Рынок цифровых изоляторов — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз на 2018–2028 гг., сегментированный по технологии (емкостная связь, магнитная связь, гигантские магниторезистивные и другие), по изоляционному материалу (на основе полиимида, на основе диоксида кремния (Sio2) и другие), по скорости передачи данных (до 25 Мбит/с, 25–75 Мбит/с и выше 75 Мбит/с), по типу кана

Ожидается, что глобальный рынок цифровых изоляторов будет испытывать существенный рост в прогнозируемый период 2024-2028 гг. Это в первую очередь обусловлено возросшим использованием подключенных устройств на основе передовых технологий и растущим спросом на потребительскую электронику, которая обеспечивает бесшумную работу. Кроме того, растущее внедрение устройств IoT и инвестиций способствовало усилению мирового спроса на цифровые изоляторы.

Цифровые изоляторы, известные как микросхемы, используются для установления высокоомной изоляции между электронной системой и ее пользователями во время передачи аналоговых и цифровых сигналов. Разработчики реализуют изоляцию для соответствия правилам безопасности или снижения шума контура заземления.

На рынке изоляторы в основном используются для защиты компонентов, обеспечения безопасности пользователя, облегчения смещения уровня сигнала и соблюдения правил безопасности. Обеспечивая дополнительную функциональность и гарантируя безопасную работу системы, компоненты изоляции последовательно повышают ценность системы. Обычно включение изолирующих компонентов повышает как безопасность компонентов, так и производительность схемы. Изолирующие устройства позволяют нескольким доменам питания сосуществовать и взаимодействовать, защищая чувствительные схемы от коммутационных схем. Кроме того, современная цифровая изоляция обеспечивает обширную интеграцию, сокращая количество требуемых компонентов схемы. Внедрение изолирующих устройств может повлиять на различные факторы, такие как размер, эффективность, стоимость и производительность.

Строгие требования к безопасности аккумуляторов для автомобилей являются движущей силой мирового рынка цифровых изоляторов

Автомобильные OEM-производители по всему миру с нетерпением ожидают появления новых моделей электромобилей (ЭМ). К ним относятся аккумуляторные электромобили (БЭМ), подключаемые гибридные электромобили (ПГЭМ) и полностью гибридные электромобили (ФГЭМ). БЭМ обеспечивают плавную, тихую и нулевую эмиссию, что соответствует растущей тенденции к электрификации в автомобильном дизайне. По мере того, как происходит этот сдвиг, мощная силовая электроника играет решающую роль в новых электронных системах трансмиссии и аккумуляторных батареях.

Одной из ключевых проблем, с которой сталкиваются проектировщики в области автомобильных приложений xEV, является установление эффективной связи между электроникой домена высоковольтной батареи и электроникой домена низковольтной батареи. Эта проблема возникает в различных приложениях, таких как измерение тока батареи, мониторинг напряжения элементов батареи и управление двигателем или мониторинг контактора высокого напряжения. Чтобы преодолеть разрыв между цифровым контроллером низкого напряжения и электронными системами высокого напряжения в современном электромобиле, необходима гальваническая развязка на основе полупроводников.

Цифровые изоляторы предлагают решение, которое не только удовлетворяет этому требованию, но и приносит дополнительные преимущества. Используя цифровые изоляторы, проектировщики могут значительно сократить как потребление тока, так и площадь печатной платы, что стимулирует рост мирового рынка цифровых изоляторов. Это не только повышает эффективность всей системы, но и способствует развитию технологий электромобилей.

Увеличение зависимости от электрооборудования и машин стимулирует рост мирового рынка цифровых изоляторов

Цифровые изоляторы находят широкое применение в различных приложениях, таких как проектирование схем для электронных устройств, робототехники и бытовой электроники. Эти устройства включают типы изоляции постоянного тока, чтобы гарантировать безопасность как системы, так и пользователей от потенциального вреда, вызванного высоким напряжением. Они демонстрируют надежную работу даже в суровых промышленных условиях, эффективно избегая нестабильных условий, таких как быстрые переходные процессы, высокие скачки тока, сильные электромагнитные поля и шум.

Спрос на цифровые изоляторы обусловлен растущим производственным спросом на бытовую электронику и робототехнические продукты. Ожидается, что к 2030 году мировой рынок бытовой электроники достигнет 1 триллиона долларов США, согласно Всемирному экономическому форуму, что обусловлено растущими потребительскими расходами на технологически продвинутые устройства и располагаемым доходом. Использование цифровой схемы изоляции гарантирует долгосрочную надежность и безотказную работу устройств. Ожидается, что эти факторы будут способствовать росту мирового рынка цифровых изоляторов.

Рост числа правил безопасности для промышленной автоматизации стимулирует рост мирового рынка цифровых изоляторов

Интегрированная автоматизированная безопасность машин обеспечивает значительную защиту операторов автоматизированных машин. Интеграция электронных элементов управления с несколькими промышленными системами через сети представляет как преимущества, так и проблемы. Производители машин и конечные пользователи адаптируют свой подход к стандартам безопасности машин, стремясь к экономически эффективному управлению, легкодоступным деталям машин и минимальному времени простоя машин. Однако системные интеграторы сталкиваются с проблемой объединения низковольтных, слаботочных систем сбора данных и сетевых систем связи с высоковольтными, сильноточными машинами, такими как промышленные роботы и станки с ЧПУ.

