【求是芯星】专访ISMC创始人张龙飞

张龙飞学长2010年毕业于浙江大学电气工程学院电机系，获得工科硕士学位。

（图为被访人ISMC创始人张龙飞学长）

张学长先后任职于ABB、西门子中国研发中心，并于2018年3月创立ISMC公司。张学长在运动控制、机器人、伺服驱动、电力电子、电机控制等方向，有超过十年的产品研发经验，拥有从产品定义、产品设计、产品测试、生产导入的全流程管理经验，主要专注于研发管理和产品管理。对于功率器件、驱动技术（泵升直驱、光耦隔离、磁耦隔离），功率拓扑（DC/DC、AC/DC、DC/AC）、硬件电路（功率电路、信号电路，PCB）、微型电机（永磁同步、直线、音圈、有刷直流、无刷直流）及其控制算法有很深的理解。申请伺服驱动领域20余篇发明专利和实用新型专利。欢迎您与我们一起听张龙飞学长分享他对伺服产业的理解和他的创业故事。

求是缘：您能否为我们科普介绍一下伺服电机（Servo Moto）的原理、分类及技术演进路径？

张龙飞：所有的自动化设备离不开三大零部件：控制器、伺服驱动器、马达（伺服电机）。

控制器类似于设备的大脑，发送控制指令来控制马达实现设备的精密运动控制。从功能部分来看，驱动器类似于心脏，提供动力和能量。一台设备通常只有一台大脑（控制器），但是控制的运动机构（运动部件）却非常多，比如伺服驱动器、马达多达几百个。

伺服的工作原理可以用电机电磁场的原理来描述，基于电机的位置反馈，对旋转磁场进行定向，实现扭矩和磁场的解耦来实现的。在电机三相之间按照SVPWM控制理论加一定的电压，电机里面会产生旋转的磁场，我们通过对旋转的磁场进行精密的控制，就实现了对马达运动的力矩、速度和位置的精密控制，这套装置被称为伺服系统。伺服系统极其复杂，需要多学科集成融合，如电子、电磁场、控制理论、EMC、热物理、机械等学科来构成一套的复杂的系统，技术壁垒的瓶颈比较高。 

（图为伺服系统产业的演进展示）

从产业路径来看，伺服系统可细分为步进伺服系统，交流伺服系统、直流伺服系统和微型伺服系统。

1.步进伺服，一般用作低速的伺服，是开环的系统，电机额定转速在300-500转左右，最高可达1000转，缺陷是无法控制高速、高加速、高精密的运动。

2.交流伺服，是目前最主流的伺服类型（市场占80%-90%左右），日系安川、松下为主的品牌多布局于此。交流伺服是闭环伺服系统，在马达上加了编码器，编码器可以实时地反馈电机的位置给驱动器，驱动器可以根据反馈来推测电磁场的位置，实现对电机位置、速度和力矩的控制。闭环系统有两个优点：首先是高速，额定速度3000转，甚至可高达1-2万转；其次，可实现更高的加工精度。

伺服驱动器说到底是电子产品，传统的交流伺服是建立在第二代半导体产业技术基础上，使用IGBT、Power Module等功率技术，同时它的控制系统的实时性相对落后，交流伺服已经有10~20年的产业历史，相对于第三代半导体而言算是稍显陈旧的技术。

传统的一台设备里面最多时同时使用七八种电机，一个电机需要搭配一个驱动器。一台设备里面所使用的电机种类繁多，大致包含：直线电机马达（直线运动），DDR马达（高精密旋转），空心杯（小的精密的传送马达），音圈马达（插、贴、装等精密力控的电机），步进马达，有刷/无刷马达等等，这给供应链管理带来了很大的挑战。

3.微型伺服，更多是分布式系统，更靠近电机。不同于传统的控制方式（一个驱动器大都控制一种电机），微型伺服驱动器可以控制多种电机，一个驱动器能够实现所有电机类型的控制，既节约采购供应链的显性和隐性成本，也提升了售后维保效率，而且售后维保相对容易较多，供应链和成本都变得简便易控。

微型伺服受益于电子技术的进步，比如第三代半导体，开关频率来越高，实时性越来越高，精度越来越高，控制器处理能力越来越强，功耗越来越低。电子技术的进步也直接改变了伺服系统的产品形态，小型化、微型化趋势明显。开关频率越来越快，通信越来越快，则意味着响应越来越快，直接提升设备的生产效率。电流精度更高意味着不需要闭环力控，用开环力控就可以实现1g+/-0.1g的精密力控。

