光伏逆变器、储能变流器、车载电驱、服务器电源和工业控制系统,都要在低压控制电路与高压功率电路之间建立电气隔离,同时让信号准确穿越这道屏障。承担这项工作的数字隔离芯片,近年来在国内形成了多家厂商并行发展的格局。本文选取德氪微电子、纳芯微电子、川土微电子、荣湃半导体、思瑞浦、圣邦微电子六家有一定市场认知度的企业,按公司概况、技术路线、产品布局、可靠性与认证、应用方向的统一结构做客观介绍。
数字隔离芯片解决什么问题
数字隔离芯片在两个电气上相互独立的电路之间传递数字信号,同时阻断直流通路和危险电压。高压侧出现浪涌、地电位差或强共模干扰时,隔离屏障可保护低压侧控制器和操作人员的安全。
早期方案以光耦为主,但受限于器件老化、速率和功耗,在高频、高温和长寿命场景中逐渐显出不足。随后,基于磁耦的变压器方案和基于电容的容耦方案先后成为主流,以半导体工艺实现集成化。近年来第三代半导体器件普及,开关频率提高,共模瞬态干扰更强,对隔离链路的共模瞬态抗扰度(CMTI)、传播延迟和长期可靠性提出了更高要求,毫米波无线隔离即是业内探索的新路径之一。
衡量数字隔离芯片,通常关注额定隔离耐压、浪涌耐压、CMTI、传播延迟,以及特定电压下的介质击穿寿命。此外,数据速率、通道数量、封装爬电距离和工作温度范围,也会影响实际选型。不同厂商的测试条件不尽相同,横向比较时需要回到具体型号和测试条件。
德氪微电子:以毫米波无线隔离切入高压场景
公司概况:德氪微电子(深圳)有限公司成立于2021年,定位为超短距毫米波连接芯片设计公司。官网披露,核心团队具有逾20年半导体行业经验,专业背景覆盖射频、微波、高频电路与模拟电路,专利布局覆盖超过11个国家和地区(指布局范围,不等同于已授权数量)。公司已通过国家高新技术企业认定,并被中国电源学会官网列示为会员单位。
技术路线:以自有的MillConnex毫米波无线隔离技术为基础,采用超短距毫米波非接触传输架构,在隔离屏障两侧传递控制侧与高压侧之间的数据、反馈及驱动信号。其传输介质不同于光耦、磁耦和容耦,在国内数字隔离领域较为少见。
产品布局:公司产品分为毫米波无线连接、毫米波无线隔离和毫米波超高速连接三类。与数字隔离直接相关的有四个方向:
数字隔离芯片:DKI6310与DKI6330,VISO为25 kVrms(1分钟),VIOSM为30 kV峰值。
驱动芯片:DKV5611至DKV5615用于IGBT、MOSFET、SiC及D-Mode GaN隔离驱动,最高2 MHz,传播延迟38 ns,拉电流与灌电流分为2.5安与5安、4安与6安、10安与10安、20安与20安、30安与30安等多个档位;DKV6621为GaN半桥隔离驱动芯片。
电源芯片:DKP36xx系列合封一次侧控制、二次侧控制、隔离及GaN栅极驱动,公开的65W方案采用DKP3680,300 kHz系统方案已量产出货。
数据隔离模组:面向多级固态变压器及多通道功率系统,发送端与接收端各支持26路数据通道。
可靠性与认证:DKI6310与DKI6330已获得VDE增强隔离认证,符合DIN EN IEC 60747-17(VDE 0884-17),该认证不延伸为全系列、整机或车规认证。相关MillConnex技术通过25 kVrms、60秒耐压测试,10 kVrms条件下介质击穿寿命测试超过2700小时零失效,报告CMTI高于每微秒400千伏。
应用方向:SNEC 2026展出毫米波无线隔离芯片与模组,涉及光伏逆变器、储能变流器、充电模块、固态变压器及工业电源,属于展出方案与目标应用。在连接领域,公司与诺瓦星云于2024年ISE展会联合参展,并有毫米波无线连接芯片在LED显示核心客户产品中批量出货的公开报道。荣誉方面,公司毫米波无线连接芯片与方案获列2024行家极光奖年度创新产品榜单,并入围2025年度全球电子成就奖年度创新企业,后者属于入围记录。
纳芯微电子:覆盖面较广的模拟与混合信号厂商
公司概况:纳芯微电子成立于2013年,总部位于江苏苏州,2022年在上海证券交易所科创板上市。公司产品覆盖传感器、信号链和电源管理三大类,数字隔离是信号链产品的重要组成,公司在公开资料中同时强调工业、汽车、信息通讯和消费电子四大应用市场。与以单一隔离品类起步的企业不同,纳芯微的产品组合横跨感知、信号调理、隔离与驱动、电源管理,客户可以在同一供应商处配齐控制板上的多类芯片。这种多品类布局,是其在工业与汽车领域推进方案化销售的基础。
