前段时间创赢策略，行家说报道了碳化硅在数据中心800V高压直流系统的市场机遇和挑战，其中，第四代隔离芯片技术因其具备超高耐压优势，有望帮助中高压碳化硅器件加速导入固态变压器等新增量市场，引起了行业的高度关注。
据“行家说三代半”调研了解，这一技术突破来源于中国初创企业——德氪微电子，该公司已经与多家头部厂商完成了基于第四代隔离芯片技术的相关产品研发和测试，即将进入规模量产， 加速推进规模商用化进程。
为了深入了解该技术的技术原理、性能优势以及技术研发和量产进展，行家说特地前往深圳采访了德氪微电子，将为大家剖析这一技术的来龙去脉，并探讨其将如何助力碳化硅产业实现“内卷突围”。
毫米波无线隔离技术问世
性能实现跨越式突破
从技术路线来看，隔离芯片技术经历了多次重要迭代：由早期的光耦隔离到如今的磁耦隔离及容耦隔离，其演进的核心驱动力始终是满足不断提高的耐压等级、通信速率与传输精度的要求。毫米波无线隔离技术的出现，正是在这一持续技术演进背景下，顺应产业升级需求的必然结果。
“行家说三代半”了解到，近年来碳化硅等宽禁带功率器件在下游市场快速渗透，加之新能源汽车、充电桩、特高压电网、数据中心等应用领域向千伏乃至万伏高压平台迈进，市场对隔离芯片的性能要求日益严苛。基于此，德氪微电子凭借其在毫米波无线连接领域的深厚积累，开创性地提出了毫米波无线隔离技术方案。
展开剩余84%毫米波隔离芯片内部构造示意图，来源：德氪微电子
根据产品结构来看，德氪微电子推出的新一代隔离芯片内部设计十分简洁，仅由发射器IC、绝缘层、接收器IC三部分组成创赢策略，集成度极高。该芯片的工作路径分为三步走：首先是在发射器IC内部将输入信号转为毫米波频段的脉冲信号，信号透过绝缘层后继续传输，再由接收器IC解调信号后进行输出，从而完成整个隔离通信流程。
据“行家说三代半”调研发现，德氪微电子的隔离芯片凭借其创新设计与构造，相比前三代隔离技术，在实现更高性能的同时，还有望进一步缩小芯片体积、优化综合成本：
不同隔离技术的结构对比，来源：Electronic Design、BROADCOM等
光耦隔离：主要由LED灯和感光元件组成，其中LED灯频繁发亮时会持续消耗电力，从而导致效率降低，也容易导致老化、功耗高等问题；而感光元件需要接受光信号，所以绝缘层一般只能填充空气或环氧树脂，仅能承受3kV级别电压。
磁耦隔离：主体结构为集成金属线圈和绝缘介质的无磁芯平面变压器，要实现高绝缘性能，需要增加线圈之间的距离，但其会影响芯片体积大小。另外，集成变压器工艺较为复杂，成本较高，不仅易受外部磁场干扰，还存在EM干扰性问题。
容耦隔离：该技术需通过PVD工艺连续沉积不同的电容与绝缘层，所以要实现高耐压就要进行多层沉积，工艺难度较高，导致成本会大幅增加，也不利于实现集成化。
相比之下，德氪微电子的毫米波无线隔离技术，从根本上打破了传统隔离方案的性能藩篱。该技术充分发挥毫米波通信芯片超高速、超低延时和超低功耗的物理优势，绝缘层厚度可达1000µm以上，无需牺牲芯片体积与面积，即轻松实现高集成度与万伏级耐压。更重要的是，由于其架构及工艺简洁，在显著提升隔离性能的同时，还能够有效降低系统综合成本，真正实现了高性能与高性价比的协同突破。
直击碳化硅应用瓶颈创赢策略
毫米波隔离释放4大效能
一般而言，为了充分发挥SiC MOSFET的性能优势，必须为其配备隔离栅极驱动器，后者作为一个 “安全阀”，能在实现电气隔离的同时，传输驱动信号至功率器件，从而完成对SiC MOSFET的开关控制。
从实际应用来看，SiC MOSFET主要用于高电压、大功率、高频率等应用场景，这要求必须采用相匹配的隔离栅极驱动器才能保证安全、可靠运行。但据“行家说三代半”调研发现，现有隔离技术难以同时满足SiC MOSFET的隔离栅极驱动要求，其主要面临以下挑战：
一是高隔离耐压：目前SiC MOSFET除了主流应用的650V和1200V规格外，2000V甚至是3300V器件正在加速市场应用进程，而隔离栅极驱动器的隔离耐压要求通常为SiC MOSFET电压等级3~5倍，这意味着隔离耐压要求将达到万伏级别。
