筑牢智能汽车安全基石：解码纳芯微功能安全驱动芯片NSI6911F系列与体系化能力

科创之家 2026-05-14 共8人围观

电子发烧友网报道（文/吴子鹏）随着汽车产业全面拥抱电动化与智能化，电子系统已从执行辅助功能，跃升为整车动力输出与安全控制的核心。在汽车迈向800V 高压平台、碳化硅（SiC）等宽禁带半导体器件加速普及、L3及以上自动驾驶落地的关键阶段，系统设计复杂度呈指数级提升。如何确保电子电气系统在失效时仍能保障驾乘人员安全，成为行业必须回答的严峻课题。功能安全，正是应对这一挑战的系统性方法论。

近期，高性能高可靠性模拟及混合信号芯片公司纳芯微宣布，推出国内首款基于全国产供应链、并通过TÜV莱茵ISO 26262 ASIL D最高等级认证的隔离栅极驱动芯片——NSI6911F系列。此举不仅打破了海外厂商在高等级功能安全驱动芯片领域的长期垄断，更以多项全球领先的产品性能，为国产汽车半导体树立了功能安全开发的新标杆。与此同时，纳芯微还系统性地展示了其功能安全体系化能力。这套成熟的体系已成功赋能多款关键产品的全生命周期开发，实现了从标准到落地、从流程到产品的可靠闭环。

功能安全成为智能汽车时代的“必答题”

当前，汽车行业正经历深刻变革。数据显示，2025年中国新能源汽车销量已达1649万辆，渗透率接近50%；预计2026年销量有望达2000万辆，渗透率将升至57%。在汽车行业全面拥抱电动化、智能化、网联化的今天，整车电子零部件成本占比已从不足25%激增至70%，软件代码量则从2010年的约1000万行暴增至2026年的约2.3亿行。

系统复杂度的急剧攀升，使得失效更难以识别与管控，因此必须引入系统化的方法来控制风险。功能安全旨在避免由电子电气系统功能异常表现引起的危害，从而杜绝不可接受的风险。简单来说，功能安全的本质是“失效仍安全”，其核心思想是通过监测、诊断与冗余设计实现风险控制。ASIL等级是ISO 26262标准中用于衡量汽车电子系统安全完整性的重要指标。它根据系统对人身安全的影响程度，将汽车安全完整性等级分为A、B、C、D四级，其中ASIL D为最高等级，要求硬件单点故障覆盖率＞99%、随机硬件失效率低于10⁻⁸/h，适用于制动、电驱、转向等直接关乎生命安全的核心系统。

在新能源汽车的电驱系统中，隔离栅极驱动芯片扮演着连接 MCU控制单元与功率器件（ IGBT/SiC）的“桥梁”角色，直接影响电机控制的安全性，因此必须满足上层系统的功能安全要求。在新能源汽车向800V高压平台及SiC功率器件加速演进的背景下，电驱系统的开关速度显著提升，dv/dt水平不断提高，对栅极驱动器在抗干扰能力、驱动性能及系统可靠性方面提出了前所未有的要求。更紧迫的是法规层面的推动，根据《GB/T 43254-2023 电动汽车用驱动电机系统功能安全要求及试验方法》及《GB 21670-2025 乘用车制动系统技术要求及试验方法》等最新国家标准，电驱系统在防范非预期扭矩及协同制动能量回收等关键场景中，其功能安全等级需达到ASIL C甚至最高等级ASIL D。

纳芯微技术市场高级工程师吴楠表示：“驱动芯片的ASIL D认证，其核心难点可分为技术维度和流程维度。”

在技术层面，驱动芯片需要适配不同客户的安全架构与关断策略，对芯片团队能力要求极高。ASC引脚直接承接上层系统的紧急关断路径需求，共同完成关键安全关断。其次，功能安全隔离驱动芯片集成度和设计复杂度高，本质是高度集成的模拟与混合信号芯片，融合了隔离、电源、采样、驱动等多种技术，同时还需实现复杂的故障诊断、安全状态机、寄存器配置及通信接口等功能。技术层面还有直接的量化指标，ASIL D要求单点故障覆盖率超过99%，前期失效模式分析或架构定义稍有疏漏，就难以实现该指标。

在流程层面，芯片公司需要将ISO 26262功能安全标准系统性融入研发全流程，确保安全要求内生于每个开发环节，并通过持续迭代优化，确保流程始终为产品的高安全与高可靠赋能。在此过程中，所有开发环节都需要完整记录、前后可追溯，每一条安全需求都可验证，最终形成完整的芯片安全档案。

如此高的技术门槛，决定了功能安全驱动芯片具有极高的壁垒。长期以来，国内市场被海外品牌垄断，供应链受地缘因素影响大，国产ASIL D功能安全驱动芯片长期处于空白状态。即便是海外驱动芯片，也缺乏通用的 Pin-to-Pin设计。在地缘政治及供应链不确定性背景下，叠加相关法律法规的推动，功能安全驱动芯片的国产替代需求极为迫切，国产芯片公司正迎来黄金窗口期。

