作者 | 云鹏
编辑 | 漠影
在曾经被海外巨头垄断的芯片品类，一家中国公司基于多年积淀和持续的创新突破，真正实现了在技术指标上的领跑，给行业带来了一股新风。
近期，芯东西走访了一家位于北京中关村科技园区电子城科技园的“国家级专精特新小巨人”——北京七星华创微电子有限责任公司，他们向我们展示了多款代表性电源芯片。
▲七星微电子北京总部
在与七星微多位高管展开的近两小时深度专访中，一场自主技术顽强突围的“中国芯片叙事”，在我们眼前徐徐展开。一颗颗DC/DC变换器，在比“指甲”还小的器件中塞入满满黑科技，着实是“螺蛳壳里做道场”。
为什么在AI当道的今天，我们要关注这样一颗小小的电源芯片？
七星微电子技术负责人给出的答案很简单：“AI需要好脑子，也需要强心脏。”
实际上，今天的AI正加速走向边缘和端侧，从智能汽车、具身机器人、无人机到智能工业臂、AI高清摄像头。AI能力越来越强大，智能终端设备对实时感知世界的需求越来越高，从图像、音频、文本到触觉、听觉甚至味觉信息。
形象地来看，AI模型和GPU、CPU等算力芯片就像AI的“大脑”，负责分析决策，各类高速信号处理板就像AI的“小脑”，负责将复杂信号翻译为大脑看得懂的0和1。
当然，光有“脑子”还不够，电源芯片构成的供电系统就像“供血中枢”，如同“心脏”般重要，将电流输送至各个模块，支撑起整个AI系统的运行。
为AI打造一颗“强大心脏”，其重要性不言而喻。
尤其是在AI催生海量高速数据交互需求的当下，高速信号处理板不断挑战性能和体积的极限，倒逼电源管理芯片必须向着“更高集成度、更小体积、更低噪声、更高可靠性”的方向狂卷。
可以说，没有扎实电源系统支撑，AI的落地就会寸步难行。
从高端仪器仪表、医疗成像设备、复杂机器人与工业控制到航空航天与雷达，几乎在所有的“硬核”场景，高速信号处理板卡都是“刚需”，而这类板卡是硬件系统中最难啃的骨头之一。
我们在七星微电子看到的多款黑科技满满的DC/DC变换器，正是回答这些行业痛点的“新答案”。
这些电源芯片在国产化、小体积、高可靠三个重要维度实现了突破，在技术指标上领先全球顶级巨头产品，在通信、工业、医疗、分布式电源系统等应用场景都具备极高应用潜力。
七星微电子技术负责人在与芯东西的深入交流中特别提到，他们始终奉行“推动中国电子行业持续发展”的使命，持续赋能国产高端电子元器件产业升级，很快七星微就会有更多重磅产品推向市场。
一、芯片设计、封装工艺双突破，精准狙击“高密度”时代行业痛点
在深入到产品技术细节之前，一个更首要的问题是：七星微为什么要做这件事？做好电源芯片，对产业究竟有着怎样的价值？
对此，七星微电子技术负责人告诉芯东西，虽然大众对AI的认知多停留在高算力GPU的大电流供电，但在广义的AI生态和高端制造中，电源的“小型化”和“高密度”同样面临巨大挑战。
今天，各类电子设备都呈现出“高密度”发展趋势，厂商们都希望在同样的体积内实现更多特性，或是将同样功能集成实现在更小的模组内。而所有电子设备都不可或缺的供电系统也成为提升空间利用率的重点优化环节，板载供电模块必须在更小空间内输出更大功率或实现更高规格特性。
传统分立式电源设计占用极大板级面积，已经无法满足如数据中心、通信基站、航空航天、工业等领域设备所用到的现代高密度板卡、高性能信号处理板的需求。
在AI时代，各类任务更常出现负载的剧烈波动，供电需要实现毫秒级响应。在转换效率方面，效率的提升往往意味着巨额的电费节省或是续航的大幅提升。
可靠性方面，航天、航空、基站、工控等场景对稳定性要求极高，高频高电流，带来的电磁干扰以及散热问题都是芯片厂商迫切需要面对的挑战。
七星微电子技术负责人在回顾行业发展情况时特别提到，高端POL电源芯片市场长期由德州仪器、ADI、MPS等国际巨头主导，一方面，这导致供应链安全受制于人，另一方面，也让很多关键设备缺乏全套国产化替代方案。
电源芯片国产化替代加速已成为行业的另一重要特点，而其中DC/DC变换器作为供电系统关键组成，正成为国产化替代的关键战场。
针对这一系列行业痛点，传统的解决方案已经触及天花板，七星微电子给出了新的解法，选择从“根”上入手，通过芯片设计和封装工艺的突破、应用去要空间。
二、多项国内首创、行业首发，揭开“螺蛳壳里做道场”的秘密
在与七星微的深入交流中我们了解到，虽然同属DC/DC变换器这一细分品类，但这几款产品具体技术特性和突破点都不尽相同，应用场景也有所区别。
在七星微电子技术负责人看来，可以说是“颗颗能打，各有所长”。