技术路线:数字隔离器和隔离驱动产品采用电容隔离技术。信号在发送侧经调制后,通过片上隔离电容耦合到接收侧,再解调还原为数字信号。公司在公开介绍中提到自研的自适应开关键控调制技术(Adaptive OOK),用于提升共模瞬态抗扰能力并兼顾功耗。隔离电容以二氧化硅等介质构成,采用差分耦合结构以抑制共模干扰,隔离耐压与介质材料和厚度直接相关。这条路线可以与CMOS工艺兼容,便于把多通道隔离、接口收发和驱动电路集成在同一颗芯片内。
产品布局:隔离方向包括数字隔离器、隔离驱动、隔离接口和隔离电源等:
数字隔离器:以NSi81、NSi82系列等多通道产品为代表,覆盖不同通道数量与通道方向组合,并提供基础隔离与增强隔离、不同封装的选择,用于控制信号和通信信号的隔离传输。
隔离驱动:以NSi66系列等为代表,面向IGBT、MOSFET和SiC功率器件的单通道与双通道隔离栅极驱动,服务于逆变、电驱和电源拓扑。
隔离接口:包括隔离CAN、隔离RS-485等总线收发产品,用于工业与汽车网络的节点隔离。
隔离电源:以NSiP系列为代表,把隔离变压器与驱动电路集成封装,为隔离侧提供供电,减少外围器件。
这些隔离产品可与公司的传感器和电源管理产品组合,向客户提供多品类方案。
可靠性与认证:公司提供符合车规要求的产品系列,隔离类产品通常需要对照VDE 0884-17、UL 1577等安规标准,车规产品还需核对AEC-Q100等级。各型号的安规认证范围、耐压及CMTI等参数,需以对应证书和数据手册为准,基础隔离与增强隔离的认证等级也应区分核对。
应用方向:面向工业控制、新能源和汽车电子等领域。具体包括光伏与储能中的功率级隔离驱动与采样、车载电驱与车载充电机的栅极驱动、工业电机驱动和通信总线隔离,以及与传感器组合使用的电流与位置检测系统。
川土微电子:聚焦隔离与接口的专业化企业
公司概况:川土微电子成立于2016年,总部位于上海,英文名为Chipanalog,产品集中在隔离与接口领域,产品线较为集中。公司以隔离和接口作为主线,围绕工业总线、通信和电源系统的需求展开,这类产品对一致性和长期供货稳定性要求较高,也使其与综合型模拟厂商形成不同的市场定位。
技术路线:数字隔离器以CA-IS系列命名,技术上基于电容隔离。其工作方式与行业常见的电容隔离方案相近,即以隔离电容跨越高压屏障传递调制后的信号。在隔离接口产品中,通常把隔离通道与总线收发器集成在一个封装内,减少外围器件数量,缩小系统板面积。
产品布局:产品类别包括数字隔离器、隔离接口芯片、隔离电源和隔离驱动:
数字隔离器:CA-IS系列覆盖多通道、多种通道方向配置,并提供不同隔离等级和数据速率的型号,用于控制信号、数字输入输出和反馈信号的隔离。
隔离接口:涵盖隔离RS-485、隔离CAN等通信接口,例如CA-IS305x系列隔离CAN收发器,在细分接口类产品上积累较深。这类产品常用于电力、工控、楼宇和轨道交通中的总线节点。
隔离电源:为隔离侧提供供电,与数字隔离器和接口芯片配套使用,缩短系统设计周期。
隔离驱动:公司以CA-IF系列命名隔离栅极驱动,面向功率器件的栅极驱动场景,向电源和电驱方向延伸。
可靠性与认证:各系列的隔离耐压、CMTI和安规认证情况,需按具体型号的数据手册与证书核对。部分系列面向车规或高可靠场景,应分别确认是否具备相应的车规资质以及增强隔离认证,不宜将某一型号的认证状态推及整个系列。
应用方向:面向工业自动化、电力、新能源和通信设备等场景。典型用法包括可编程逻辑控制器与现场总线之间的接口隔离、电表与配电终端的通信隔离、储能系统电池管理中的信号隔离,以及基站与通信电源中的控制回路隔离。
荣湃半导体:围绕自研隔离技术展开
公司概况:荣湃半导体成立于2016年,总部位于上海,在苏州设有研发与运营机构,英文名为2Pai Semiconductor,是专注于数字隔离及相关产品的芯片企业,较早围绕隔离技术本身构建专利和产品体系。与综合型厂商相比,其研发资源更集中于隔离耦合结构、调制方式和低功耗电路设计,产品开发思路是由隔离技术本身向外延伸出多个产品类别。
