Mercado de aisladores digitales: tamaño de la industria global, participación, tendencias, oportunidades y pronóstico, 2018-2028, segmentado por tecnología (acoplamiento capacitivo, acoplamiento magnético, magnetorresistivo gigante y otros), por material aislante (a base de poliimida, a base de dióxido de silicio (Sio2) y otros), por velocidad de datos (hasta 25 Mbps, 25 – 75 Mbps y más de 75 Mbps

Se proyecta que el mercado global de aisladores digitales experimente un crecimiento sustancial durante el período de pronóstico de 2024 a 2028. Esto se debe principalmente a la mayor utilización de dispositivos conectados basados en tecnología avanzada y una creciente demanda de productos electrónicos de consumo que brinden una experiencia sin ruido. Además, la creciente adopción de dispositivos IoT e inversiones han contribuido a la demanda global amplificada de productos aisladores digitales.

Los aisladores digitales, conocidos como chips, se utilizan para establecer un aislamiento de alta resistencia entre un sistema electrónico y sus usuarios durante la transmisión de señales analógicas y digitales. Los diseñadores implementan el aislamiento para cumplir con las normas de seguridad o mitigar el ruido del bucle de tierra.

En el mercado, los aisladores se emplean principalmente para proteger los componentes, garantizar la seguridad del usuario, facilitar el cambio de nivel de señal y cumplir con las normas de seguridad. Al permitir una funcionalidad adicional y garantizar el funcionamiento seguro del sistema, los componentes de aislamiento mejoran constantemente el valor del sistema. Por lo general, la incorporación de componentes de aislamiento mejora tanto la seguridad de los componentes como el rendimiento del circuito. Los dispositivos de aislamiento permiten que varios dominios de potencia coexistan y se comuniquen, protegiendo los circuitos sensibles de los circuitos de conmutación. Además, el aislamiento digital moderno permite una amplia integración, lo que reduce la cantidad de componentes de circuito necesarios. La introducción de dispositivos de aislamiento puede afectar a varios factores, como el tamaño, la eficiencia, el costo y el rendimiento.

Los estrictos requisitos de seguridad de las baterías para automóviles están impulsando el mercado global de aisladores digitales

Los fabricantes de equipos originales de automóviles de todo el mundo esperan con entusiasmo la introducción de nuevos modelos de vehículos eléctricos (VE). Estos incluyen vehículos eléctricos de batería (VEB), vehículos eléctricos híbridos enchufables (VEH) y vehículos eléctricos totalmente híbridos (VEH). Los VEB proporcionan un transporte suave, silencioso y sin emisiones, en línea con la creciente tendencia hacia la electrificación en el diseño automotriz. A medida que se produce este cambio, la electrónica de potencia de alto voltaje desempeña un papel crucial en los nuevos sistemas de baterías y transmisión electrónica.

Uno de los desafíos clave que enfrentan los diseñadores en el campo de las aplicaciones de xEV automotrices es establecer una comunicación efectiva entre la electrónica del dominio de la batería de alto voltaje y la electrónica del dominio de la batería de bajo voltaje. Este desafío surge en varias aplicaciones, como la medición de corriente de la batería, el monitoreo del voltaje de la celda de la batería y el control del motor o el monitoreo del contactor de alto voltaje. Para cerrar la brecha entre el controlador digital de bajo voltaje y los sistemas electrónicos de alto voltaje dentro de un vehículo eléctrico moderno, es necesario el aislamiento galvánico basado en semiconductores.

Los aisladores digitales ofrecen una solución que no solo aborda este requisito, sino que también brinda beneficios adicionales. Al aprovechar los aisladores digitales, los diseñadores pueden reducir significativamente tanto el consumo de corriente como el área de PCB, lo que impulsa el crecimiento del mercado global de aisladores digitales. Esto no solo mejora la eficiencia del sistema en general, sino que también contribuye al avance de la tecnología de vehículos eléctricos.

La mayor dependencia de los equipos y maquinaria eléctricos está impulsando el crecimiento del mercado mundial de aisladores digitales

Los aisladores digitales encuentran un uso extensivo en diversas aplicaciones, como el diseño de circuitos para dispositivos electrónicos, robótica y electrónica de consumo. Estos dispositivos incorporan tipos de aislamiento de CC para garantizar la seguridad tanto del sistema como de los usuarios frente a posibles daños causados por alto voltaje. Presentan un rendimiento confiable incluso en entornos industriales hostiles, evitando eficazmente condiciones inestables como transitorios rápidos, sobretensiones elevadas, campos electromagnéticos fuertes y ruido.

La demanda de aisladores digitales está siendo impulsada por la creciente demanda de fabricación de productos electrónicos de consumo y robótica. Se espera que el mercado mundial de la electrónica de consumo alcance un valor de USD 1 billón para 2030, según el Foro Económico Mundial, impulsado por el creciente gasto de los consumidores en dispositivos tecnológicamente avanzados y el ingreso disponible. Al emplear un circuito de aislamiento digital, se garantiza la confiabilidad a largo plazo y el funcionamiento sin fallas de los dispositivos. Se prevé que estos factores impulsen el crecimiento del mercado global de aisladores digitales.

El aumento en el número de regulaciones de seguridad para la automatización industrial está impulsando el crecimiento del mercado global de aisladores digitales

La seguridad integrada de las máquinas automatizadas proporciona una protección significativa para los operadores de máquinas automatizadas. La integración de controles electrónicos con múltiples sistemas industriales a través de redes presenta tanto beneficios como desafíos. Los fabricantes de máquinas y los usuarios finales están adaptando su enfoque a los estándares de seguridad de las máquinas, con el objetivo de lograr controles rentables, piezas de máquinas fácilmente obtenibles y un tiempo de inactividad mínimo de las máquinas. Sin embargo, los integradores de sistemas enfrentan el desafío de combinar sistemas de adquisición de datos de baja tensión y baja corriente y comunicación en red con máquinas de alta tensión y alta corriente como robots industriales y máquinas CNC.

