北京炎黃國芯科技有限公司董事長 郭虎

圖源：受訪者

編者按：本文來自創(chuàng)業(yè)邦原創(chuàng)，作者：巴里，編輯：子鉞，未經創(chuàng)業(yè)邦授權，不得轉載

五年前，國外一片宇航級電源管理芯片，賣到中國甚至高達2-3萬元的價格。

如今，80后北大理工男郭虎成功造出宇航級芯片，價格僅為4000元/片，在宇航和軍工領域成功實現(xiàn)國產替代，使中國基本擺脫了對國外的依賴。

模擬芯片被稱作物理世界與數(shù)字世界的橋梁。電源管理芯片作為模擬芯片的一個大類，在中間起到對各個環(huán)節(jié)供電的作用。如果把CPU比喻做大腦，那么電源管理芯片就相當于電子系統(tǒng)的心臟，它一旦出現(xiàn)問題，整個系統(tǒng)都將癱瘓。

以手機為例，一臺手機中大概會有6-8顆電源管理芯片，而在復雜的系統(tǒng)中甚至會有幾十顆、上百顆電源管理芯片。因此，電源管理芯片也成為了所有芯片中出貨量最大的類別。

在創(chuàng)業(yè)邦主辦的2021 DEMO CHINA創(chuàng)新中國峰會上，郭虎所帶領的炎黃國芯一舉摘得芯片與硬科技專場的冠軍，獲得了全場投資人評委的一致認可。

炎黃國芯到底是如何讓芯片“上天”的？又是如何在國內落后的產線和工藝中生產出世界級產品的？未來，中國電源管理芯片還用不用再看外人臉色？

投身芯片

北大人要做國家需要的事情

北京炎黃國芯科技有限公司董事長郭虎至今清晰地記著北大校長的畢業(yè)寄語：作為一個北大畢業(yè)生，只要你自己所做的事情是和國家需要相結合的，那么這個事情就是有意義的。

“就如同魯迅棄醫(yī)從文一樣，如果畢業(yè)就做一名工程師，那么做的項目始終是有限的。但如果通過創(chuàng)業(yè)不僅能夠實現(xiàn)自己的人生價值和理想，也能夠聚集更多的工程師創(chuàng)造出更多的產品，解決更多國家需要的問題。”

郭虎走上芯片這條路是機緣巧合。

80后的他本科讀的是數(shù)學專業(yè)，2010年畢業(yè)后，他進入到中信建投證券從事行業(yè)研究工作，重點研究半導體、能源等領域，這讓他在早期就隱約意識到中國半導體將擁有巨大的發(fā)展空間。

“從事金融行業(yè)始終覺得有點虛，更想通過一項實實在在的技術來實現(xiàn)自己的人生價值。”郭虎說。

工作三年之后，郭虎決定報考北大的研究生。他偶然接觸到了973項目首席科學家、前北京大學軟件與微電子學院院長張興教授，能夠師從這樣一位泰斗級的專家，這讓郭虎感到相當興奮。

在張興教授的指導下，郭虎在讀研期間參與了航天五院等科研機構的眾多科研項目。在此過程中，他也積累了大量的人脈資源。

畢業(yè)時，一次看似普通的聊天讓郭虎萌生了創(chuàng)業(yè)的想法。郭虎在和航天五院技術人員聊天的過程中，發(fā)現(xiàn)了他們在宇航級電源管理芯片上的項目需求。

在當時，國外宇航級電源管理芯片非常昂貴，僅一片甚至就要賣到2-3萬元的價格，郭虎察覺到未來芯片國產化替代將是一個必然的趨勢。

“如果我們能夠將國產化做到4000元/片，這個項目每年做到幾千片的出貨量，航天五院還能夠承擔一部分研發(fā)費用，這樣一來就能夠支撐得起一家初創(chuàng)公司的發(fā)展?！?/p>

剛剛畢業(yè)年輕氣盛的郭虎并沒有絲毫猶豫，說干就干。

2016年10月，郭虎正式成立炎黃國芯，自己負責渠道關系和公司融資，請來了畢業(yè)于中科院、電子科大等擁有15年以上產業(yè)化經驗的老法師擔任產品技術負責人。張興教授也成為了公司的首席科學家，為公司的重點技術攻關提供理論支持。