NSI6911F：国产首款ASIL D隔离栅极驱动，性能对标国际一线

面对行业痛点与海外垄断，纳芯微历时四年，重磅推出了国内首款基于全国产供应链、通过TÜV莱茵ASIL D认证的隔离栅极驱动——NSI6911F系列。该系列产品的问世，不仅填补了国内空白，同时也在一定程度上提升了行业技术标准，推动了国内汽车半导体在功能安全领域的体系化发展，为未来可能落地的强制性功能安全国标提供了关键的底层技术支撑。

如上所述，NSI6911F系列通过了TÜV莱茵权威认证，达到ISO 26262 ASIL D等级，是国内首款单芯片即达此等级的隔离栅极驱动。该系列产品严格遵循ISO 26262 V-Model开发流程，从SEooC假设定义、硬件安全需求分解到功能安全验证，均经过系统化分析与严格验证。

NSI6911F系列通过TÜV莱茵ASIL D功能安全认证，图源：纳芯微

为实现单点故障覆盖率超过99%这一量化指标，纳芯微功能安全部负责人Lynn着重介绍了NSI6911F系列内嵌安全机制能够覆盖的失效模式。其一是芯片自身的失效模式，例如内部电源过欠压、时钟频偏、通信干扰导致的数据帧异常、寄存器软失效等，此外还有芯片引脚的失效；其二是驱动外围电路，尤其是功率模块的失效模式，例如功率管GE或CE失效（开路、短路）、驱动电阻开路等。

综合而言，NSI6911F系列内嵌完备的内外部安全机制，提供30多种安全机制，包括上层系统安全机制及防止潜伏失效的内部安全机制，以确保系统安全状态。

除了芯片本身达到了最高等级的ASIL D等级之外，NSI6911F系列作为专为新能源汽车主驱逆变器、车载充电机及 DC-DC 转换器等高压应用设计的隔离栅极驱动，其差异化竞争优势也非常显著。

NSI6911F系列的性能优势，图源：纳芯微

NSI6911F系列基于全国产供应链打造，实现了从晶圆、封装到测试的自主可控。同时，该系列在质量控制、成本管控方面，延续了纳芯微NSI66、NSI67系列产品的成熟体系，保持了稳定的成本与质量优势，供货稳定性也有充分保障。

NSI6911F系列具有卓越的驱动与抗扰能力，提供高达19A的峰值驱动能力，并具备±150kV/μs的高CM TI性能（优于竞品的100kV/μs），可满足SiC及IGBT器件在高频、高dv/dt环境下的稳定驱动需求。在实际应用中，NSI6911F系列具备19A米勒钳位电流能力，可保证功率器件对桥快速开关时，本桥臂拥有强钳位能力，抑制上下桥串扰，避免直通风险。同时，它具备灵活的电源管理功能，支持电源过欠压阈值可调，可适配不同电源平台，内置集成正电源，可满足不同功率器件的驱动电压要求。

NSI6911F系列集成了达到ASIL B等级的12位高精度隔离 ADC，优于竞品常用的10位 ADC，可支持对电流、电压等关键参数的高精度监测，为系统级控制与安全策略提供可靠数据支撑。吴楠表示：“纳芯微在产品定义时，针对客户可直观感知的关键性能设定了高标准设计目标，因此选择了12位ADC进行设计，同时在精度指标上实现0.2%的性能，充分满足客户实际需求。高精度ADC能够帮助上层系统更好地完成采集工作——将采样精度做到更高水平，可以优化上层系统的BOM成本，能够为上层系统节省4到5颗独立的隔离ADC产品。”

NSI6911F系列还集成了完善的原边与副边电源管理模块、隔离供电能力以及多种自检与安全监控机制，并具备高达5kV的隔离耐压能力，从而在满足高压应用需求的同时，进一步提升系统整体可靠性与安全性。

NSI6911F系列采用SSOW32封装，与国际主流竞品实现了引脚对引脚（Pin to Pin）乃至物料清单（BOM to BOM）级别的兼容，降低了客户的导入难度。吴楠表示：“NSI6911F系列能够做到在内部输出能力、开关速度等关键指标方面与竞品保持一致，客户无需调整外部驱动电阻、上下拉配置等。同时，该系列产品的寄存器设计尽量与竞品对齐，内部实现电路则做了更多优化，精度等性能得到进一步提升，确保客户在获得更高性能的同时，无需更改外部电路和底层软件设计。”

据了解，自2025年底实现量产后，纳芯微已协同头部OEM和Tier1客户，实现了NSI6911F系列在整车端的量产上车。目前，还有多家Tier1和OEM已完成测试，正处于量产导入阶段。NSI6911F的成功并非偶然，其背后是纳芯微在隔离驱动领域长期的技术积淀。该芯片采用了纳芯微成熟可靠的双边电容隔离技术，并应用了超过20个涉及电源、保护、驱动等模块的自主IP专利。

