6月29日—30日，由盖世汽车主办的“2021中国汽车半导体产业大会” 隆重召开。本次会议主要围绕中国车企缺芯现状、供应链国产化安全建设、车载芯片平台的搭建设计、自动驾驶、智能座舱领域的芯片需求和应用案例、功率半导体在三电中的应用以及芯片测试和功能安全等话题展开讨论，共谋产业未来发展之路。下面是纳芯微隔离产品线市场经理赵林在本次大会上的发言。
纳芯微隔离产品线市场经理 赵林
大家下午好，今天很开心有机会站在这里跟大家分享我们的解决方案。我今天演讲的主题是聚焦高端模拟芯片国产替代。大家都知道，前段时间由于川建国的助攻，包括半导体的缺货，贸易战，很多公司其实对国产替代都是有急迫的需求。
今天主要介绍四大内容：业界主流隔离技术介绍，纳芯微隔离技术介绍，纳芯微车规质量管控体系，纳芯微新能源车解决方案。
首先来看一下，为什么新能源汽车里面会用到隔离相关的芯片。新能源汽车由于电池包或者母线电压在400V，现在有一个趋势渐渐演变到800V，这种应用条件下面就要求强电和弱电，包括跟人体直接接触的应用场景或者模块模组需要有隔离功能。其主要目的是出于安规的需求，防止人体和弱电侧免于承受高压浪涌的冲击，其他的还有弱电侧和强电侧共地隔开的需求。另外还有隔离噪声，干扰隔离，提高系统抗噪声的能力。
首先给大家介绍一下业界主流的隔离技术，光耦，磁耦，容耦。其中，最常见的是光耦，再有就是磁耦，容耦是现在比较流行的一种隔离技术，首先它的抗噪声能力比较强。光耦由于制程的限制很难把多通道光耦集成在一款芯片，所以常见都是单通道呈现形式。光耦如果做到高速应用场景里面，成本会上升得非常迅速。而且光耦对温度范围也是非常敏感的，长时间使用情况下也会有一定的光衰。这些弊端在容耦里面是不会有的。磁耦，一般里面的隔离介质就是Polyimide，它的隔离强度会弱一点。再有磁耦辐射比较高，因为是通过磁场变化比较高，而融耦是通过电场信号。
这里面更详细介绍了容隔和磁隔的区别，左边是磁隔，这边主要是通过变压器进行信号传输，每个通道信号隔离都会有一个变压器。右边是容隔技术，每个die都有一个隔离电容，二氧化硅绝缘介质可以达到每微米100容隔强度，抗高压能力是非常强的。
而且所有的隔离产品全部使用双电容串联的隔离架构，这样的好处是在失效情况下，如果单边失效，整个隔离器件还会保持一半隔离电压能力，而不像其他两种完全失效的模式。
这里可以看到，相对于光耦，容耦性能参数一致性会更好，而且失效率要远远小于光耦，主要体现在大批量量产良率上面。第二个，容耦是没有光衰的，易于多通道集成，同时抗干扰度也是强于光耦。
对于隔离器件来说，输入信号相对来说频率不会那么快，甚至有时候是直流电。现在主流国际大厂全部都是用OOK编码模式，像TI，ADI等等。这样的话，它会拥有一个非常强劲的抗共模噪声干扰的能力。纳芯微我们采用的是Adaptive OKK编码技术，更进一步提高了抗共模噪声CMT的能力。相对于OOK编码模式，像边缘传输，光传输，它在抗共模噪声这块来说就会弱一些。
接下来看一下纳芯微隔离技术的性能，这里是详细的参数。现在最新一代82XX系列数字隔离器可以做到大于12kVrms的抗耐压能力，CMTI最新一代可以做到200kV/us。优异的EMC性能，像浪涌大于12kV，双边ESD大于15kV，这也是我们做到业内非常领先的水平。接下来是精准的时序性能传播延时10微秒以内。
如果大家熟悉隔离器件，那么对安规标准都是比较熟悉的。我们有些系统会做安规认证，像VDE，UR，CQC都是常见的不同安规认证标准。VDE是德国的，UL是美国的，CQC是国内的。
