深度對話北京七星微：國產電源芯片逆勢破局，中國公司領跑海外巨頭

芯東西（公眾號：aichip001）
作者 云鵬
編輯 漠影

在曾經被海外巨頭壟斷的芯片品類，一家中國公司基于多年積淀和持續的創新突破，真正實現了在技術指標上的領跑，給行業帶來了一股新風。

近期，芯東西走訪了一家位于北京中關村科技園區電子城科技園的“國家級專精特新小巨人”——北京七星華創微電子有限責任公司，他們向我們展示了多款代表性電源芯片。

▲七星微電子北京總部

在與七星微多位高管展開的近兩小時深度專訪中，一場自主技術頑強突圍的“中國芯片敘事”，在我們眼前徐徐展開。一顆顆DC/DC變換器，在比“指甲”還小的器件中塞入滿滿黑科技，著實是“螺螄殼里做道場”。

為什么在AI當道的今天，我們要關注這樣一顆小小的電源芯片？

七星微電子技術負責人給出的答案很簡單：“AI需要好腦子，也需要強心臟。”

實際上，今天的AI正加速走向邊緣和端側，從智能汽車、具身機器人、無人機到智能工業臂、AI高清攝像頭。AI能力越來越強大，智能終端設備對實時感知世界的需求越來越高，從圖像、音頻、文本到觸覺、聽覺甚至味覺信息。

形象地來看，AI模型和GPU、CPU等算力芯片就像AI的“大腦”，負責分析決策，各類高速信號處理板就像AI的“小腦”，負責將復雜信號翻譯為大腦看得懂的0和1。

當然，光有“腦子”還不夠，電源芯片構成的供電系統就像“供血中樞”，如同“心臟”般重要，將電流輸送至各個模塊，支撐起整個AI系統的運行。

為AI打造一顆“強大心臟”，其重要性不言而喻。

尤其是在AI催生海量高速數據交互需求的當下，高速信號處理板不斷挑戰性能和體積的極限，倒逼電源管理芯片必須向著“更高集成度、更小體積、更低噪聲、更高可靠性”的方向狂卷。

可以說，沒有扎實電源系統支撐，AI的落地就會寸步難行。

從高端儀器儀表、醫療成像設備、復雜機器人與工業控制到航空航天與雷達，幾乎在所有的“硬核”場景，高速信號處理板卡都是“剛需”，而這類板卡是硬件系統中最難啃的骨頭之一。

我們在七星微電子看到的多款黑科技滿滿的DC/DC變換器，正是回答這些行業痛點的“新答案”。

這些電源芯片在國產化、小體積、高可靠三個重要維度實現了突破，在技術指標上領先全球頂級巨頭產品，在通信、工業、醫療、分布式電源系統等應用場景都具備極高應用潛力。

七星微電子技術負責人在與芯東西的深入交流中特別提到，他們始終奉行“推動中國電子行業持續發展”的使命，持續賦能國產高端電子元器件產業升級，很快七星微就會有更多重磅產品推向市場。

一、芯片設計、封裝工藝雙突破，精準狙擊“高密度”時代行業痛點

在深入到產品技術細節之前，一個更首要的問題是：七星微為什么要做這件事？做好電源芯片，對產業究竟有著怎樣的價值？

對此，七星微電子技術負責人告訴芯東西，雖然大眾對AI的認知多停留在高算力GPU的大電流供電，但在廣義的AI生態和高端制造中，電源的“小型化”和“高密度”同樣面臨巨大挑戰。

今天，各類電子設備都呈現出“高密度”發展趨勢，廠商們都希望在同樣的體積內實現更多特性，或是將同樣功能集成實現在更小的模組內。而所有電子設備都不可或缺的供電系統也成為提升空間利用率的重點優化環節，板載供電模塊必須在更小空間內輸出更大功率或實現更高規格特性。