二是高CMTI能力：SiC MOSFET具备极高的开关速度（dv/dt >100 kV/µs），高速的电压切换会导致共模噪声持续影响隔离栅极驱动器，因此隔离栅极驱动器要具备高共模瞬态抗干扰能力（大于100kV/µs），否则容易导致误触发，从而损坏器件。
三是低延迟：SiC MOSFET开关延迟小于10ns，开关频率达100kHz以上，这要求栅极驱动同时实现高传输速率和低传输延时，否则会导致SiC MOSFET开关损耗增加和频率上限受限，从而降低电气系统效率。
四是结构紧凑：采用SiC MOSFET往往追求紧凑布局及高功率密度，这对隔离栅极驱动器提出更高要求，需要其实现片上隔离，通过集成工艺和紧凑封装，以节省PCB面积和降低综合成本。
针对上述挑战，隔离栅极驱动器亟须通过创新的隔离技术、优化的驱动拓扑及保护机制来解决。基于此，德氪微电子在毫米波技术领域深耕多年，最终开创性的研发出新一代隔离技术，能充分解决SiC MOSFET的隔离驱动难题。
“行家说三代半”进一步了解到，目前德氪微电子的毫米波隔离技术已取得实质性进展，其隔离性能不仅能有效满足SiC MOSFET的隔离驱动需求，还有助于充分释放SiC MOSFET的性能潜力：
耐压能力达到万伏以上：毫米波无线隔离芯片可根据应用需求直接填充不同的隔离绝缘材料，绝缘层厚度可达1000μm以上，采用常规塑封材料即可轻松达到万伏级别耐压。 CMTI>200kV/μs：采用毫米波作为载波的传输方式进行差分传输，能进一步增强抗干扰能力，实现CMTI>200kV/μS，远高于市场主流的100kV/μS，有效避免对电源电压的电磁干扰，保证信号传输稳定安全可靠。 传输延时达ps级别：该技术支持超高频率切换，最快可达5GHz，支持系统工作频率提升至数百kHz甚至MHz级，且传输延时极低至20ps级别，有利于碳化硅器件更好的发挥高频性能。 方便实现集成设计：毫米波隔离栅极驱动器可采用单芯片集成方案，使外围电路更加简洁、减少不必要元件数量，并能采用标准CMOS工艺以及封装工艺，从而具备低成本竞争优势。据此来看，德氪微电子的毫米波隔离技术已同时突破“高耐压、高 CMTI、低延时、小尺寸”四大瓶颈，将为SiC MOSFET提供可量产、可落地的驱动方案。随着该产品导入充电桩充电模块、光伏逆变器、新能源汽车等终端场景，SiC的普及应用将“如虎添翼”。
打破产业内卷式竞争
德氪微新技术成突破口
据“行家说三代半”调研发现，当前碳化硅赛道陷入“内卷”怪圈，部分原因是市场空间尚未完全打开，如今新能源汽车仍是SiC功率半导体最大的应用场景，但车规门槛高筑，验证周期漫长，大批碳化硅厂商被挡在门外，难以抢夺这一高增量市场。
另一方面，碳化硅技术虽快速发展，但在光储充等终端市场的渗透率仍远低于硅基器件。多家厂商指出，下游对碳化硅的接受度正在提升，却尚未跨越技术疑虑，唯有产业链各环节协同，形成完整的器件方案，在确保性能的同时保障可靠性，方能促成碳化硅的真正落地。
其中，隔离芯片技术成为制约碳化硅器件性能的关键瓶颈之一。在这一背景下，德氪微电子推出毫米波隔离芯片具有里程碑意义。
首先，相比传统隔离技术，德氪微电子的毫米波无线隔离技术可提供更高的耐压、更强的抗干扰和更低延迟，有助于满足新能源汽车、数据中心等高端应用对SiC MOSFET的严苛需求，帮助厂商跨越可靠性门槛，实现持续放量。
其次，毫米波无线隔离技术的出现，进一步为碳化硅器件的配套应用提供强力支撑，其同时具备成本及性能优势，不仅为碳化硅在光储充等场景的深度渗透提供稳定支持，也将推动其进一步下沉至电焊机、家电及智能电网等高增量市场。
值得关注是创赢策略，“行家说三代半”发现德氪微电子的毫米波无线隔离芯片即将进入规模量产，并实现产品系列化供货。随着产能释放，该隔离技术将帮助碳化硅器件在多场景应用实现高效隔离，进一步加速碳化硅产业链的高质量发展。
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