隔离芯片：电路安全保障芯片国产替代加速期

　　隔离芯片：电路安全保障芯片国产替代加速期

　　隔离器件是将输入信号进行转换并输出，以实现输入、输出两端电气隔离的一种安规器件。电气隔离能够保证强电电路和弱电电路之间信号传输的安全性，如果没有进行电气隔离，一旦发生故障，强电电路的电流将直接流到弱电电路，可能会对人员安全造成伤害，或对电路及设备造成损害。另外，电气隔离去除了两个电路之间的接地环路，可以阻断共模、浪涌等干扰信号的传播，让电子系统具有更高的安全性和可靠性。一般来说，涉及到高电压（强电）和低电压（弱电）之间信号传输的设备大都需要进行电气隔离并通过安规认证。

　　数字隔离器是新一代隔离器件。隔离器件广泛应用于信息通讯、电力电表、工业控制、新能源汽车等各个领域。从技术路线上来说，隔离器件可以分为光耦和数字隔离芯片两种。相比传统光耦，数字隔离芯片是更新一代、尺寸更小、速度更快、功耗更低、温度范围更广的隔离器件，并且拥有更高的可靠性和更长的寿命。

　　数字隔离又分为磁耦合和电容耦合。磁耦数字隔离器由ADI设计开发的一款适合高压环境的隔离电路。它是一种基于芯片尺寸的变压器，采用了COMS工艺+线圈结构，传输速度快，可靠性强，但专利封锁强。电容耦合采用电容做信号传输，实现较为简单，国内公司大多采用电容耦合方案。

　　1）光耦：通过电到光到电的形式进行信号传输。

　　2）容耦：采用高频信号调制解调将输入信号通过电容隔离之后传输出去。

　　3）磁耦：主要通过磁场进行能量传递将信号进行隔离传输。

　　隔离驱动即数字隔离器与驱动芯片的组合。驱动芯片是用来驱动MOSFET、IGBT、SiC、GaN等功率器件的芯片，能够放大控制芯片（MCU）的逻辑信号，包括放大电压幅度、增强电流输出能力，以实现快速开启和关断功率器件。隔离驱动芯片能够在驱动功率器件的同时，提供原副边电气隔离功能容。

　　在电源与充电桩等高功率应用中，通常需要专用驱动器来驱动最后一级的功率晶体管。给功率管增加驱动的方式有两种，一种是非隔离驱动，一种是隔离驱动。传统电路里面经常见到非隔离驱动，在高压应用中一般采用半桥非隔离驱动，非隔离驱动有很多局限性。

　　1）非隔离驱动模块整体都在同一硅片上，因此耐压无法超出硅工艺极限，大多数非隔离驱动器的工作电压都不超过700伏。

　　2）非隔离驱动耐负压能力较弱，所以如果采用非隔离驱动，应特别注意两管间电路设计。

　　3）非隔离驱动与控制芯片共地，不够灵活，无法满足现在许多复杂的拓扑电路要求。

　　相比非隔离驱动，隔离驱动就有很多优势，这里以数字隔离驱动来做说明。在数字隔离驱动器内部，有两块或更多的硅片，硅片之间通过绝缘材料隔离，而控制信号通过电容型或电磁型方式穿过隔离层来传递，从而让输入与输出处于不同硅片上，这种隔离方式能绕过硅工艺极限，可以满足高耐压需求，隔离驱动可以承受10kV以上的浪涌电压。

　　隔离驱动开发难度较高，需要适配IGBT厂商。隔离产品中隔离驱动开发难度最高，可靠性要求也最高。使用IGBT等功率器件的高压场景往往会使用隔离驱动，通常一颗IGBT搭配一颗隔离驱动。由于与IGBT密切相关，因此隔离驱动开发时往往需要与IGBT厂商共同定义，具备IGBT研发能力的厂商隔离驱动芯片能力较强。如英飞凌搭配自家IGBT共同使用；ADI与富士通合作紧密，而国产隔离厂商有望与国产IGBT厂商形成紧密合作。

　　新能源时代下强电弱电场景增加，安全性需求日益提升。数字隔离类芯片作用是保证强电电路和弱电电路之间信号传输的安全性。在新能源时代下，通讯、数据中心、工业变频器、伺服、光储系统、智能电网、新能源车等市场快速发展，扩大了强电电路和弱电电路的之间信号传输的使用场景，同时随着各类系统对安全性的要求越来越高，隔离芯片被更多的集成到信号链和电源类等模拟芯片中，进一步扩大了隔离类芯片的整体需求。

　　先进光半导体由南方先进联合日本归国华侨杨振林博士团队合资成立，以南方先进为主要投资方、杨博士团队为技术核心的一家专业从事光电器件、光耦合器、光耦继电器等光电集成电路以及光电驱动等产品，研发团队涵盖设计、制造、销售和服务的高新技术企业，先进光半导体拥有先进的光电器件全自动生产线，具有年产8000万只光电光耦器件的生产能力。现阶段先进光半导体的光耦继电器、光耦合器等主要产品用于：蓄电系统．智能电表．自动检测设备．电信设备．测量仪器．医疗设备．通信设备．PC端．安防监控．O/A设备．PLC控制器．I/O控制板等，依托于光半导体综合的设计技术和芯片制造技术优势，先进光半导体期望在有广阔发展前景的光电控制领域深耕，逐步提升产品的技术附加值，扩充技术含量更高的产品线。

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