其中重点提及并反复讨论的一款DC/DC变换器是HCE4644S，这也是极具代表性的一款电源芯片。
HCE4644S发布于2023年12月，是国产化四通道POL逆势翻盘的里程碑产品，也是全球首发，七星微电子技术负责人提到，这款产品使得POL电源行业进入了新的发展阶段。
从技术指标来看，HCE4644S是一款有完整的四通道4A输出、宽电压输入的DC/DC变换器，采用了芯片嵌埋基板工艺。
基于这一工艺，七星微在芯片封装中内置了开关控制器、功率FET、电感器和所有的支撑元件。HCE4644S在8.0mm×8.0mm×2.2mm的体积内可以实现4V到14V的输入电压，每通道0.6V到5.5V的输出电压，四通道并联可实现高达16A的电流。
七星微电子技术负责人特别提到，HCE4644S这一型号是国内目前4颗芯片嵌埋于基板中第一颗量产的产品，相较于国际头部厂商的进口器件，其占板面积减小了52%，高度降低了2.8mm，在超小尺寸的同时还实现了性能的提升，可以说实现了“既要又要”。此外，其热阻降低了50%以上，可以进一步提高产品的可靠性和寿命。
在应用场景方面，HCE4644S大有可为，包括高速信号处理板卡中的各类FPGA、ASIC、微处理器的供电，赛灵思A7、K7、V7、Zynq7系列FPGA，恩智浦LS10XX系列网络处理器，以及英特尔Cyclone V等主流处理器。
从通信与网络设备、工业与医疗电子到分布式电源系统等领域均可以覆盖。HCE4644S可以在交换机、路由器中，为各种高速芯片供电，也能适用于测试测量设备、便携式医疗仪器的电源部分，还可以作为板载负载点的理想电源转换器。
另一款产品为七星微自研的高密度双通道电源HCE4622D，其为一款完整的双通道各2A输出、宽电压输入的DC/DC变换器，采用面板级扇出型封装工艺封装，据称是国内体积最小的每通道最大可输出11W的双通道电源。
其在4.5mm×2.7mm×2.3mm的小体积内可实现3.6V到最高20V的输入电压，每通道0.6V到5.5V的输出电压。相较于海外对标的LTM4622ML，占板面积减小了69%，可在标准QFN封装中提供低EMI、高功率密度解决方案。
场景方面，HCE4622D可以应用于Zynq7系列FPGA、PCIe和嵌入式计算系统中的Advanced TCA载波卡高级夹层卡（AMC）；一些便携设备、正弦波信号发生器，工业与通信设备中的分布式供电也可以应用。
第三款DC/DC变换器为HCE3009，其定位“超小体积的负载点斩杀者”，发布时间领先了海外头部企业两年左右，是一款完整的单通道5A输出、宽电压输入的DC/DC变换器。
芯片嵌埋基板工艺封装使其占板面积仅相当于两颗1210电容大小，可以在AMD Versal HBM系列、Versal AI Edge系列自适应SOC，嵌入式系统中供电。
七星微在交流中向我们重点提及的最后一款产品为HCE4638，其为核心处理器核电解决方案的重要贡献组件，采用了支架电感封装工艺，有着完整的单通道15A输出。其内部器件同样采用了三层堆叠设计，也是国内体积最小的单通道最大可输出82.5W的电源，体积仅有6.25mm×6.25mm×4.92mm，有极高的功率密度。
电感置于封装体外部可以让器件有更好的散热表现，散热效率高于国外进口器件，这是其关键技术突破之一。
从射频前端、收发器、PA驱动器等高功耗基站设备模块供电到Ascend 310P等GPU辅助供电，HCE4638均可以胜任。值得一提的是，其还能在交换机与路由器中，为ASIC、高速SerDes、PHY芯片提供15A级核心电源。
纵观这些DC/DC变换器，先进封装工艺是其核心优势，形象地来看，这些先进封装工艺，就像在寸土寸金的北京二环内，把老平房改造成立体公寓，有着地下室+地上住宅的极高空间利用率。
七星微电子技术负责人告诉芯东西，对于客户来说，最直观的效果莫过于“1颗国产芯，替代4颗进口货”，成本更低、性能更强，同时供应还更加安全、可控、稳定。
当然，这样的成果来之不易，七星微电子技术负责人透露，他们联合多家封装厂进行了电源芯片的适配以及大量模组工艺的开发和突破，这才得以将这些先进封装工艺落地在产品中。
客观来看，七星微的多款DC/DC变换器均在体积功率密度、多通道集成方面实现了局部领先，其基础电气参数已经与国际主流产品持平，封装工艺国内量产的突破更是给客户吃下了“定心丸”。
用七星微电子技术负责人的话来说，“客户要的不仅是‘国产’的稳定保障，更是‘省板面积、少物料数、快交付’，客户选择七星微不是因为‘不得不’，而是因为‘真的好’。”