和很多創(chuàng)業(yè)者一樣，炎黃國芯創(chuàng)立伊始就面臨資金的問題。

由于公司做的是宇航、軍工領域的電源管理芯片，當時的專業(yè)機構并不敢投資這樣一個特殊的項目?！霸谒麄兛磥恚姽ゎI域還比較神秘，并不那么市場化，也無法做更多盡調，與市場化的基金不對口?！惫⒄f。

依靠個人關系，郭虎拉來了地方的民營企業(yè)家，最終獲得了公司的第一輪融資。“個人天使更加看重創(chuàng)始人和團隊能力，相對于專業(yè)機構，其衡量指標和決策周期也更為簡單、高效，特別是對于一些轉瞬即逝的項目機會尤為關鍵。”

就這樣，公司初期的研發(fā)資金有了。另一邊，雖然郭虎挖掘到了航天五院的項目機會，但并不意味著就能夠輕松獲得。

實際上，國內不少大型科研院所已經花費了一二十年的時間進行研究，仍然沒有實現(xiàn)宇航級電源管理芯片的國產化替代，航天五院將這樣一個重擔交給一家名不見經傳的小公司，對于他們來說也是一個非常艱難的選擇。

相對于互聯(lián)網、消費等行業(yè)，芯片顯然是一個長周期的賽道，產品立項往往就需要花費1年時間，研發(fā)還需要1-2年時間，即便是研發(fā)出來客戶也未必會用，還要進入到驗證導入階段，整個周期十分漫長。

經過將近一年時間的技術研討、反復論證，郭虎的炎黃國芯終于獲得了航天五院這個來之不易的項目。從2017年立項到最終客戶采購花費了2-3年的時間。

接下來的2018年，隨著華為中興事件的發(fā)酵，也讓國產替代成為了最熱的風口之一。依靠郭虎的對于行業(yè)的前瞻性判斷，炎黃國芯押中了“國產替代”機遇。目前，公司后續(xù)已經完成來自產業(yè)資本的兩輪融資。

做有企業(yè)家精神的科學家

or有科研精神的企業(yè)家？

簡單來說，芯片分為數(shù)字芯片和模擬芯片。設計數(shù)字芯片將相當于設計一座城市，工程量相當浩大，最少需要上百人的研發(fā)團隊，最典型的就是英特爾的酷睿處理器。

而炎黃國芯所做的電源管理芯片屬于模擬芯片，更多拼的是行業(yè)老法師們的經驗，就好比建造一座300層的高樓，雖然遠不及一座城市工程規(guī)模大，但是對于建造的難度、穩(wěn)定性等極限指標要求極為苛刻，甚至只需要兩三個掌握核心技術的人員就可以完成設計。

“雖然整個團隊背景不是最豪華的，但炎黃國芯的核心競爭力在于產業(yè)化能力。”郭虎說。

在組建團隊時，郭虎就尤為重視產業(yè)化能力，來自北京大學、中科院、電子科大的技術團隊，平均擁有15-20年的研發(fā)經驗和國產替代項目經歷。

“一款芯片產品從立項研發(fā)到最后量產往往長達5年時間，如果沒有15年以上經驗，歷經兩三輪產品的洗禮，就很難積累足夠的產品工程化經驗?！?/p>

郭虎認為，科研院所更多的是學術思維，項目制運作、聚焦問題、輸出解決方案，在實驗室反復試錯的情況下，可以保證指標的準確率。但產業(yè)化應用不同，需要在有限的時間內配合不同的現(xiàn)場環(huán)境，保證交付質量。因此，要實現(xiàn)批量化供貨，首先就要實現(xiàn)產品更高的良率，更好的穩(wěn)定性。

究竟是做一個有企業(yè)家精神的科學家，還是一個有科研精神的企業(yè)家，是現(xiàn)在高校出身的硬科技創(chuàng)業(yè)者所面臨的共同問題。技術出身的郭虎則更想將自己定義為有企業(yè)家精神的科學家。他認為自己本質上還是一個科研工作者，只不過在創(chuàng)業(yè)的過程中增加了企業(yè)家的角色。

