进入2014年后，全球电子产业复苏的力道愈发强劲。就产业类别来看，除了消费类电子及4G网络等热点市场之外，汽车、工控和新能源等专业领域也是不可忽视的潜力增长市场，而这些专业市场对于光耦合器的需求也就水涨船高。
光耦合器一般是由光发射、光接收及信号放大三部分组成，广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路等应用中。业界预计2014年总体光电耦合器市场将继续扩大，需求保持增长，且2014年电源管理、可再生能源和汽车市场的增长速度将会超过传统工业市场，用于这些领域的光电耦合器产品将会有显著的上涨。
东芝(Toshiba)电子(上海)有限公司市场部副总经理中井太一郎 |
就技术方向来看，可以观察到市场对光电耦合器产品提出了更高的要求。东芝(Toshiba)电子(上海)有限公司市场部副总经理中井太一郎指出，光耦合器产品要求具有高度的安全性和绝缘功能，此外低功耗、高可靠性、低噪声的需求也日益增加。威世(Vishay)科技亚洲有限公司亚洲区市场总监(光电子)Jason Soon也表示，市场的低功耗应用需求越来越多，这就提升了对低输入电流光电晶体管耦合器的要求。ISOCOM公司中国区市场总监Edward Cai同样认为，新能源市场的兴起的确带动了高速及小体积光耦合器的需求不断冒升。
威世(Vishay)科技亚洲有限公司亚洲区市场总监(光电子)Jason Soon |
安全标准日趋严格
此外，相关市场需求趋势还包括较小的适配器要求更高的封装密度，因此工作温度需适应高温(110℃/125℃)要求；新能源领域如太阳能逆变器的更高工作隔离电压也促使光耦合器的爬电距离不断增加；以及针对5,000米海拔应用所设置的CQC GB4943标准，则推动了8mm爬电距离光电耦合器在中国市场的应用。
从产品开发角度来看，光电耦合器供应商所面临的挑战包括：需要在低IF工作状态时增加电流转换比(CTR)和实现CTR特征的稳定性；增加LED的工作温度而不损害零件的品质和可靠性(如光衰)；以及需要增加爬电距离，但仍须努力保持对现有耦合器的一致性。
安华高(Avago)科技技术市场营销工程师郭再兴 |
安华高(Avago)科技技术市场营销工程师郭再兴对于市场需求变化颇有体会，他表示，最近几年业界对于光电耦合器的要求有着许多转变，特别是电机驱动、可再生能源和汽车等新兴应用领域，特别着重于性能、质量和功能性的提升。
应对这些严格要求的光耦合器产品可分为四大类，分别为：用于提高功效的低功率/低电压光电耦合器；提供更高隔离电压的较宽爬电/间隙光电耦合器；用于严苛环境应用中、温度高达摄氏125度的较高工作温度光电耦合器；以及具有节省空间、降低总体系统成本和集成功能(如智能栅极驱动器、电流传感器)的光电耦合器。
满足高功率、高效率要求
为了响应市场的要求，安华高科技开发了数个满足新要求的光电耦合器产品系列，包括提供高功效的ACPL-x6xL超低功率数字光电耦合器；带有内置保护功能的ACPL-3xxJ智能栅极驱动光电耦合器；用于精密电流/电压感测的ACPL-C7xx/C8xx/7xxJ隔离放大器；以及ACPL-xxxT汽车等级光电耦合器等。除了这些产品外，郭再兴强调，安华高还将会陆续推出新产品以满足市场对隔离解决方案的需求，其中涵盖工业、汽车、军事、航空航天应用等。
值得一提的是，安华高科技近期推出了两款高集成度智能型门极驱动光耦合器，分别拥有2.5A与4A轨对轨输出，可以直接驱动高功率MOSFET或IGBT。该产品具有高电流轨对轨输出、内建LED驱动电路、主动米勒箝位、高去饱和(DESAT)遮蔽电流源，以及电压过低锁定回授控制电路，可为电机控制与电源逆变器等应用提供完整且高成本效益的门极驱动解决方案。
对此，安华高科技隔离产品事业部营销总监Kheng-Jame Lee指出，为了满足高功率与高效率需求，门极驱动设计变得越来越复杂，该系列新品不仅可以节省门极驱动设计的外加零组件数量，还可为电机驱动与逆变器应用的精简门极驱动光耦合器解决方案立下新的标准。
郭再兴标示，为了满足严苛的要求，光耦合器必须使用先进的LED和IC设计，来开发下一代功能丰富的高性能产品。此外，开发适合较高集成度和隔离要求的新型光电耦合器封装也很重要，特别是拉伸封装方式的光电耦合器(体积较小但具有较宽的爬电/间隙)将变得更为普及，并逐渐替代较旧的标准封装光电耦合器。安华高科技预计今年这一封装方式的光电耦合器的出货量将会超过去年。
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本文下一页：新型封装推陈出新，薄型化高速光耦面市
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新型封装推陈出新