功率密度变大，意味着产品尺寸在变小，带来了设备层面的改变。比如微型伺服可贴近电机安装，响应快、性能变高，且又节约系统成本和维保成本，同时提高了设备系统的可靠性。（线缆线束越多，设备的维护成本越高，可靠性越低）

未来的伺服电机发展趋势，依然会沿着微型化、精细化发展方向满足复合设备领域的模块化趋势要求。半导体设备厂商可以专注工艺部分改进，而机械设备部分实现了结构模块化复用，如机械结构、驱动器、马达等，既降低供应链管理复杂度和采购成本，又提升设备的可靠性，售后维保的简便性。

求是缘：在伺服电机领域，全球及中国的市场格局及未来的竞争趋势如何？

张龙飞：伺服电机全球规模约有1000亿RMB/年，国内约400亿RMB/年，年复合增长率约为10-30%之间。

国内市场上品牌格局呈现三分天下的金字塔结构，欧美系占据顶端大约30%市场份额，主要来自于以色列Elmo、美国Copley Controls、德国西门子等，品牌口碑和价格双高。

中间近35%的市场份额是日系品牌为主，如安川、松下、三菱等。

底端是国产品牌为主，占据约35%；国产这几年异军突起，受益于国产化替代的趋势，未来国产化率有望突破50%。

国产品牌主要集中于低端市场，性能、可靠性、一致性、功率密度和综合竞争力不够强，大部分低端市场竞争是通过低价内卷来接单。这几年我们也看到有几家优秀的国内企业正逐步往中端靠近。

（国内市场上伺服品牌格局大致呈现）

导致我们国产品牌产品综合竞争力弱的问题由多方面因素导致，主要归纳为以下几点：

1.核心技术不扎实、技术团队不完整，国际化的研发管理流程没有建立起来。人才团队积累还不够高端，研发投入不是渐次有序进行，更多是急功近利的短视行为。

2.知识产权体系保护不到位，行业间存在近亲繁殖问题，部分产品停留在同质化复制和抄袭。

3.生产质量供应链体系没有建立起来，产品的研发体系、采购和质量体系不完善。一款优秀的产品80%靠研发，20%靠生产质量供应链管理。大部分公司还没有这种组织型、成体系性的全流程质量体系支撑，在品控、采购和生产管理体系跟真正的高端制造有较大的差距。

4.不同于欧美客户环境，原来国内高端客户相对较少，对产品可靠性的需求程度远不及采购降价重要。随着我国半导体产业发展，对零部件产品的性能和可靠性要求比较高，有力的拉动了我们作为上游零部件产业的发展。

求是缘：您能否再从上下游供应链生态安全的视角来给我们解读伺服驱动器的上下游目前存在的问题以及有效的解决途径？

张龙飞：供应链安全问题自2020年开始至今表现得尤为突出，供应链安全影响要从小/大两个层面来解读，“小安全”是指影响企业自身的供应链安全，“大安全”是指影响整个行业甚至国家工业基础的安全。

先看我们企业自身的供应链安全，我们从2020年开始在某些关键进口芯片交付环节被折磨，3年内几乎处于断货状态，现货市场价格甚至暴涨10倍以上。对于初创企业而言，供应链安全是影响企业营运水平的关键因素之一，为了避免断货只能高价囤货占用大量现金。作为企业自身而言，我们这几年深受关键芯片被断货的痛苦，希望国产芯片能在关键芯片部分逐渐缩小差距，实现中高端芯片的国产替代。

接下来再来看大安全，我国先进制造产业的供应链生态隐忧同样不容忽视。高端精密工业设备中的系统及零部件国产化率较低，关键核心部件被卡脖子现象严重，成为制约我国产业进一步升级的掣肘。

简单的电子元件，比如阻容感、晶振等基本上已经实现了国产化，但一些比较难的中高端芯片，比如我们控制器上的一些关键芯片，MCU芯片、以太网芯片、高速ADC、电源芯片等还很难找到合适的国产替代方案。

从技术力量角度来看， 我认为依靠我们国产芯片的力量是有机会做出来，但迄今为止却没有看到合适的国产芯片方案。究其原因，可能还是芯片团队在产品调研定义、市场定位时不够精准，对下游细分行业的需求痛点不够敏感，导致确定的行业需求无法被满足。我很希望国产芯片设计团队能够更加深入地了解客户需求和痛点，调用研发力量来解决客户的问题，做出真正的中高端芯片，而不是停留在同质低端竞争状态。作为高端微型伺服驱动器厂商，我们也乐意分享微型伺服领域前沿方向的规格需求，携手国产供应链生态伙伴，上下游同心协力合作，实现真正健康的供应链安全。

