市場上唯一的解決方案。經(jīng)過近 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，隨著 CMOS 工藝的不斷進步，數(shù)字隔離技術開始發(fā)展起來，數(shù)字隔離在高速、長壽命、魯棒性、良好的時序規(guī)范和更低的功耗等優(yōu)點的基礎上，成本也逐漸下降，逐步被市場認可。

對此，胡擁軍表示，在隔離技術和市場的機遇下，榮湃半導體憑自身的數(shù)字隔離技術入局，相較于國內(nèi)很多半導體企業(yè)，榮湃一開始就從隔離的基礎理念出發(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)品門類還較為單一，但相信公司是在正確的道路和當前較有利的環(huán)境下向前發(fā)展，符合國產(chǎn)半導體的發(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)品的綜合性能遠優(yōu)于當前市場上同級別產(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)品涉及安全性領域、感應性領域和物聯(lián)網(wǎng)領域三大領域，廣泛應用于工業(yè)自動化、新能源汽車電池控制器、中高端進口白色家電、物聯(lián)網(wǎng)以及通信電源等主干行業(yè)，擁有 18 項隔離器領域全球發(fā)明專利。

數(shù)字隔離器的應用現(xiàn)狀與前景

隔離應用在工業(yè)領域最為常見，例如工廠自動化、流程控制、馬達驅(qū)動控制等設備。近年來，隨著電動汽車的問世和發(fā)展，電路和系統(tǒng)設計正逐漸改變。目前 EV 或 HEV 通常配置 200V~400V 高電壓電池，未來的趨勢是采用更高電壓的電池，以此來達到更高的功率 / 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，以確保汽車內(nèi)不同電壓場域的安全性和訊號傳輸。許多主機廠競相投入 EV/HEV 布局，為了優(yōu)化高溫操作、穩(wěn)定性和抗噪性，汽車產(chǎn)業(yè)成為數(shù)字隔離器技術的主要驅(qū)動力。

眾所周知，汽車行業(yè)整個驗證和測試的流程周期非常長，車規(guī)產(chǎn)品在工藝、性能等方面都需要滿足很高的標準，這意味著產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性等各方面的指標都會得到非常嚴苛的測試。

車規(guī)產(chǎn)品在工藝、性能等方面都需要滿足很高的標準，行業(yè)公司能夠把產(chǎn)品做到車規(guī)級是一個很大的跨越。此外，汽車行業(yè)整個驗證和測試的流程周期非常長，這意味著產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性等各方面的指標都會得到非常嚴苛的測試。榮湃半導體在此已有布局，胡擁軍表示，公司現(xiàn)已有符合車規(guī)級的產(chǎn)品出來，下一步會加強在汽車領域的應用，汽車領域會是接下來很重要的推廣方向。

結(jié)語

10 年前，非光學數(shù)字隔離還是一個很小的市場，2010 年市場規(guī)模僅為 5400 萬美元，根本就沒有引起光耦制造商們的重視。近 5 年來，數(shù)字隔離銷售大幅增長，至 2018 年全球市場規(guī)模已增至 3.43 億美元。IHS Markit 預計，到 2024 年這一細分市場將增長一倍以上，達到 7.67 億美元。

從現(xiàn)在到 2024 年，工業(yè)應用仍將是隔離器件最大的市場。不過，汽車行業(yè)，特別是電動汽車在此期間將迎來較大增長。

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

在未來相當一段時間內(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)字隔離是未來的發(fā)展趨勢，后者將逐漸替代前者成為主導型隔離方案。

榮湃半導體作為已有產(chǎn)品量產(chǎn)，且具有一定市場影響力的國產(chǎn)數(shù)字隔離器廠商，相信在未來不斷布局和深耕市場的同時，也能夠為中國半導體行業(yè)的發(fā)展獻上一份力量。