傳統分立式電源設計占用極大板級面積，已經無法滿足如數據中心、通信基站、航空航天、工業等領域設備所用到的現代高密度板卡、高性能信號處理板的需求。

在AI時代，各類任務更常出現負載的劇烈波動，供電需要實現毫秒級響應。在轉換效率方面，效率的提升往往意味著巨額的電費節省或是續航的大幅提升。

可靠性方面，航天、航空、基站、工控等場景對穩定性要求極高，高頻高電流，帶來的電磁干擾以及散熱問題都是芯片廠商迫切需要面對的挑戰。

七星微電子技術負責人在回顧行業發展情況時特別提到，高端POL電源芯片市場長期由德州儀器、ADI、MPS等國際巨頭主導，一方面，這導致供應鏈安全受制于人，另一方面，也讓很多關鍵設備缺乏全套國產化替代方案。

電源芯片國產化替代加速已成為行業的另一重要特點，而其中DC/DC變換器作為供電系統關鍵組成，正成為國產化替代的關鍵戰場。

針對這一系列行業痛點，傳統的解決方案已經觸及天花板，七星微電子給出了新的解法，選擇從“根”上入手，通過芯片設計和封裝工藝的突破、應用去要空間。

二、多項國內首創、行業首發，揭開“螺螄殼里做道場”的秘密

在與七星微的深入交流中我們了解到，雖然同屬DC/DC變換器這一細分品類，但這幾款產品具體技術特性和突破點都不盡相同，應用場景也有所區別。

在七星微電子技術負責人看來，可以說是“顆顆能打，各有所長”。

其中重點提及并反復討論的一款DC/DC變換器是HCE4644S，這也是極具代表性的一款電源芯片。

HCE4644S發布于2023年12月，是國產化四通道POL逆勢翻盤的里程碑產品，也是全球首發，七星微電子技術負責人提到，這款產品使得POL電源行業進入了新的發展階段。

從技術指標來看，HCE4644S是一款有完整的四通道4A輸出、寬電壓輸入的DC/DC變換器，采用了芯片嵌埋基板工藝。

基于這一工藝，七星微在芯片封裝中內置了開關控制器、功率FET、電感器和所有的支撐元件。HCE4644S在8.0mm×8.0mm×2.2mm的體積內可以實現4V到14V的輸入電壓，每通道0.6V到5.5V的輸出電壓，四通道并聯可實現高達16A的電流。

七星微電子技術負責人特別提到，HCE4644S這一型號是國內目前4顆芯片嵌埋于基板中第一顆量產的產品，相較于國際頭部廠商的進口器件，其占板面積減小了52%，高度降低了2.8mm，在超小尺寸的同時還實現了性能的提升，可以說實現了“既要又要”。此外，其熱阻降低了50%以上，可以進一步提高產品的可靠性和壽命。

在應用場景方面，HCE4644S大有可為，包括高速信號處理板卡中的各類FPGA、ASIC、微處理器的供電，賽靈思A7、K7、V7、Zynq7系列FPGA，恩智浦LS10XX系列網絡處理器，以及英特爾Cyclone V等主流處理器。

從通信與網絡設備、工業與醫療電子到分布式電源系統等領域均可以覆蓋。HCE4644S可以在交換機、路由器中，為各種高速芯片供電，也能適用于測試測量設備、便攜式醫療儀器的電源部分，還可以作為板載負載點的理想電源轉換器。

另一款產品為七星微自研的高密度雙通道電源HCE4622D，其為一款完整的雙通道各2A輸出、寬電壓輸入的DC/DC變換器，采用面板級扇出型封裝工藝封裝，據稱是國內體積最小的每通道最大可輸出11W的雙通道電源。

其在4.5mm×2.7mm×2.3mm的小體積內可實現3.6V到最高20V的輸入電壓，每通道0.6V到5.5V的輸出電壓。相較于海外對標的LTM4622ML，占板面積減小了69%，可在標準QFN封裝中提供低EMI、高功率密度解決方案。