发展至今，纳芯微栅极驱动产品线一直保持着“量产一代、研发一代、预研一代”的节奏不断更新：

第一代智能隔离驱动（NSI6611/6651系列）：2021年正式上市，集成多种保护功能，可靠驱动SiC/IGBT，奠定了市场地位。

第二代智能隔离驱动（NSI67xx系列）：2025年初上市，性能进一步增强，支持原副边ASC、隔离采样，已在多款新车型上实现大规模应用。

第2.5代智能隔离驱动（NSI67xx密脚封装）：2026年初上市，通过小型化封装（尺寸降低40%）、极致成本控制提供持续竞争力。

首款ASIL D功能安全驱动（NSI6911F）：2026年4月发布，填补国内空白，健全隔离驱动产品护城河。

体系化能力：从流程到技术，纳芯微构建功能安全全栈能力

作为ASIL D等级的高性能、完备保护功能隔离驱动芯片，NSI6911F系列也是ISO 26262 V-Model开发流程与敏捷开发、验证左移理念相融合的代表性产品。

Lynn透露，ISO 26262对不同ASIL等级产品的硅前验证、硅后测试都有明确要求，针对测试用例推导、安全机制有效性验证及鲁棒性验证都有严苛规范。在NSI6911F系列架构设计阶段，纳芯微系统性地运用多种安全分析方法进行架构优化，提前识别风险并定义安全措施；在开发环节，引入严格的验证评审以提高开发质量，包括：

硅前多级别严苛验证：例如通过数字验证、数模混仿、快速原型等手段，在早期阶段就会验证功能设计与功能安全机制的正确性以及鲁棒性，实现验证工作左移；同时也会提前开始可测试性设计，确保芯片回片后的功能及安全机制能够被充分验证。

硅后物理层面实片测试：针对安全机制，纳芯微会进行专门的实片故障注入，在物理层面真实验证安全机制的有效性。

安全机制鲁棒性验证：配合各类功能测试，一并验证安全机制在不同条件下的鲁棒性。

因此，NSI6911F系列的成功，不仅是单一系列产品的突破，更是纳芯微功能安全体系化能力的集中体现。Lynn指出，早在2021年，纳芯微即获得TÜV莱茵ISO 26262功能安全管理体系ASIL D "Managed"认证，标志着公司在流程规范、组织管理以及开发体系方面已经达到了ISO 26262的要求。

2025年，纳芯微正式通过了TÜV莱茵审核的ISO 26262 ASIL D "Defined–Pr acticed"级别功能安全管理体系认证。这里的“Practiced”意味着纳芯微的能力已不再停留在管理体系层面，而是被验证可以在真实工程项目中有效落地，从体系完整性延伸到了工程实践能力。通过多个功能安全项目的持续迭代，纳芯微将ISO 26262标准从抽象要求转化为具体的设计方法学、验证手段以及产品开发流程，并在实际项目中不断优化与沉淀。

通过这些努力，纳芯微构建了一套完整、严谨并且经过权威认证的开发流程体系。为了让这套体系真正在芯片开发过程中发挥价值、为研发赋能，纳芯微构建了三大核心能力支柱：

深度融合的正向开发流程：纳芯微将ISO 26262标准系统性地融入了研发全流程，确保安全要求内生于每一个开发环节，而非事后附加。依托项目实践反馈，纳芯微坚持功能安全流程的持续改进，确保流程始终为产品的高安全与高可靠赋能。

覆盖系统至芯片的全链路能力：纳芯微功能安全团队具备从整车系统、到ECU、再到芯片SEooC的理解能力，能够实现从“系统功能安全定义”到“芯片安全设计实现”的全链路覆盖，并提供跨系统与芯片的完整解决方案。

可靠协同的组织文化：纳芯微设立了专职的功能安全团队（FuSa CoC），从产品定义阶段就深度介入，并建立了跨部门的协同机制，确保每一项安全活动都可追溯、可验证。

为了保证基于这样的体系打造出的产品方案足够安全甚至最优，纳芯微还打造了一套强大的安全分析方法，如故障树分析、依赖性失效分析和设计失效模式与影响分析，以识别并消除潜在的架构弱点，确保安全分析足够完备。

纳芯微Safety Analysis体系，图源：纳芯微

NSI6911F系列的发布正是这一体系化能力在隔离栅极驱动这一关键品类中的一次集中体现和最佳例证。同时，纳芯微“SafeNovo ^®”功能安全品牌产品矩阵已覆盖传感器、信号链、电源管理等关键方向。例如，ASIL B等级的超声波雷达探头芯片，为停车辅助系统提供精准、安全的感知；ASIL B LED驱动芯片，保障车灯照明系统的安全可靠；以及支持上层系统实现ASIL D的轮速传感器，是极端情况下车身稳定控制的重要信号来源。

Lynn强调：“安全，是智能出行时代永不妥协的必选项，也是最复杂的挑战之一。纳芯微始终致力于让ISO 26262要求切实地融入产品开发、融入项目实践。我们的功能安全产品品类正在持续拓展中，今年将有更多的SafeNovo ^®产品推向市场。”