數(shù)字隔離芯片的差異化布局

數(shù)字隔離芯片用于保證強電和弱電電路間信號傳輸安全性，主要應用于高壓領域。隔離芯片分為數(shù)字隔離器、隔離接口、隔離驅(qū)動、隔離運放及隔離電源五大類，主要下游平均分布在工業(yè)、汽車、通信、電力、航空、醫(yī)療等領域，市場需求穩(wěn)健增長。

在新能源時代下，通訊、IDC、工業(yè)變頻及伺服、光儲、智能電網(wǎng)、新能源車等市場快速發(fā)展，擴大了強弱電路之間信號傳輸?shù)氖褂脠鼍埃瑪?shù)字隔離芯片需求顯著提升。

2020年，國內(nèi)廠商全球市占率不足10%，國產(chǎn)替代空間大。

01、受益新能源

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、汽車車體通訊等。根據(jù)Markets and Markets的數(shù)據(jù)，2020 年數(shù)字隔離類芯片在工業(yè)領域上使用最多，占比28.58%，其次是汽車電子行業(yè)，占比達 16.84%，通信領域位居第三，占比達14.11%。

未來，隨著工業(yè)自動化和汽車電氣化進程的推進，根據(jù) Marketsand Markets 的統(tǒng)計，與2020年相比，2026 年工業(yè)領域、汽車電子領域和通信領域在數(shù)字隔離類芯片的市場占比將分別穩(wěn)定在28.80%、16.79%和14.31%。

隨著工控，新能源汽車及5G基站需求持續(xù)景氣，數(shù)字隔離器件市場蓬勃發(fā)展。據(jù)IHSMarkets 統(tǒng)計，2020年數(shù)字隔離器件市場規(guī)模達到4.5億美元，預計到 2024年增長至7.7億美元，CAGR達14.3%。

隔離接口即數(shù)字隔離器加接口芯片組合，多用于高壓領域。

接口芯片是基于通用和特定協(xié)議且具有通信功能的芯片，廣泛應用于電子系統(tǒng)之間的信號傳輸，可提高系統(tǒng)性能和可靠性。接口芯片分為隔離與非隔離兩種，其中非隔離接口芯片占比超70%。

常見的接口為I2C、RS-485、CAN等不同標準，其中RS-485廣泛應用于工業(yè)領域，I2C及CAN接口多用于汽車領域。以新能源汽車為例，隔離接口廣泛應用于主驅(qū)，空壓機，OBC，BMS，加熱器等領域，單車用量數(shù)量超過10顆，單車價值量近100元。

驅(qū)動芯片是用來驅(qū)動 MOSFET、IGBT、SiC、GaN 等功率器件的芯片，能夠放大控制芯片（MCU）的邏輯信號，包括放大電壓幅度、增強電流輸出能力，以實現(xiàn)快速開啟和關斷功率器件。

隔離運放即數(shù)字隔離器與運算放大器的組合，包括隔離ADC，隔離電流放大器，隔離電壓放大器等。在工業(yè)和汽車應用的高壓電流檢測中，通常采用基于霍爾的電流傳感器和基于分流器的采樣兩種方案。

數(shù)字隔離類芯片作用是保證強電電路和弱電電路之間信號傳輸?shù)陌踩浴Ｔ谛履茉磿r代下，通訊、數(shù)據(jù)中心、工業(yè)變頻器、伺服、光儲系統(tǒng)、智能電網(wǎng)、新能源車等市場快速發(fā)展，擴大了強電電路和弱電電路的之間信號傳輸?shù)氖褂脠鼍?，同時隨著各類系統(tǒng)對安全性的要求越來越高，隔離芯片被更多的集成到信號鏈和電源類等模擬芯片中，進一步擴大了隔離類芯片的整體需求。

02、差異化破局

數(shù)字隔離領域的國際市場主要供應商為 ADI、TI、Silicon Labs 等歐美半導體公司，國內(nèi)主要供應商為納芯微、榮湃半導體等。

在隔離技術方面，ADI于2007年率先推出磁耦合技術，Silicon Labs在 2009 年于業(yè)內(nèi)首發(fā)電容耦合數(shù)字隔離技術，TI、納芯微、榮湃半導體使用的均為電容耦合數(shù)字隔離技術。

國際市場驅(qū)動芯片的供應商以 Infineon、TI、ROHM（羅姆半導體）、ST（意法半導體）、ADI、Silicon Labs 等公司為主，其中Infineon、TI、ADI、Silicon Labs 等企業(yè)推出了可應用于新能源汽車的隔離驅(qū)動芯片。

由于隔離驅(qū)動芯片技術難度較大，需要同時具備高壓隔離技術和驅(qū)動技術，國內(nèi)擁有隔離驅(qū)動芯片產(chǎn)品的公司較少。國內(nèi)納芯微已進入比亞迪、五菱汽車、長城汽車、一汽集團、寧德時代等國內(nèi)主流終端廠商的新能源汽車供應體系并實現(xiàn)批量裝車。

納芯微是國內(nèi)隔離芯片領跑者。

公司自成立以來始終致力于高性能高可靠性模擬芯片設計。形成了以傳感+隔離為核心的產(chǎn)品組合，并逐漸拓展接口及驅(qū)動與采樣芯片。傳感 ASIC 產(chǎn)品覆蓋壓力傳感器、硅麥克風、加速度傳感器等多品類產(chǎn)品并已實現(xiàn)汽車前裝市場批量出貨。公司數(shù)字隔離性能國際領先，主要應用于工控，新能源及汽車等高壁壘市場，并與接口、驅(qū)動及采樣芯片結(jié)合，構建完整產(chǎn)品矩陣。

納芯微是國內(nèi)較早規(guī)模量產(chǎn)數(shù)字隔離芯片的公司，各品類數(shù)字隔離類芯片中的主要型號通過了VDE、UL、CQC等安規(guī)認證，并且部分型號通過了VDE0884-11增強隔離認證，相關隔離與接口產(chǎn)品已成功進入多個行業(yè)一線客戶的供應體系并實現(xiàn)批量供貨。根據(jù)Markets and Markets的數(shù)據(jù)，2020年全球數(shù)字隔離類芯片的出貨量為7.01億顆，同年納芯微市場占有率為5.12%。

2021年，納芯微實現(xiàn)營業(yè)收入約8.62億元，同比上升256%，實現(xiàn)歸母凈利潤2.21 億元，同比上升334%，已經(jīng)進入高速增長周期。

思瑞浦是泛工業(yè)領域模擬IC龍頭，公司深耕信號鏈 IC，并持續(xù)拓展電源管理、MCU、AFE 等產(chǎn)品線，去年產(chǎn)品型號累計超過1600個，新增400款以上。且從下游市場來看，去年公司工業(yè)、汽車電子、醫(yī)療、消費類營收已達4成以上。

公司自2019年起便深耕隔離技術，已積累豐富的發(fā)明專利，其中基礎隔離、傳輸電路、工藝優(yōu)化、新型封裝等技術專利共計9項，國內(nèi)領先，其中隔離新品性能指標領先。就產(chǎn)品性能來看，隔離電壓等級高、靜電保護與浪涌防護能力強、±200kV/μs CMTI能力國際領先。

思瑞浦表示，公司未來將結(jié)合自身信號鏈及電源產(chǎn)品的優(yōu)勢，持續(xù)推出隔離運放、隔離驅(qū)動、隔離電源等隔離產(chǎn)品。