場景方面，HCE4622D可以應用于Zynq7系列FPGA、PCIe和嵌入式計算系統中的Advanced TCA載波卡高級夾層卡（AMC）；一些便攜設備、正弦波信號發生器，工業與通信設備中的分布式供電也可以應用。

第三款DC/DC變換器為HCE3009，其定位“超小體積的負載點斬殺者”，發布時間領先了海外頭部企業兩年左右，是一款完整的單通道5A輸出、寬電壓輸入的DC/DC變換器。

芯片嵌埋基板工藝封裝使其占板面積僅相當于兩顆1210電容大小，可以在AMD Versal HBM系列、Versal AI Edge系列自適應SOC，嵌入式系統中供電。

七星微在交流中向我們重點提及的最后一款產品為HCE4638，其為核心處理器核電解決方案的重要貢獻組件，采用了支架電感封裝工藝，有著完整的單通道15A輸出。其內部器件同樣采用了三層堆疊設計，也是國內體積最小的單通道最大可輸出82.5W的電源，體積僅有6.25mm×6.25mm×4.92mm，有極高的功率密度。

電感置于封裝體外部可以讓器件有更好的散熱表現，散熱效率高于國外進口器件，這是其關鍵技術突破之一。

從射頻前端、收發器、PA驅動器等高功耗基站設備模塊供電到Ascend 310P等GPU輔助供電，HCE4638均可以勝任。值得一提的是，其還能在交換機與路由器中，為ASIC、高速SerDes、PHY芯片提供15A級核心電源。

縱觀這些DC/DC變換器，先進封裝工藝是其核心優勢，形象地來看，這些先進封裝工藝，就像在寸土寸金的北京二環內，把老平房改造成立體公寓，有著地下室+地上住宅的極高空間利用率。

七星微電子技術負責人告訴芯東西，對于客戶來說，最直觀的效果莫過于“1顆國產芯，替代4顆進口貨”，成本更低、性能更強，同時供應還更加安全、可控、穩定。

當然，這樣的成果來之不易，七星微電子技術負責人透露，他們聯合多家封裝廠進行了電源芯片的適配以及大量模組工藝的開發和突破，這才得以將這些先進封裝工藝落地在產品中。

客觀來看，七星微的多款DC/DC變換器均在體積功率密度、多通道集成方面實現了局部領先，其基礎電氣參數已經與國際主流產品持平，封裝工藝國內量產的突破更是給客戶吃下了“定心丸”。

用七星微電子技術負責人的話來說，“客戶要的不僅是‘國產’的穩定保障，更是‘省板面積、少物料數、快交付’，客戶選擇七星微不是因為‘不得不’，而是因為‘真的好’。”

三、數十年深厚行業積淀，設計制造封測驗證一體化，解密七星微技術護城河

七星微今天的突破絕非一日之功，而是深厚技術積淀的階段性成果落地。

在近兩個小時的采訪中我們深刻感受到，七星微的每一位成員談及產品和技術細節都“如數家珍”，對技術和行業層面的探討有著發自內心的熱情。他們每個人或許經歷了七星微生命歷程中不同的階段，但貫穿始終的是七星微對技術創新的持續追求。

作為專注于半導體產業鏈設計和封測的一家創新型平臺企業，七星微有著遠超“創企”的深厚積淀，這也是他們能夠賦能國產高端電子元器件產業升級的底氣所在。

今天，作為“創新型平臺企業”的七星微與傳統芯片公司有何不同？作為老牌玩家的七星微能夠在新時代給行業客戶提供怎樣“獨特”的價值？

對于這個問題，七星微電子技術負責人給出了非常直觀且簡明的回答：從設計到封測，從研發到驗證，他們把高端電源芯片的“全鏈路”都握在了自己手里。七星微真正做到了全產業鏈自主可控，能為客戶提供穩定持續的供貨保障，助力客戶從容應對市場波動與量產需求。