在他看來，企業(yè)家精神是中國企業(yè)價值增長的源泉。經過多年的發(fā)展，在科研院所中其實缺的并不是技術，但是這些技術都還有待于真正有企業(yè)家精神的科學家，真正地能夠實現(xiàn)產業(yè)化。

其次是在技術上要過硬。炎黃國芯也憑借其技術成功入選2020年中關村國際前沿科技創(chuàng)新大賽集成電路領域TOP10榜單。

同時，在讀研期間，郭虎與航天五院等科研院所積累的人脈關系和渠道資源，也成為了公司走到今天的關鍵。

剛開始獲取客戶的時候，郭虎甚至最多和一個客戶交流幾十次，客戶才敢放心，之后還要一遍一遍的論證和試探。他談到，客戶往往剛開始給一個幾十萬的小項目，三五年合作下來，再慢慢的給更多稍大的項目，雙方都是一個逐步建立信任的過程?？梢哉f，炎黃國芯和客戶在行業(yè)中共同成長。

無論是2017年成功獲得航天五院立項，還是在2018年獲得軍委立項，如今炎黃國芯已經得到了航天科技集團、電科集團、國網智芯、海威華芯等重點單位的認可并成為一級或合格供方。

盡管競標對手多為央企上市公司、國企等，但炎黃國芯每年仍然能夠獲得2000萬-3000萬的項目訂單。

針對產業(yè)化、技術以及市場渠道這三大能力，郭虎總結，雖然炎黃國芯每個單項實力在行業(yè)內不是最強，但是勝在綜合實力上。“在產品方向上，我們有局部優(yōu)勢，橫跨宇航、軍工這兩個細分領域并且都能夠站穩(wěn)腳跟，國內可能就很少有競爭對手，這也是差異化帶來的競爭優(yōu)勢?！?/p>

從硬骨頭啃起

如今要實現(xiàn)“降維打擊”

中國的模擬芯片市場主要來自于以國產替代為主的存量市場和以萬物互聯(lián)為代表的增量市場。

在存量市場中，2018年中國模擬芯片市場規(guī)模達到2273.4億元，超過全球市場的50%。而在增量市場，受益于5G、物聯(lián)網、無人駕駛等場景，整個市場規(guī)模將會放大4-5倍，2022年將達到748億美元。

在這個龐大的市場中，絕大多數(shù)芯片公司采用的策略都是快速研發(fā)產品、快速導入市場、快速融資，而在中國上百家電源管理芯片公司中，炎黃國芯從軍用和宇航開始做起，走了一個和別人完全不同的由難到易、由慢及快的技術路線。

一開始就挑了硬骨頭啃也不完全是一件壞事。軍用和宇航芯片一旦研發(fā)出來，首先在技術難度上比民用高很多，這也就有了足夠的技術積累。

其次，消費級芯片屬于成本敏感型市場，拼的是價格和快速的迭代周期，只要有更便宜、性能夠用的供應商，客戶很有可能就會馬上換掉。而軍用和宇航市場，一款芯片產品的生命周期可以達到5-8年，一旦列裝供應后，公司就有了穩(wěn)定持續(xù)的利潤來源。

據悉，消費級芯片價格幾毛到幾元/片，毛利率通常不超過50%，甚至有可能低至10-20%；軍工級價格達幾百元/片，毛利率可達70-80%；宇航級價格可達幾千到上萬元/片，毛利率甚至高達90%以上。

特別是在商業(yè)航天市場，未來衛(wèi)星發(fā)射數(shù)量將會呈現(xiàn)指數(shù)級增長，每個衛(wèi)星少則幾十顆多則上百顆電源管理芯片。這都讓炎黃國芯擁有了強大的自我造血能力，也和不少芯片公司多輪融資燒錢形成了鮮明的對比。