Для решения этой проблемы используются цифровые изоляторы для предотвращения постоянного тока между различными функциональными частями электрических систем. Эти изоляторы играют важную роль в обеспечении изоляции сигнала и смещении уровня в высоковольтном оборудовании, гарантируя надлежащее функционирование различных цепей, а также защищая пользователей от поражения электрическим током. На подключенных заводах устройства изоляции необходимы для эффективной работы датчиков, систем сбора данных и высокоскоростных коммуникационных инфраструктур. По мере расширения промышленного Интернета вещей (IIoT) ожидается, что спрос на изолированные устройства значительно возрастет.

Ведущие производители цифровых изоляторов, такие как Silicon Labs и Maxim Integrated, предлагают продукцию, специально разработанную для промышленной автоматизации. Например, Silicon Labs предлагает сменные системы, такие как входной изолятор ПЛК Si838x, изолированный коммутатор Si834x и твердотельное реле Si875x, которые идеально подходят для промышленного оборудования автоматизации. Maxim Integrated предлагает цифровой изолятор MAX22445, обеспечивающий безопасность и эффективность компактных промышленных систем автоматизации. Эти факторы способствуют росту мирового рынка цифровых изоляторов.

Безшумные электрические и электронные схемы стимулируют рост мирового рынка цифровых изоляторов

Спрос на безшумные электрические и электронные схемы значительно вырос. Контуры заземления, которые возникают, когда подключенные клеммы схемы имеют разные потенциалы заземления, являются частой причиной нежелательных шумов и неисправностей схемы. Для решения этой проблемы используются цифровые изоляторы для разрыва контуров заземления и обеспечения постоянных потенциалов заземления во всех цепях. Эти устройства позволяют аналоговым сигналам проходить, блокируя гальванический путь, который соединяет разные потенциалы заземления, эффективно устраняя электрические шумы, вызванные непрерывностью переменного тока. Кроме того, цифровые изоляторы помогают предотвратить риск поражения пользователей электрическим током и повреждения схемы, вызванного нежелательными кондуктивными шумами в результате изменений потенциала заземления. В результате ожидается, что эти факторы будут стимулировать рост мирового рынка цифровых изоляторов.

Высокая стоимость цифровых изоляторов по сравнению с оптопарами

Цифровые изоляторы превосходят обычные оптопары, которые представляют собой электронные устройства, состоящие из светодиодного излучателя и фотодетектора, которые физически разделены. С точки зрения задержек распространения, скорости передачи данных и снижения шума цифровые изоляторы превосходят другие. Однако оптопары менее дороги, чем цифровые изоляторы, что делает их популярным выбором для изоляции медленных цифровых сигналов по низкой цене. Несмотря на наличие доступных цифровых изоляторов от различных компаний, их использование в инверторах PV ограничено. Они производятся с использованием традиционной полупроводниковой технологии процесса для достижения функциональной интеграции и количества каналов, помогая компенсировать высокую стоимость альтернативных технологий изоляции.

Комплементарный металл-оксид-полупроводник (КМОП), технология процесса цифровой изоляции, набирает популярность среди проектировщиков. Она позволяет создавать изолированные схемы, которые являются недорогими, компактными, надежными и энергоэффективными по сравнению с оптопарами. Цена цифровых изоляторов зависит от их типа, возможности пропускания тока и предполагаемого применения. Устройства с большим количеством каналов и более высокой скоростью передачи данных, как правило, дороже, чем устройства с меньшим количеством каналов и более низкой скоростью передачи данных. Хотя производители разрабатывают недорогие цифровые изоляторы, оптопары по-прежнему имеют тенденцию быть более доступными.

Ожидается, что эти факторы будут препятствовать росту мирового рынка цифровых изоляторов.

Сегментация рынка

Мировой рынок цифровых изоляторов классифицируется на основе технологии, изоляционного материала, скорости передачи данных, типа канала, отрасли, региона и конкурентной среды. С точки зрения технологии рынок делится на емкостную связь, магнитную связь, гигантскую магниторезистивную и другие технологии. Сегмент изоляционных материалов состоит из материалов на основе полиимида, диоксида кремния (SiO2) и других материалов. Кроме того, категория скорости передачи данных подразделяется на до 25 Мбит/с, 25–75 Мбит/с и выше 75 Мбит/с. Раздел типа канала включает канал 2, канал 4, канал 6, канал 8 и другие типы каналов. Рынок также сегментирован по отраслевым вертикалям, таким как автомобилестроение, ИТ и телекоммуникации, аэрокосмическая и оборонная промышленность, бытовая электроника, энергетика и электропитание и другие секторы. Наконец, региональный анализ охватывает Северную Америку, Азиатско-Тихоокеанский регион, Европу, Южную Америку, а также Ближний Восток и Африку

Участники рынка

Основными игроками на мировом рынке цифровых изоляторов являются 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