Jason Soon也表示，该公司今年的光耦合器出货量预计将可达10-15%的适中增长，且由于一些日本供货商逐渐退出低端产品领域，因此Vishay认为产能利用率将持续增加。按照产品开发路线图，Vishay计划发布一系列宽体封装产品，其中包括一个2.5A IGBT驱动器VOW3120。
同时，该2.5A IGBT驱动器还将采用Vishay的LSOP封装，产品型号为VOL3120，能为客户提供更薄的器件，适用于设计高度受到局限的应用。宽体封装还将用于提供1Mbd-10Mbd高速光电耦合器，产品型号为VOW135(1Mbd)、VOW22xx(5Mbd)和VOW137(10Mbd)。
Jason Soon特别指出Vishay的竞争优势之一，就是该公司用于制造光电耦合器的芯片是完全在集团内部生产的，因此，Vishay既有前端技术，也有后端技术，能够控制内部的后端产能，同时也进行封装外包，以实现生产的灵活性和对客户的供应保障。
薄型化高速光耦面市
2010至2012年连续三年在全球光耦市场排名第一的东芝，近年来也积极扩展相应的产品线，以满足市场对低功耗、高可靠性、低噪声产品的需求。同时，东芝也致力于对工业类市场的高速光耦和驱动型光耦的推广，例如，东芝近期推出的新产品TLP2391，这款高速光电耦合器具有交流输入、低功耗等特点，特别适合工业类用户的使用。
该光电耦合器适用于正和负LED电流，可程序设计逻辑控制器应用，并可接受两种不同极性输入，分别为漏型逻辑输入和源型逻辑输入。通过结合两个反向并联的LED，TLP2391同时支持漏型逻辑和源型逻辑，因而无需使用桥接电路。该产品还支持10Mbps高速通信，据了解，这样的速度已达到其它东芝双输入光电耦合器的两倍，可应用于工业应用的通信界面，如伺服电机和工厂自动化设备等。
中井太一郎表示，由于市场在封装方面对超薄、贴片的要求越来越多，为此，号称业界最薄的高速光耦(TLP5701/5702)成为了东芝目前的主推产品之一。该系列产品是首批使用低高度SO6L封装的东芝光电耦合器，用于驱动中小功率IGBT和MOSFET。这些新产品将有助于薄型化设备的开发，并且虽然拥有低高度，但仍可以确保8毫米爬电距离，因而适用于需要较高隔离规格的场所。
另外，通过采用BiCMOS制造技术，TLP5701和TLP5702可实现2.0mA(最大)低供电电流和低功耗。同时，与原先的大功率、高可靠性红外线LED配合，它们还可以应用于包括需要高温稳定性的环境下，例如工厂自动化和家用太阳能光电电力系统、数字家电和控制设备等。
该系列高速光耦的最大传输延迟时间和传输延迟偏差在定义的工作温度范围(最高摄氏110度)内均可以获得保障，因此能够减少逆变电路的停滞时间，从而确保更高的工作效率。据介绍，东芝新近推出的产品已取得了中国安全规格(CQC)的认证。事实上，在中国市场，东芝一直都把工业自动化行业作为重点开发的领域之一，努力提升高速光耦、IGBT驱动光耦的市场销售份额。
对于产能的扩充，中井太一郎指出，高速光耦、驱动光耦和小型三极管光耦等东芝重点产品都是在东芝最大的高效组装线生产的，充足的产能完全可以实现稳定的供货。特别是东芝泰国的新工厂在2013年4月已开始生产，这将大幅增强东芝的产能，且在泰国生产的高速光耦、IGBT光耦及小型三极管光耦等产品都具有较强的价格优势，能满足市场的期待，因此为了进一步降低成本，东芝今后将逐步把日本国内的产能转移至泰国。
产品价格保持平稳
ISOCOM公司中国区市场总监Edward Cai |
谈到市场的发展，Edward Cai则认为近期市场对于高速光耦合器的需求至少将增加20%，ISOCOM今年上半年将推出速度更快的产品，以及半间距及多通道光耦合器等，产品兼具高可靠性及成本效益两大优势。ISOCOM的光耦合器月出货量约在数千万颗左右。ISOCOM是一家来自英国的红外光耦合器供应厂商，具有超过30年的光耦制造经验，该公司产品涵盖商业及工业应用领域。
另一方面，由于光耦合器的供应厂商越来越多，也使得产品价格呈现出平稳但些微下降的趋势。Jason Soon预计，DIP4封装耦合器的价格将下滑3-5%，集成度稍高的产品价格则下滑4-7%。不过，也有供应厂商认为客户将会为集成程度更高的高性能光电耦合器付出更高的价格，因为这些产品可有助于节省系统级成本和简化总体电路设计。整体而言，光耦合器厂商将致力于提高性价比，并积极强化低功耗、高可靠性、可高温作业的产品线，进一步满足汽车、工业设备及新兴能源市场的需求。
另外，需要注意的还有数字隔离器对于光耦合器的取代作用。基本上，数字隔离器的着眼点在于摆脱光耦合器的成本、尺寸、功耗、性能和可靠性限制，让工程师能在设计中实现出色的隔离性能。例如，ADI推出的iCoupler数字隔离器目前已有5亿个以上的隔离通道投入应用，数字隔离器后续是否能够进一步侵蚀光耦合器市场，值得持续关注。
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