雖然軍用和宇航市場是一個百億級的小市場，但郭虎把其視作公司的根據地，站穩(wěn)腳跟之后，有了技術積累和自我造血能力，也給了他再向萬億級民用市場進軍的底氣。

實際上，電源管理芯片可以分為宇航級、軍用級、車規(guī)級、工業(yè)級以及消費級5個等級。郭虎認為，消費級的國產替代市場接近飽和，已經是一個紅海市場，而車規(guī)級和高端工業(yè)市場則是下一步炎黃國芯的發(fā)力重點。

相對于消費級市場拼成本、性能夠用就好的打法，車規(guī)級和工業(yè)級對于穩(wěn)定性、可靠性的要求同樣很高，這時候價格就不再是決定性因素，炎黃國芯在宇航和軍用市場上的技術積累就成為了最大的優(yōu)勢。

據透露，在工業(yè)級市場，炎黃國芯正在與美的逐步進行深入合作。實際上，如今美的已經不只是家電公司，威靈電機、KUKA機器人也已被美的收購，這其中將會產生大量電源管理芯片的需求。

同時，在產品思維上也有著很大的差異。例如，一款測繪芯片的導入周期可能需要2-3年，絕大部分消費級芯片公司往往不會有如此長的產品周期和耐心來做這樣一件事情。

在“缺芯”的大環(huán)境下，未來電源管理芯片很大程度上是一個賣方市場，只要能夠做出一款好產品，實際上是供不應求的，這也為炎黃國芯進軍民用市場提供了重要契機。

郭虎談到，進入到一個新的市場并不容易，但同樣，“對于民用芯片公司來說，要進入軍用和宇航市場遠比我們的難度要大得多。”

如何從落后產線和工藝中

生產出世界級產品

目前，中國芯片創(chuàng)業(yè)公司有兩大類，一類是炎黃國芯所在的做傳統(tǒng)芯片領域的國產替代，另一類是以地平線、寒武紀為代表的新興應用場景的芯片。前者解決的還是有和無的問題，至少要做到不被“卡脖子”，而后者解決的是已經有了如何變得更好的問題。

隨著中國集成電路的發(fā)展，剩下的還未實現(xiàn)國產化的都是一些難啃的硬骨頭。例如，宇航、軍工、車規(guī)級等高端芯片至少85%的市場仍然被德州儀器（TI）、亞德諾半導體（ADI）、意法半導體（ST）等國外大廠所占據。郭虎談到，與之相比，目前國內從產品力來說還存在一定差距，市面上的國產芯片可能替代的還是國外7-8年前的產品。

針對于國產替代，客戶的要求也非常簡單直接：第一、產品要能夠原位替代國外產品，而且做到完全自主可控。絕大部分客戶是不愿意為了適應你的芯片而重新修改系統(tǒng)的；第二、如果有些性能指標能夠超越國外產品，客戶更加樂于見到，這也有利于提升產品競爭力。

郭虎談到，這種原位替代是不可能通過模仿國外產品來實現(xiàn)的，要做到真正意義上的自主可控，就要在國內的產線和工藝基礎之上來實現(xiàn)，沒有任何捷徑可走。

事實上，國內產線即便能夠做到和國外同樣的28nm制程，但在技術指標和成熟度上仍然有一定差距。

這也給郭虎帶來了一個最大的難題：要在一個相對差一些的工藝線上做出和國外性能一樣的產品，并且將國外產品替代掉，甚至有些指標還要比國外產品稍好一點。

要突破這個難題，團隊成員在此前國產化項目的經驗積累發(fā)揮了重要作用。同時，團隊在反復實驗的過程中，逐步加強對器件特性的認知，包括如何設計擺放、如何保持線寬的空間位置等等。

有了經驗之后，再加上對國內幾條產線特性的深入了解，通過優(yōu)化設計能力，不斷摸索和工藝之間的匹配，最終使產品的性能能夠對標國外產品。

要實現(xiàn)真正的國產替代，產能、工藝、材料上的問題是整個產業(yè)都要共同面臨的。雖然趕上了國產替代大的歷史機遇，但這其中顯然還有很大難度。

在郭虎看來，對于國內的模擬芯片公司來說有兩條發(fā)展路徑：

一是通過迭代不斷優(yōu)化完善自己的產品。例如，對標德州儀器（TI），炎黃國芯的一款DC/DC芯片采用了國內唯一1.5版基于BCD工藝實現(xiàn)對TI宇航級產品自主可控替代的產品。

