“纳芯微赵林：聚焦高端模拟芯片国产替代，助力新能源车供应链安全”

6月29日-30日，列支敦士登汽车主办的“2021中国汽车半导体产业大会”隆重举行。 此次会议主要围绕中国汽车企业核心短缺的现状、供应链国产化安全建设、车载芯片平台构建设计、自动驾驶、智能座舱行业的芯片诉求和应用实例、电力半导体在三电的应用、芯片测试和功能安全等话题展开讨论，共谋产业未来快速发展的道路， 以下是纳芯微隔离产品线市场经理赵林在这次大会上的发言。

纳芯微隔离产品线市场经理赵林

你好。 很高兴今天有机会站在这里和大家分享我们的处理方案。 今天演讲的主题是聚焦高端模拟芯片的国产替代。 众所周知，在这期间，由于川建国的助推，包括半导体缺货、贸易战在内，许多企业其实对替代国产有着迫切的诉求。

今天主要介绍四个复印件。 行业主流隔离技术介绍、核微隔离技术介绍、核微车管控质量管理体系、核微新能源车处理方案。

首先，我们来看看为什么新能源汽车使用隔离相关芯片。 新能源汽车由于电池组和母线电压为400v，目前有向800v发展的趋势，在这种应用条件下，要求强电弱电，与人体直接接触的应用场景和模块模块都需要隔离功能。 其首要目的是出于安规的诉求，保护人体和弱电方面免受高压浪涌的冲击，其他还有弱电方面和强电方面都被隔离的诉求。 另外，还可以隔离干扰，屏蔽干扰，提高系统的抗干扰性。

首先介绍业界主流的隔离技术、光耦合、磁耦合、电容耦合。 其中，最常见的是光耦合，更是磁耦合，电容耦合是目前流行的隔离技术，首先是抗干扰能力强。 由于光耦合受工艺限制，不容易将多通道光耦合集成在一个芯片上，所以一般是单通道的表现形式。 光耦合在高速APP场景下，价格会上升非常快。 另外，光耦合对温度范围也非常敏感，长期采用时也有一定的光衰减。 这些弊病不在电容耦合之中。 磁耦合，通常中的隔离介质是聚酰亚胺，其隔离强度会稍弱一些。 磁耦合放射比更高是因为磁场引起的变化比高，而热耦合是电场引起的信号。

其中更详细地介绍了电容分离和磁分离的区别。 左边是磁分离，这边主要通过变压器进行信号传输。 各通道的信号分离有变压器。 右侧为电容分离技术，各die有分离电容，二氧化硅绝缘介质可达到每微米100电容，高压耐受性非常强。

而且，所有隔离产品都采用双电容器串联隔离结构，这样的利益在发生故障的情况下，如果单边发生故障，整个隔离装置将维持一半的隔离电压能力，不像另外两种完全发生故障的模式。

这里，相对于光耦合，电容耦合性能参数的一致性变好，而且损耗效率远远小于光耦合，最大程度上体现在大量生产的成品率上。 二是电容耦合无光衰减，易于多通道集成，抗干扰能力也强于光耦合。

在隔离设备中，输入信号的频率相对不是很快，有时是直流的。 现在主要的国际大厂都使用ook代码模式。 例如ti、adi等。 这样的话，就具有很强的抵抗共模噪声干扰的能力。 纳米微采用了自适应okk编码技术，进一步提高了对共模噪声cmt的耐受性。 相对于ook编码模式，如边缘传输、光传输那样，共模噪声较弱。

接下来，让我们来看看纳米核微隔离技术的性能。 这里是详细的参数。 目前，最新一代的82xx系列数字隔离器可以达到12kvrms以上的耐压能力，cmti最新一代可以达到200kv/us。 优秀的emc性能也居业界领先地位，如浪涌超过12kv，双边esd超过15kv等。 其次，准确的时序性能传递延迟时间在10微秒以内。

如果熟悉隔离设备，就熟悉安全标准。 也有进行vde、ur、cqc等安全认证的系统。 vde在德国，ul在美国，cqc在国内。

这是82xx系列数字隔离器产品的介绍。 这里展示了产品布局，特别是数字隔离器在不同的封装、不同的通道配置下，我们有非常完美的处理方案。 当然不仅仅是数字隔离器，我们后面还有隔离驱动、隔离接口、隔离采样等相关隔离设备，都是基于最新一代的隔离技术。

在市场上，单边esd、隔离带esd、eft、surge、cmti等常见竞争产品的参数处于国际领先地位。

纳米微产品的发展图，我们从2007年开始推出nsi812x后，随后推出了许多世代相同的产品。 年推出隔离rs485芯片，2019年推出第二代数字隔离器，年有几款重量级产品，隔离adc，隔离运算放大器，隔离驱动，隔离can，2021年是非隔离驱动芯片，can/lin接口芯片， 在工程、通信、电力、汽车等各行各业，是汽车中的主机厂，包括teir1、teir2在内大量交货，得到了许多主机厂的同意。

简要介绍纳芯微型汽车管制系统。 其实，纳米核心有一个非常严格的过程——质量管理体系，我们现在有250多人，质量团队有30人，超过了企业数量的10%。 由此可见，我们非常重视质量

法规体系在产品设计阶段是硬性的，就像1694和vda6.3的认证标准一样。 据我所知，在国内实现这一点的，是像dfmea、ppap这样的屈指可数的。 dfmea在产品芯片电路的开发阶段前建立失效模式，然后分解电路中的各个工程模块，在设计中避免失效的可能性，另一方面在需要时加入冗余电路以保证车规的可靠性。