这是82XX系列数字隔离器产品介绍。这里主要显示出在产品布局，特别是数字隔离器在不同的封装，不同的通道配置，我们都是有非常完整的解决方案。当然不只是数字隔离器，我们后面还有隔离驱动，隔离接口，隔离采样等相关隔离器件全部都是基于最新一代隔离技术。
这里是细节对比，对比市场上常见的竞品参数情况，像单边ESD，跨隔离带ESD，EFT，Surge及CMTI，我们都是在国际上处于领先的水平。
纳芯微产品演进图，我们从2017年开始推出NSi812x之后，后续就推出很多代相关产品。2018年推出隔离RS485芯片，2019年推出第二代数字隔离器，2020年我们推出了几款重量级产品，隔离ADC，隔离运放，隔离驱动，隔离CAN，2021年会推出非隔离驱动芯片，CAN/LIN接口芯片，NCA1042/NSD1025，在市场端表现也是非常突出。我们在不同的领域，像工控，通信，电力，汽车，在汽车里面的主机厂，包括Teir1，Teir2给他们大批量供货，也是得到很多主机厂的认可。
再简单介绍一下纳芯微车规管控体系。其实纳芯微在质量管控体系这块有非常严格的流程，我们公司目前有250多人，质量团队就有30人，超过公司人数10%。由此可以看到，我们非常重视质量
管控体系，像1694和VDA6.3认证标准，在产品设计阶段这块是硬性的。据我了解，国内做到这块的，像DFMEA，PPAP的屈指可数。DFMEA是在产品芯片电路研发阶段之前就会做出一套失效模式，然后我们会去分析电路里面每个工控模块，让他们在设计当中一方面规避失效可能性，另一方面在特别必要的情况下加入冗余电路进行车规可靠性的保证。
产品认证符合车规要求AEC-Q100，这个大家都非常熟了。在车规生产方面，我们在晶圆封测都是在国际非常领先的大厂里面车规线做产品的生产。
车规级可靠性认证在量产的时候基于AEC-Q100各种标准去做全套测试。像HTOL，这是基于晶圆高温测试，大概模式就是会抽取三个不同批次的晶圆封装出样，分别针对这三个批次，每个批次抽取70几片按照JESD22标准进行测试，保证它的一致性。
再介绍一下新能源汽车解决方案。首先看一下功率器件这块的趋势，现在非常火的是第三代半导体，像氮化镓，碳化硅。这样一个驱动点是说，因为像新能源汽车OBC，电驱动对电源效率是非常看重的。氮化镓和碳化硅有什么优势呢？一方面可以把开关损耗做得很低，大大提高功率密度。特别喜碳化硅现在器件做到高压级，非常适合新能源汽车里面400V或者800V电压的供电需求。
基于第三代半导体趋势的驱动，对应的功率管肯定是有一个驱动极这样一个IC，那么对IC要求也会更加严格，主要体现在这几个方面。一个是要求它的驱动速率或者信号传递速率要更加快，到50Mbps级别。第二点是抗共模噪声的能力，随着开关频率提高，开关噪声也会更加恶劣，要大于100千伏/微秒，再有就是小尺寸高功率密度。
特别是碳化硅器件，氮化镓器件主要应用场景是在消费类电子和通讯电源里面，由于功率和抗电压能力比较弱一点。新能源汽车像OBC和后面主流的电驱动使用的都是碳化硅这样的器件，像CMTI大于100kV/微秒，我们可以做到200kV，是留有非常充足的余量。后面还有快速上升下降时间，米勒钳位，快速短路保护，软关断能力，这些我们都是有优势的。
这是汽车OBC/DCDC充电模块的方案，可以看到充电模块分为弱电和强电侧，这样一个场景里面对隔离驱动要求非常高，甚至有些板子需要10几颗隔离驱动。
