在工業(yè)控制、汽車電子及光伏儲能等行業(yè)高速發(fā)展的背景下,數(shù)字隔離器作為保障各類高壓電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要元器件,始終扮演著不可或缺的關(guān)鍵角色。然而我國數(shù)字隔離器行業(yè)起步較晚,該市場長期被國外巨頭主導(dǎo),但在我國大力推動半導(dǎo)體自主可控、加速本土供應(yīng)鏈替代,以及國際貿(mào)易環(huán)境波動催生市場重構(gòu)機遇的多重利好下,國內(nèi)廠商已迎來本土化突破的關(guān)鍵窗口期。
據(jù)QYR(恒州博智)公布的最新數(shù)據(jù)顯示,2023年全球數(shù)字隔離器市場規(guī)模已達4.22億美元,預(yù)計至2030年將攀升至8.19億美元,2024年至2030年間的年復(fù)合增長率(CAGR)為10.1%,市場增長態(tài)勢明顯。值得一提的是,中國地區(qū)是全球數(shù)字隔離器最大的應(yīng)用市場,占據(jù)著約35%的市場份額,這不僅彰顯了我國本土化需求的強勁韌性,也為國產(chǎn)替代企業(yè)提供了極具想象力的增長空間。
告別LED光衰與磁場干擾,容耦隔離器優(yōu)勢凸顯
· 磁耦隔離是一種采用電磁感應(yīng)原理來實現(xiàn)信號傳輸與電氣隔離的技術(shù)。磁耦隔離器主要基于片上微型變壓器,通過磁場耦合傳輸信號,雖存在功耗相對容耦較高、成本較高、易受外部磁場干擾等問題,但具備集成度較高、傳輸延遲較低與傳輸速率較高等優(yōu)勢,適用于對信號完整性與傳輸速率要求較高的電氣隔離場景。
· 光耦隔離是一種使用光電耦合器來實現(xiàn)信號傳輸與電氣隔離的技術(shù)。傳統(tǒng)的光耦隔離器主要通過發(fā)光二極管(LED)與光敏元件來傳遞信號,雖存在線性度較差、LED光衰與速率瓶頸等問題,難以滿足高速、高精度的數(shù)據(jù)采集,但具備技術(shù)成熟度較高、結(jié)構(gòu)簡單與單向傳輸?shù)葍?yōu)勢,仍廣泛適用于對信號精度與速率要求不高的電氣隔離場景。
綜上所述,與傳統(tǒng)光耦隔離對比,容耦隔離在環(huán)境溫度、隔離耐壓、速度、信號傳播延時、抗干擾能力和功耗上有比較大的優(yōu)勢;而相比磁耦隔離,容耦隔離在功耗、EMI與成本上更有優(yōu)勢。容耦隔離器在下游市場端滲透更快,應(yīng)用領(lǐng)域亦更加寬泛。
國產(chǎn)容耦隔離器,未來已來
市場對于技術(shù)路線的選擇,本質(zhì)上是一場成本與性能的博弈。當(dāng)容耦隔離以更低的功耗、更高的抗干擾能力在隔離器市場中占據(jù)主導(dǎo)地位時,機遇便已悄然降臨。而在這一領(lǐng)域,深耕射頻技術(shù)多年的華普微,正以跨界融合的創(chuàng)新思維,將容耦隔離器的性能邊界推向新的高度。
華普微,作為國內(nèi)Sub-GHz射頻“芯”技術(shù)的先行者、芯片累計出貨超10億顆的射頻專家,已成功將射頻“基因”烙至容耦隔離技術(shù)之中,其產(chǎn)品性能足以比肩國際一線品牌,可為行業(yè)提供更高效、可靠、靈活的容耦隔離器解決方案。
具體而言,在華普微自主研發(fā)的容耦隔離器中,射頻發(fā)射端會將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號通過OOK調(diào)制為高頻脈沖信號,而后在電容電場的耦合作用下,高頻脈沖信號耦合至射頻接收端,并通過OOK解調(diào)為初始的數(shù)據(jù)信號,從而在電氣隔離環(huán)境中完成數(shù)據(jù)信號的有效傳輸。容耦隔離器的功耗基本不隨著傳輸數(shù)據(jù)速率的變化而改變。
展望未來,隨著國內(nèi)容耦隔離器技術(shù)水平的不斷提升,國產(chǎn)力量的崛起正為行業(yè)注入新的可能。可以預(yù)見,國產(chǎn)容耦隔離器作為保障電子電路安全的關(guān)鍵組件,將在新能源汽車、工業(yè)控制、智能電網(wǎng)、信息通訊等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出更加廣泛的應(yīng)用潛力。