中商情報網(wǎng)訊:根據(jù)生產(chǎn)工藝、電氣結(jié)構(gòu)和傳輸原理的不同,隔離器可以通過光學、電感或電容耦合技術(shù)實現(xiàn)隔離。根據(jù)實現(xiàn)原理不同,隔離器分為光耦和數(shù)字隔離芯片,其中數(shù)字隔離主要為磁感隔離芯片(簡稱“磁耦”)、電容耦合隔離芯片(簡稱“容耦”)和巨磁阻隔離等類型,巨磁阻隔離的應用相對較少。光耦和數(shù)字隔離芯片的主要特點如下:
資料來源:中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
下游應用
從下游應用來看,數(shù)字隔離芯片主要應用于信息通訊、電力自動化、工廠自動化、工業(yè)測量、汽車車體通訊、儀器儀表和航天航空等產(chǎn)品及領(lǐng)域。此外,帶隔離驅(qū)動的電機在工業(yè)領(lǐng)域使用增加、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對隔離接口的需求和汽車電氣化對安規(guī)需求提升等因素,進一步促進了數(shù)字隔離類芯片市場的發(fā)展。2020年數(shù)字隔離類芯片在工業(yè)領(lǐng)域上使用最多,占比達28.58%;其次是汽車電子行業(yè),占比達16.84%;通信領(lǐng)域位居第三,占比達14.11%;電力能源位居第四,占比12.43%;航空與安防占比10.93%;醫(yī)療健康占比9.3%。
數(shù)據(jù)來源:Markets and Markets、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
發(fā)展前景
1.信息通訊領(lǐng)域中的應用與需求前景
在信息通訊行業(yè),數(shù)字隔離類芯片主要應用于通信基站及其配套設(shè)施的電源模塊中。在2G、3G和4G時代,信號均是通過低頻段傳輸,宏基站幾乎能實現(xiàn)所有信號的覆蓋。但由于5G信號通過中高頻段傳輸,宏基站所能覆蓋的信號范圍就十分有限。為了保障信號的覆蓋程度,除了增加5G宏基站的部署密度之外,還需配套建設(shè)大量小基站來進行高頻網(wǎng)絡(luò)的密集覆蓋,因此5G電源模塊的需求將大幅增長。
另外,5G頻段高頻化所帶來的覆蓋區(qū)域變小,除了將導致5G時代全球站點數(shù)量倍增外,站點能耗也將翻倍,電源功率密度將因此提升,平均功率將是4G時代的2.5倍。隨著電源功率提升,功率器件數(shù)量、內(nèi)部通道數(shù)、模塊數(shù)均隨之增加,單個電源模塊的數(shù)字隔離類芯片需求量也將大幅增加。另外,由于5G設(shè)備的散熱需求更高,而整個機房空間有限,需要基站有更智能的溫控、監(jiān)控以及備電能力,基站內(nèi)器件也需要更好的耐溫能力。這對基站中的器件提出集成化、耐高溫、耐高壓的需求。具有隔離功能的電源、驅(qū)動、采樣、接口等集成化程度高且耐壓能力強的產(chǎn)品將進一步受到市場的青睞。
2.汽車電子領(lǐng)域中的應用與需求前景
與汽油車相比,新能源汽車的電氣化程度更高。出于安規(guī)和設(shè)備保護的需求,數(shù)字隔離類芯片也更多地應用于新能源汽車高瓦數(shù)功率電子設(shè)備中,包括車載充電器(OBC)、電池管理系統(tǒng)(BMS)、DC/DC轉(zhuǎn)換器、電機控制驅(qū)動逆變器、CAN/LIN總線通訊等汽電子系統(tǒng),成為新型電子傳動系統(tǒng)和電池系統(tǒng)的關(guān)鍵組件。因此,新能源汽車新增了多種數(shù)字隔離類芯片產(chǎn)品的需求。
2020 年 11 月 2 日,國務院正式發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》提出,到 2025 年計劃實現(xiàn)新能源汽車新車銷量占比達到 20%左右。對此中國工業(yè)和信息化部解讀稱,“2019 年中國新能源汽車的市場滲透率是 4.7%,如果2020 年達到 5%,未來 5 年若要實現(xiàn) 20%的目標,每年的年復合增長率必須達到30%以上”。國內(nèi)新能源汽車市場規(guī)模的持續(xù)擴張將帶動數(shù)字隔離類芯片的發(fā)展。
3.工業(yè)控制領(lǐng)域中的應用與需求前景
工業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了工業(yè)1.0至4.0四個階段,分別對應著工業(yè)的機械化、電氣化、自動化、智慧化。根據(jù)波士頓咨詢公司(BCG)的報告《工業(yè)4.0時代的人機關(guān)系》,在工業(yè)4.0時代中,制造型企業(yè)將越來越多地使用機器人和其他先進技術(shù)成果為工人提供協(xié)助,人力主要負責生產(chǎn)階段中需要靈活反應、解決問題的工作,如機器協(xié)調(diào)員和機器操作員等,他們分別負責常規(guī)維護設(shè)備、緊急維修與操作機器。工業(yè)4.0背景下,人機交互情形會隨著機器設(shè)備的增長而增多,而工業(yè)用電為220V至380V交流電,遠超人體的安全電壓36V。為了保障生產(chǎn)人員的人身安全,必須對高低壓之間的信號傳輸進行隔離以保護操作人員免受電擊,該類隔離需求涉及人機交互的各個節(jié)點。具體來說,工業(yè)自動化系統(tǒng)有多個PLC/DCS節(jié)點,每個PLC/DCS節(jié)點控制一至多個變送器、機械手、變頻器、伺服等設(shè)備,出于安規(guī)需要,上述設(shè)備對數(shù)字隔離類芯片均有需求。
更多資料請參考中商產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國芯片市場前景及投資機會研究報告》,同時中商產(chǎn)業(yè)研究院還提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)情報、產(chǎn)業(yè)研究報告、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、十四五規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商引資等服務。