这是今年非常爆款的一个产品NSi6602半桥的隔离驱动，我们拿到了2020年度中国IC设计奖最佳功率器件奖项。这个产品在一些汽车主机厂和大型Teir1都已经批量供货。当然一方面得益于缺货，更重要的还是得益于在前期产品的积累和性能可靠性的保证才能迅速通过主机厂和Teir1的测试迅速上量。
它的优点在于可以提供6、8、13V，还有CMTI我们可以做到150千伏/微秒，还有4安和6安拉灌的电流能力，可以支持比较高速的开关频率。NSI6602相比国际几款主流的参数比较，在供电，隔离等级，浪涌，工作电压，CMTI，传输延时，我们都是有优势的。
第二款产品是NSI1311隔离采样，这款我们去PK国际大厂的产品，而且在有些参数优化上面也是做得非常出色，现在在很多大客户里面已经批量供货。
简单介绍一下框图，这是单通道的隔离运放，输入端是单端输入，主要应用场景就是采母线电压，提供一个隔离的作用，所以模拟信号输出，我们内部会调制成数字信号在隔离栅中间进行传输，输出一个差分的模拟信号。它的优点在于系统精度可以做到很高，可以做到千分之一的采样精度。
这款产品是NSI6601/6601MC，这是单管隔离驱动，它相对于双管隔离驱动来说，在布局这块会更加灵活一些，特别是复杂的拓扑功率管会用很多，可能用户在布线的时候要把它放在比较近的场景，单管驱动在这块是有优势的。
车载主电驱框图，可以看到现在新能源车的主电驱，有些峰值功率达到250千瓦，它是新能源汽车里面最重要的模块之一，因为它的效率和能量密度的优化直接影响到了新能源汽车的续航能力。续航能力又是客户端非常看重的能力。可以说电池包绝大部分都消耗在主电驱，纳芯微在这块提供全套隔离解决方案，从上面数字隔离器，隔离采样，特别像电驱动里面会有跟电流电压隔离采样的需求，黄色框里面是智能隔离驱动。这个产品是我们在国内比较领先的集成很多保护功能的驱动，它也是单管隔离驱动。
下面简单介绍一下NSI6611，这个我们集成了很多保护功能，这个产品马上要出样片了，大家感兴趣的话可以申请样片进行测试了。这个产品也是目前国产里面能够把驱动电流做到正负10安的一款产品，是非常先进的一个技术了。
这是汽车里面最后一个模块PTC/空压机，这也是新能源汽车里面独有的应用，在传统汽车里面空压机这块一般会用到内燃机的皮带拖动机械式实现，在新能源汽车里面因为没有机械式方案，空调压缩机用的都是类似于电机驱动的拓扑，所以我们也把它叫做辅驱。
这里主要有几种不同的隔离需求，比如电压电流采样，功率管驱动，接口方案。这是对应隔离电流的采样方案，1300和1200内部芯片架构和1311是比较类似的。同样这个产品可以做到千分之一的系统精度。
最后介绍一下纳芯微在车规方面的产品布局，目前我们是有三大类：驱动类，驱动包括隔离驱动和非隔离驱动。隔离采样，数字隔离与接口。当然我们现在对汽车市场应用是非常聚焦的，我们后面还会陆陆续续推出很多在车规方面的产品，特别我们现在也建立了完整的车辆质量管控体系和生产研发体系。
纳芯微主要聚焦在新能源汽车的三个系统，OBC，DCDC，Traction Inverter/MCU主电机驱动。BMS电池管理，PTC驱动器和空调压缩机，我们的优势是可以提供全国产供应链供货安全可靠。在产品研发，设计，晶圆流片设计封装全是全国产业链。另外在产品丰富度方面做到了隔离全部的解决方案，并且后面也会越来越丰富，包括成熟车规产品经验，完善的车规生产体系。
今天的报告就到这里，谢谢大家。