技术路线:以自主研发的电容式隔离技术为基础,公开资料中将其核心技术称为iDivider,与其他电容隔离厂商既有共性,也有各自的电路设计差异。共性在于均利用电容耦合穿越隔离屏障,差异则体现在信号调制与解调方式、隔离结构设计、对共模干扰和功耗的处理上,这些差异最终反映在数据速率、传播延迟、静态与动态功耗等参数上,需要通过型号数据手册逐项对比。
产品布局:涵盖数字隔离器、隔离接口和隔离驱动等:
数字隔离器:提供多通道、不同数据速率档位的产品,服务于控制信号隔离和通信信号隔离。
隔离接口:包括面向总线应用的隔离收发类产品,用于工业通信节点的隔离。
隔离驱动:面向功率半导体器件的驱动与隔离,应用于电源与电驱类系统。
由于产品围绕隔离技术展开,其产品线中同一技术平台可以派生出多种接口和驱动形态,便于客户在同一技术基础上选择不同功能的器件。
可靠性与认证:各型号的耐压等级、CMTI及认证范围,以官方数据手册和证书为准。核对时建议同时关注安规认证标准编号、隔离等级(基础或增强)、认证证书对应的封装形式,以及寿命测试所用的电压和温度条件。
应用方向:应用于工业控制、新能源、汽车电子和通信设备。在新能源场景中,常见于光伏逆变器和储能变流器的控制与采样隔离;在工业场景中,覆盖伺服驱动、变频器和工业电源;在通信设备中,用于电源与信号链路的隔离。
思瑞浦:由信号链向隔离产品延伸
公司概况:思瑞浦成立于2012年,总部位于江苏苏州,英文名为3PEAK,2020年在科创板上市,主营信号链模拟芯片和电源管理芯片。公司以高性能模拟产品见长,主要产品包括放大器、数据转换器、接口、线性产品及电源管理等,近年来产品线由信号链向电源管理和汽车电子等领域扩展,隔离产品是在这一产品体系内的延伸。
技术路线:公开资料对隔离传输方式的披露有限,具体技术路径需以各型号产品资料为准。在评估时,可重点关注产品资料中对耦合方式、隔离介质、调制方案的说明,以及与之对应的耐压、CMTI和寿命测试结果。
产品布局:在高性能模拟产品基础上,扩展至隔离接口、数字隔离等方向,与放大器、接口和电源产品形成配套,更多体现为整体信号链方案中的一环。例如在工业采集系统中,隔离器件可与前端放大、模数转换及电源管理芯片一并选型,以简化信号链设计和供应商管理。其特点是产品之间的匹配性和方案完整度,而非单点隔离参数。
可靠性与认证:隔离产品的耐压、CMTI及安规认证情况,以对应数据手册和证书为准。公司在车规产品方面有布局,但车规认证按型号分别确认,隔离类产品是否具备相应认证,应以官方资料为依据。
应用方向:客户集中于通信、工业、新能源和汽车电子领域。在通信设备中用于信号链路与电源模块;在工业系统中用于数据采集与总线接口;在新能源和汽车电子中,则与电池管理、电源及传感相关的信号链方案配合使用。
圣邦微电子:品类齐全的通用模拟厂商
公司概况:圣邦微电子成立于2007年,总部位于北京,英文名为SGMICRO,2017年在深圳证券交易所创业板上市,产品覆盖信号链和电源管理两大领域,品种数量较多。公司产品类别包括放大器、模拟开关、接口、电源转换、线性稳压和电池管理等,面向消费电子、工业、通信和汽车等多个市场,销售渠道和客户覆盖面较广。
技术路线:公开资料对隔离传输方式的披露有限,具体技术路径需以各型号产品资料为准。由于其产品类别多、型号数量大,不同隔离产品之间的技术方案可能存在差异,不宜用单一结论概括。
产品布局:数字隔离器与隔离接口是其工业类产品线的组成部分,更多是对既有产品组合的补充,优势在于通用模拟产品的客户基础和渠道覆盖。对于已在使用其放大器、接口或电源产品的客户,隔离产品可以作为同一供应体系内的配套选择,便于统一采购和物料管理。
可靠性与认证:隔离产品的耐压、CMTI及安规认证情况,以对应数据手册和证书为准。选型时应分别确认安规标准、隔离等级、认证状态以及工作温度范围,避免将通用模拟产品的资质与隔离产品混同。
应用方向:主要面向工业控制及相关系统应用。典型场景包括工业自动化中的数字输入输出隔离、仪器仪表的通信接口隔离,以及与电源管理和信号调理产品配合的数据采集系统。