炎黃國芯另一款應用于雷達場景的超低噪聲的LDO芯片已經可以做到最低1.0μV，成為國內首款達到此性能的產品，而亞德諾半導體（ADI）的同類產品則已經達到0.8μV。據透露，炎黃國芯也將會在今年第四季度到明年推出達到同樣性能的產品。

其次，由于模擬芯片種類異常豐富，通過不斷擴大產品品類擴大對市場的覆蓋。目前，炎黃國芯已經實現(xiàn)了5款批量化供貨，包括車規(guī)級在內的10款重點在研型號。

讓中國電源管理芯片自給自足

不再看“外人”臉色

經過前兩年的研發(fā)周期，炎黃國芯直到2019年才開始收獲百萬級營收，2020年達到1500萬營收，2021上半年回款已經將近3000萬，預計全年可達7000萬左右，年增長將達到3-4倍。

這也和大多數(shù)硬科技公司的增長曲線基本一致：剛開始研發(fā)投入期，營收增長非常緩慢，一旦產品投入市場，營收可能迎來指數(shù)級增長。

如今，雖然公司營收步入快車道，但也讓郭虎感慨萬千?！昂芏鄷r候都是求其上者得其中，真正創(chuàng)業(yè)之后，你會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實遠比想象中要難得多?！?/p>

經過5年的時間，公司還處于A輪的階段，產品也正在逐步放量的過程中，郭虎用“無知者無畏”來形容這段創(chuàng)業(yè)過程。

“我愿意再花3-5年把公司帶到IPO。雖然越快上市越好，能夠運用資本武器做更多事情，但更重要的是要把公司的每一步走扎實?！?/p>

在他看來，上市固然重要，但也只不過是一輪融資，是一個新的起點。更重要的是，上市之后，公司的市值如何能夠繼續(xù)向上走，這就要求公司要有實實在在的業(yè)績、產品技術來支撐。

對于未來中國芯片行業(yè)和模擬芯片賽道，郭虎也有著自己的獨特判斷：

從中國整個芯片行業(yè)來說，中國芯片自給率要在2025年達到70%。事實上，中國去年進口3500億美元芯片，中國在未來3-5年至少要擁有3-5家以上千億美金市值的芯片公司，才能夠支撐70%自給率這一指標的完成。

在中國模擬芯片賽道，是一個無巨頭較為分散的行業(yè)。圣邦股份、芯朋微、士蘭微、上海貝嶺、福滿電子等國內排名前6的公司營收之和不足中國市場的3%，且各家營收規(guī)模普遍在10億元以下。從全球來看，僅有德州儀器（TI）一家市占率超過10%。未來5-10年，中國模擬芯片的賽道里，將會呈現(xiàn)百花齊放的局面，甚至會出現(xiàn)幾十家千億市值、上百家百億市值的上市公司。

數(shù)據顯示，中國現(xiàn)存芯片相關企業(yè)8.64萬家。2020年也成為近十年新增芯片企業(yè)最多的一年，也是最快的一年。未來3-5年，中國有99%的芯片公司可能死掉，只剩下幾百家，中國根本不需要這么多的芯片公司，也沒有這么多的人才。如果這幾百家芯片公司在細分領域都能夠各顯其能，那么中國的集成電路產業(yè)勢必會崛起。從全球來看，集成電路一定是一個大集中的產業(yè)，美日韓都是如此，國內現(xiàn)在分散的局面未來也將逐步通過合并、淘汰走向集中。

在這個過程中，炎黃國芯首先要做到的就是快速建立自己的壁壘和護城河，迅速做大規(guī)模，再借助資本市場擁有整合行業(yè)的能力。

郭虎希望，炎黃國芯能夠在高端市場成為中國乃至世界一流的電源管理芯片公司，讓中國的電源管理芯片能夠實現(xiàn)自給自足，不需要再看“外人”的臉色。

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