三、数十年深厚行业积淀，设计制造封测验证一体化，解密七星微技术护城河
七星微今天的突破绝非一日之功，而是深厚技术积淀的阶段性成果落地。
在近两个小时的采访中我们深刻感受到，七星微的每一位成员谈及产品和技术细节都“如数家珍”，对技术和行业层面的探讨有着发自内心的热情。他们每个人或许经历了七星微生命历程中不同的阶段，但贯穿始终的是七星微对技术创新的持续追求。
作为专注于半导体产业链设计和封测的一家创新型平台企业，七星微有着远超“创企”的深厚积淀，这也是他们能够赋能国产高端电子元器件产业升级的底气所在。
今天，作为“创新型平台企业”的七星微与传统芯片公司有何不同？作为老牌玩家的七星微能够在新时代给行业客户提供怎样“独特”的价值？
对于这个问题，七星微电子技术负责人给出了非常直观且简明的回答：从设计到封测，从研发到验证，他们把高端电源芯片的“全链路”都握在了自己手里。七星微真正做到了全产业链自主可控，能为客户提供稳定持续的供货保障，助力客户从容应对市场波动与量产需求。
具体展开来说，在核心研发设计能力方面，七星微有着几十年的深厚积累，有着海量的应用经历，历经不同客户的验证和苛刻使用环境的考验，芯片设计硬实力毋庸置疑。
而在多维研发设计能力方面，其有着综合设计平台，在具备常规IC设计能力的同时，还具有覆盖磁、热等多物理场仿真与设计能力，远超单一芯片设计企业。
同时，七星微能充分整合自有工艺平台与外部头部封测厂的战略合作资源。一方面，依托自有工艺产线实现技术方案快速迭代与开发；另一方面，通过与头部封测厂商深度协同，开展定制化封测工艺联合开发，从而形成更稳定、更灵活的综合交付能力。
七星微电子技术负责人特别提到，七星微还拥有行业内极为稀缺的CNAS权威验证平台。CNAS是对企业试验场地、试验设备、人员能力等多维度的综合性权威评价，而七星微具备 CNAS认证的实验室及国家级权威检测资质，可自主完成各类可靠性与环境试验。
在七星微电子技术负责人看来，该实验室能够真实模拟客户实际应用场景，实现产品全流程质量可控，这也是其区别于同行的核心验证能力优势，对客户服务与产品落地具有重要价值。
简单来说，客户用其提供的解决方案，可以更省心省力，甚至做到“开箱即用”。
在电子元器件行业竞争日趋激烈的当下，智能制造水平与供应链稳定性，已成为企业核心竞争力的关键标尺。
七星微电子依托SPI/AOI技术驱动数字化质量管控转型，目前负载点电源自动连线生产设备及AOI系统，已经完成质量管控从 “人防” 到 “机防” 的升级，通过SPI/AOI自动化检测技术替代传统人工检验，规避人工疲劳、技能差异带来的质量波动。同时，七星微全程沉淀了海量可追溯量化数据，为后续引入AI质量预测与优化体系打下了扎实基础。
▲七星微电子自动化生产线
在七星微电子技术负责人看来，这种全链路自主可控的智能制造能力，不仅是七星微电子的技术底气，更是对客户的核心承诺。稳定的产能、可控的品质、高效的交付，他们用硬实力夯实了供应链安全底座，确保每一批产品能可持续、稳定持续供货，让客户的量产计划、项目迭代无后顾之忧。
目前，七星微电子已构建起覆盖电源芯片、数字芯片、信号链芯片、存储芯片、SiP系统级封装模块及电源模块等在内的丰富产品矩阵，品类齐全、结构多元。随着新品持续落地与布局深化，公司正加速推进技术普及与场景化应用，为人工智能、通信、工业控制、航空航天等多个高价值领域提供核心芯片支撑。
在技术研发和支持方面，七星微在全国有7个客户支持中心，可以提供本地化服务，实现快速响应，5个研发中心则能够实现多地协同研发和创新。
结语：国产硬科技突围，高端芯片市场国产化提速，“大心脏”让AI跑得更远
未来，在AI技术继续高速演进之下，AI的“大脑”必将越来越聪明，而是否有一颗强大“心脏”则决定着AI可以跑多远。
在七星微等国内企业的积极突围之下，以DC/DC变换器为代表的电源芯片所构成的供电系统作为AI“心脏”，已经实现了在高端市场的突破， 国产方案从“可用”走向“好用”，甚至在体积和特定指标上比肩、领先国际巨头。
在近两个小时深入交流中，我们看到：七星微的故事，绝不是简单的“国产替代”，而是用硬核技术创新，生生在巨头长期垄断的市场中撕开一道口子，找到新的可行路径。
在与国内优秀CPU/GPU/FPGA厂商协同之下，七星微已成为构建真正自主可控且性能强悍的中国计算产业生态的核心推手。
翔云优配提示：文章来自网络，不代表本站观点。