Para abordar este desafío, se utilizan aisladores digitales para evitar el flujo de corriente continua entre diferentes partes funcionales de los sistemas eléctricos. Estos aisladores desempeñan un papel crucial en el aislamiento de señales y el cambio de nivel en equipos de alta tensión, lo que garantiza el correcto funcionamiento de varios circuitos y, al mismo tiempo, protege a los usuarios de descargas eléctricas. En las fábricas conectadas, los dispositivos de aislamiento son esenciales para el funcionamiento eficaz de sensores, sistemas de adquisición de datos e infraestructuras de comunicación de alta velocidad. A medida que se expande el Internet industrial de las cosas (IIoT), se espera que la demanda de dispositivos aislados aumente significativamente.

Los principales fabricantes de aisladores digitales, como Silicon Labs y Maxim Integrated, ofrecen productos diseñados específicamente para la automatización industrial. Por ejemplo, Silicon Labs ofrece sistemas de reemplazo como el aislador de entrada de PLC Si838x, el interruptor aislado Si834x y el SSR Si875x, que son ideales para equipos de automatización industrial. Maxim Integrated ofrece el aislador digital MAX22445, que garantiza la seguridad y la eficiencia de los sistemas de automatización industrial compactos. Estos factores contribuyen al crecimiento del mercado global de aisladores digitales.

Los circuitos eléctricos y electrónicos sin ruido están impulsando el crecimiento del mercado global de aisladores digitales

La demanda de circuitos eléctricos y electrónicos sin ruido ha aumentado significativamente. Los bucles de tierra, que se producen cuando los terminales de circuitos conectados tienen diferentes potenciales de tierra, son una causa común de ruido no deseado y mal funcionamiento del circuito. Para abordar esto, se utilizan aisladores digitales para romper los bucles de tierra y garantizar potenciales de tierra consistentes en todos los circuitos. Estos dispositivos permiten que las señales analógicas pasen mientras bloquean la ruta galvánica que conecta diferentes potenciales de tierra, eliminando efectivamente el ruido eléctrico causado por la continuidad de CA. Además, los aisladores digitales ayudan a prevenir el riesgo de descarga eléctrica a los usuarios y daños en el circuito causados por ruido conducido no deseado resultante de cambios en el potencial de tierra. Como resultado, se espera que estos factores impulsen el crecimiento del mercado global de aisladores digitales.

Altos costos de los aisladores digitales en comparación con los optoacopladores

Los aisladores digitales superan a los optoacopladores convencionales, que son dispositivos electrónicos que consisten en un emisor LED y un fotodetector que están separados físicamente. En términos de retrasos de propagación, velocidad de datos y reducción de ruido, los aisladores digitales sobresalen. Sin embargo, los optoacopladores son menos costosos que los aisladores digitales, lo que los convierte en una opción popular para aislar señales digitales lentas a bajo costo. A pesar de la disponibilidad de aisladores digitales asequibles de varias empresas, su uso en inversores fotovoltaicos es limitado. Se fabrican utilizando tecnología de proceso de semiconductores convencional para lograr la integración funcional y el número de canales, lo que ayuda a compensar el alto costo de las tecnologías de aislamiento alternativas.

El semiconductor de óxido metálico complementario (CMOS), una tecnología de proceso de aislador digital, está ganando popularidad entre los diseñadores. Permite la creación de circuitos aislados que son de bajo costo, compactos, confiables y energéticamente eficientes en comparación con los optoacopladores. El precio de los aisladores digitales depende de su tipo, capacidad de paso de corriente y aplicación prevista. Los dispositivos con más canales y velocidades de datos más altas generalmente son más caros que aquellos con menos canales y velocidades de datos más bajas. Aunque los fabricantes están desarrollando aisladores digitales de bajo costo, los optoacopladores todavía tienden a ser más asequibles.

Se espera que estos factores impidan el crecimiento del mercado global de aisladores digitales.

Segmentación del mercado

El mercado global de aisladores digitales se clasifica en función de la tecnología, el material aislante, la velocidad de datos, el tipo de canal, la industria, la región y el panorama competitivo. En términos de tecnología, el mercado se divide en acoplamiento capacitivo, acoplamiento magnético, magnetorresistivo gigante y otras tecnologías. El segmento de material aislante comprende materiales basados en poliimida, dióxido de silicio (SiO2) y otros. Además, la categoría de velocidad de datos se clasifica en hasta 25 mbps, 25 – 75 mbps y más de 75 mbps. La sección de tipo de canal incluye canal 2, canal 4, canal 6, canal 8 y otros tipos de canal. El mercado también está segmentado por verticales de la industria como automoción, TI y telecomunicaciones, aeroespacial y defensa, electrónica de consumo, energía y electricidad, y otros sectores. Por último, el análisis regional cubre América del Norte, Asia-Pacífico, Europa, América del Sur y Oriente Medio y África.

Agentes del mercado

Los principales actores del mercado en el mercado global de aisladores digitales son Texas Instruments, Inc., STMicroelectronics NV, Infineon Technologies AG, Murata Manufacturing Company Ltd., Broadcom Inc., DigiKey Corporation, Analog Devices, Inc., Vicor Corporation, Advantech Co Ltd., NXP Semiconductors NV