产品认证符合aec-q100标准。 这个大家都很清楚。 在车规生产方面，我们在晶圆密封国际上非常领先的大工厂将车规线用于产品生产。

车规级的可靠性认证是在量产时按照aec-q100的各种标准进行全套测试。 像htol一样，这是基于晶片高温测试的，大致的模式是提取3个不同批次的晶片封装样品，比较各自的批次，分别提取70张按照jesd22标准进行测试，以保证其一致性。

介绍新能源汽车处理方案。 让我们先来看看功率器件这个趋势。 现在非常受欢迎的是氮化镓、碳化硅这样的第三代半导体。 这样的驱动点之一是因为像新能源汽车obc一样，电力驱动非常重视电源效率。 氮化镓和碳化硅有什么特点？ 另一方面，能够降低开关损耗，能够大幅提高功率密度。 特别是碳化硅现在的设备处于高压水平，非常适合新能源汽车中400v或800v电压的供电诉求。

基于第三代半导体趋势的驱动，对应的功率管必须是有一个驱动极的ic，对ic的要求也更加苛刻，最体现在这几个方面。 一种要求是将其驱动速度或信号传播速度进一步提高到50mbps水平。 二是对共模噪声的耐受性，随着开关频率的提高，开关噪声也会进一步恶化，达到100千伏/微秒以上，甚至小尺寸的高功率密度。

特别是碳化硅器件、氮化镓器件的第一个应用场景是，在有电子和通信用电源的情况下，电力和耐压能力较弱。 新能源汽车在obc和后来的主流电动驱动中采用了碳化硅之类的器件，为了使cmti超过100kv/微秒，我们可以达到200kv，留有非常充足的余地。 之后有急剧上升下降的时间、后视镜夹紧、快速短路保护、软关闭能力。 这些是我们有特点的。

这是汽车obc/dcdc充电模块的方案，可以看出充电模块分为弱电和强电两种。 在这样的场景中，对隔离驱动的要求非常高，有些主板需要十几个隔离驱动。

这是今年非常受欢迎的产品nsi6602半桥隔离驱动，我们获得了年度中国ic设计奖最佳功率器件奖。 这个产品在小汽车主工厂和大型teir1已经大量出货。 当然一方面多亏了缺货，另一方面更重要的是多亏了前期的产品积累和性能可靠性的保证，能够迅速通过主机厂和teir1的测试并迅速增加量。

其优点是可以提供6、8、13v，用cmti可以实现150千伏/微秒，还有4安培和6安吉拉流过的电流能力，可以支持非常高速的开关频率。 nsi6602与国际上一些主流参数比较相比，供电、隔离等级、浪涌、从业电压、cmti、传输延迟，我们都有特点。

第二个产品是nsi1311隔离采样，这个产品去了pk国际大厂的产品，而且在一些参数的优化上也做得非常好，目前在很多大客户中已经大量出货。

简单介绍一下框图，这是单通道绝缘运算放大器，输入端子是单端输入，主要应用场景采用总线电压，提供绝缘作用，所以模拟信号的输出在我们内部被调制为数字信号进行绝缘游戏 其优点是系统精度高，可获得千分之一的采样精度。

该产品为nsi6601/6601mc，这是单管隔离驱动，这相对于双管隔离驱动，在布局上更为灵活。 特别是多而复杂的拓扑动力管被大量使用，客户在布线时可能会把它放在比较近的场景中。 单管驱动在这里有特点。

车载主电驱动框图可以看到目前新能源车的主电驱动，部分峰值功率达到250千瓦，它是新能源汽车中最重要的模块之一。 因为其效率和能源密度的优化直接影响着新能源汽车的续航能力。 续航能力又是顾客非常重视的能力。 可以说电池组的大部分都被主电动驱动器消耗了。 纳米芯微在这里提供了一整套隔离处理方案，上面提供了数字隔离器、隔离采样。 正如尤其是在光驱中有与电流、电压隔离采样的诉求一样，黄色框中是智能隔离驱动。 该产品是集成了我们国内比较领先的多种保护功能的驱动，它也是单管隔离驱动。

让我简单介绍一下nsi6611。 这是我们综合了很多保护功能。 这个产品马上就要出样品照片了。 如果有兴趣的话，可以申请样本照片进行测试。 该产品也是目前国产中能使驱动电流正负10安的产品，是非常先进的技术。

这是汽车中最后一个模块ptc/空压力机。 这在新能源汽车中也是一种独特的应用，由以前就传到汽车中的//k0//]压力机这种通常内燃机的皮带拖动机械式实现。 新能源汽车中没有机械式的方案，所以用于调整//k0//压缩机的是类似电机驱动的拓扑结构，因此也将其称为辅助驱动

这里有几个不同的隔离诉求，如电压电流采样、功率管驱动、接口方式等。 这是支持绝缘电流的采样方式，1300和1200的内部芯片架构和1311比较类似。 这个产品可以获得千分之一的系统精度。

最后介绍纳芯微在车规方面的产品布局。 现在，我们有三种。 驱动系统，驱动包括隔离驱动和非隔离驱动。 隔离采样，数字隔离和接口。 当然，我们现在非常专注于在汽车市场的应用。 我们今后也会陆续发售很多关于车管制的产品。 特别是，我们现在也建立了完善的车辆质量管理体系和生产研发体系。

纳米芯聚焦于新能源汽车的三大系统: obc、dcdc、traction inverter/mcu主电机驱动。 bms电池管理、ptc驱动器和空调谐压缩机的特点是提供了全国的生产供应链，安全可靠。 产品的研发、设计、晶片抗蚀剂的设计包装都是全国的产业链。 此外，在产品丰富度方面实现了隔离所有处理方案的同时，后面也越来越丰富，包括成熟的车规产品经验、完整的车规生产体系。

今天的报告到此为止。 谢谢你。