具體展開來說，在核心研發設計能力方面，七星微有著幾十年的深厚積累，有著海量的應用經歷，歷經不同客戶的驗證和苛刻使用環境的考驗，芯片設計硬實力毋庸置疑。

而在多維研發設計能力方面，其有著綜合設計平臺，在具備常規IC設計能力的同時，還具有覆蓋磁、熱等多物理場仿真與設計能力，遠超單一芯片設計企業。

同時，七星微能充分整合自有工藝平臺與外部頭部封測廠的戰略合作資源。一方面，依托自有工藝產線實現技術方案快速迭代與開發；另一方面，通過與頭部封測廠商深度協同，開展定制化封測工藝聯合開發，從而形成更穩定、更靈活的綜合交付能力。

七星微電子技術負責人特別提到，七星微還擁有行業內極為稀缺的CNAS權威驗證平臺。CNAS是對企業試驗場地、試驗設備、人員能力等多維度的綜合性權威評價，而七星微具備 CNAS認證的實驗室及國家級權威檢測資質，可自主完成各類可靠性與環境試驗。

在七星微電子技術負責人看來，該實驗室能夠真實模擬客戶實際應用場景，實現產品全流程質量可控，這也是其區別于同行的核心驗證能力優勢，對客戶服務與產品落地具有重要價值。

簡單來說，客戶用其提供的解決方案，可以更省心省力，甚至做到“開箱即用”。

在電子元器件行業競爭日趨激烈的當下，智能制造水平與供應鏈穩定性，已成為企業核心競爭力的關鍵標尺。

七星微電子依托SPI/AOI技術驅動數字化質量管控轉型，目前負載點電源自動連線生產設備及AOI系統，已經完成質量管控從 “人防” 到 “機防”的升級，通過SPI/AOI自動化檢測技術替代傳統人工檢驗，規避人工疲勞、技能差異帶來的質量波動。同時，七星微全程沉淀了海量可追溯量化數據，為后續引入AI質量預測與優化體系打下了扎實基礎。

▲七星微電子自動化生產線

在七星微電子技術負責人看來，這種全鏈路自主可控的智能制造能力，不僅是七星微電子的技術底氣，更是對客戶的核心承諾。穩定的產能、可控的品質、高效的交付，他們用硬實力夯實了供應鏈安全底座，確保每一批產品能可持續、穩定持續供貨，讓客戶的量產計劃、項目迭代無后顧之憂。

目前，七星微電子已構建起覆蓋電源芯片、數字芯片、信號鏈芯片、存儲芯片、SiP系統級封裝模塊及電源模塊等在內的豐富產品矩陣，品類齊全、結構多元。隨著新品持續落地與布局深化，公司正加速推進技術普及與場景化應用，為人工智能、通信、工業控制、航空航天等多個高價值領域提供核心芯片支撐。

在技術研發和支持方面，七星微在全國有7個客戶支持中心，可以提供本地化服務，實現快速響應，5個研發中心則能夠實現多地協同研發和創新。

結語：國產硬科技突圍，高端芯片市場國產化提速，“大心臟”讓AI跑得更遠

未來，在AI技術繼續高速演進之下，AI的“大腦”必將越來越聰明，而是否有一顆強大“心臟”則決定著AI可以跑多遠。

在七星微等國內企業的積極突圍之下，以DC/DC變換器為代表的電源芯片所構成的供電系統作為AI“心臟”，已經實現了在高端市場的突破，國產方案從“可用”走向“好用”，甚至在體積和特定指標上比肩、領先國際巨頭。

在近兩個小時深入交流中，我們看到：七星微的故事，絕不是簡單的“國產替代”，而是用硬核技術創新，生生在巨頭長期壟斷的市場中撕開一道口子，找到新的可行路徑。

在與國內優秀CPU/GPU/FPGA廠商協同之下，七星微已成為構建真正自主可控且性能強悍的中國計算產業生態的核心推手。