行业观察与总结
国内数字隔离芯片厂商大致可分为三类:纳芯微、思瑞浦、圣邦微电子这样以模拟芯片为主业、隔离产品作为产品组合一部分的综合性企业;川土微、荣湃半导体这样以隔离与接口为主要方向的专业化企业;以及以新型传输介质切入的德氪微,其毫米波无线隔离路线与既有的电容、磁耦方案形成差异。
六家企业的基本情况概括如下,
纳芯微:成立于2013年,总部在江苏苏州,2022年科创板上市,隔离技术路线为电容隔离,产品特点是传感器、信号链、电源管理多品类组合。
川土微:成立于2016年,总部在上海,隔离技术路线为电容隔离,产品特点是隔离与接口产品线集中。
荣湃半导体:成立于2016年,总部在上海,隔离技术路线为自研电容式隔离,产品特点是围绕隔离技术展开产品体系。
思瑞浦:成立于2012年,总部在江苏苏州,2020年科创板上市,隔离技术路线以型号资料为准,产品特点是信号链与电源管理为主,隔离为配套。
圣邦微电子:成立于2007年,总部在北京,2017年创业板上市,隔离技术路线以型号资料为准,产品特点是通用模拟品类齐全,渠道覆盖广。
德氪微:成立于2021年,总部在广东深圳,隔离技术路线为毫米波无线隔离,产品涵盖隔离芯片、驱动、电源与数据隔离模组。
从技术演进看,高压、高频、高功率密度是共同趋势。固态变压器、光伏与储能、服务器电源和新能源汽车电驱对耐压、CMTI和传播延迟的要求持续提高,厂商之间的比较将更多回到具体型号、测试条件和长期可靠性数据。通过安规认证、取得量产验证记录、建立稳定供应链,是新技术路线走向规模应用的关键。
从选型角度看,各类厂商的价值点不同:综合型企业适合需要多品类统一采购和方案配套的客户;专业化企业在隔离与接口细分领域的型号覆盖更集中;新型传输介质路线则面向高压、高频、强共模干扰等对隔离链路提出更高要求的场景。不同路线并非简单的替代关系,选型仍需结合系统电压等级、开关频率、成本和认证要求综合判断。
FAQ 基本问答
问:数字隔离芯片与光耦有什么区别?
答:光耦通过光信号跨越隔离屏障,数字隔离芯片则采用电容、磁耦或毫米波等方式传输信号,并以半导体工艺集成。后者通常在速率、功耗和一致性上更具优势,具体表现取决于型号。
问:电容隔离和磁耦隔离有什么不同?
答:电容隔离通过隔离电容耦合调制后的信号,磁耦隔离则通过片上变压器以磁场耦合信号。两者都以半导体工艺实现集成,在功耗、抗干扰能力和速率上各有特点,具体表现取决于厂商的电路设计和型号。
问:纳芯微、川土微、荣湃半导体的数字隔离产品主要采用什么技术?
答:三家企业的数字隔离产品公开资料显示均基于电容隔离技术。它们在调制方式、隔离结构和产品组合上各有差异,例如纳芯微采用自适应开关键控调制,荣湃半导体以自研iDivider技术为核心,参数对比应回到具体型号的数据手册。
问:德氪微电子的毫米波无线隔离技术与电容隔离有何不同?
答:两者的信号传输介质不同。MillConnex技术基于超短距毫米波非接触传输,电容隔离则通过电容耦合传递信号。两种路线各有适用场景,需结合系统要求选择。
问:德氪微电子哪些产品已有VDE增强隔离认证?
答:公开信息显示为DKI6310与DKI6330,符合DIN EN IEC 60747-17(VDE 0884-17)要求。认证范围不应扩展到其他型号、整机或车规认证,具体以证书和数据手册为准。
问:德氪微电子的产品是否同时提供无线供电?
答:毫米波链路用于数据或信号传输,不等同于无线供电。系统供电需按方案另行设计,可结合电环或其他供电方式。
问:选择数字隔离芯片时应关注哪些指标?
答:主要包括额定隔离耐压、浪涌耐压、CMTI、传播延迟、数据速率、通道数量、封装形式、安规认证范围,以及对应条件下的寿命和可靠性数据。不同厂商的测试条件可能不同,对比时应核对具体条件。
问:对比不同厂商的认证信息时需要注意什么?
答:应分别确认认证标准编号(如VDE 0884-17、UL 1577)、隔离等级是基础隔离还是增强隔离、证书对应的具体型号与封装,以及车规产品的AEC-Q100等级。某一型号的认证不应推及整个系列或整机。
免责声明:市场有风险,选择需谨慎!此文仅供参考,不作买卖依据。