求是缘：从产品力的维度来看，ISMC的微型伺服解决方案包含哪些产品，它们的特色优势体现在哪些方面？

张龙飞：我们公司主打微型伺服有5个系列，简介如下：

第一款Diamond钻石系列，以其微小的尺寸、功率密度大和性能好在行业内小有口碑，也是我们的主打产品。 

（图为第一款产品Diamond钻石系列）

第二款Ruby红宝石系列，面向多轴高度集成场景。集成度高的驱动器可同时控制多个马达（2-6个），而且电机类型可随易组合，我们六合一Ruby产品放在一起仅相当于一个传统交流伺服的大小，且集成度和性能又远高于传统伺服。

（图为第二款产品Ruby红宝石系列）

第三款Amber系列，满足客户的二次开发需求，端子根据客户需要灵活分布，方便客户走线。我们开放连接针给客户，客户据此将针连接出来再做端子分布。我们的角色更像是提供伺服驱动器核心的芯片模组方案商。

（图为第三款产品Amber系列）

第四款Sapphire系列，是相对比较传统的交流伺服，照顾客户们既有的使用习惯。端子要做到高可靠、耐插拔，且支持盲插；产品的防护等级相对较高，适合恶劣的现场工况环境。

（图为第四款产品Sapphire系列）

第五款磁悬浮系统FTS驱动器，即柔性传输系统，预计今年上半年正式对外发布。

我们还有三款产品在研发中，待研发完成后会陆续发布。

此外，面向有明确应用场景和需求的高端设备客户，我们也会提供定制化的研发服务，满足设备厂商的精密运动控制核心零部件的定制化需求。

虽然我们是在国内创业，但我们在市场定位、产品开发、质量管理、专家服务等方面坚持走国际化路线，我们的品牌商标注册、产品认证在国内外都通过了认证。

求是缘：ISMC所专注的微型伺服（大功率密度伺服）的下游应用分类包括哪些？

张龙飞：我们产品应用很广，主要是分布在对机械运动要求高的场景，特别是对于性能、准确度、一致性、可靠性有着极高要求的各种高新技术行业。覆盖的领域有新能源（光伏、锂电）、半导体、3C、医疗、机器人、激光、轨道交通、自动化仓储、物流等领域。

新能源领域，应用的场景主要是锂电，如生产锂电池的叠片机，卷绕设备，电池的检测设备等。光伏领域，光伏组件的生产设备，核心制程工艺设备中都会使用到我们的产品。

半导体领域，前道和后道设备都会使用到我们的产品方案。前道的晶圆的生产、检测环节，如光刻机、晶圆检测设备等。

后道的设备会用到更多我们的产品方案，比如Die bonding、 Wire bonding, 焊线、分选机、编带设备等。

医疗设备，比如CT设备、MR设备旋转运动的控制，病理检测设备，影像设备，以及高端的手术机器人等都需要用到我们的伺服解决方案。

机器人领域，广义上机器人包括无人机，移动机器人，人形机器人等，也会大量地使用微型伺服方案。

在航空航天领域，比如卫星，雷达等精密运动控制场景都会使用到微型伺服方案。 

（ISMC伺服系统部分应用展示）

求是缘：ISMC的微型伺服电机解决方案在半导体设备领域有哪些应用？市场开拓进展如何？

张龙飞：ISMC的微型伺服电机解决方案在半导体前道、后道制程段皆有成功的应用案例。

前道设备，我们配合前道设备如光刻机、晶圆量检测设备精密运动控制部件的开发。针对前道设备市场，我们还处于前期培育市场阶段，与国产设备客户共同成长的阶段。

后道设备，我们已配合大批量出货设备。配合设备应用包含了后道的焊线设备、分选机、探针台、测试机、Die bonding （固晶机）,Wire bonding，编带设备等。

我们业务收入相对多元化，诸如自半导体、光伏、3C、光学、声学、液晶（Micro LED激光修复）生产和检测设备等。

求是缘：从创始人的视角来看，自您2018年开始创业，这5年多来，公司经历过哪几次重大的转折点？您希望5年后的ISMC成长为什么样的公司？

张龙飞：自2018年公司成立，在过去的5年里于公司而言经历了三次重大转折点。

第一次转折点，是2018年创业伊始第一次成功融资，组建团队基本架构。2018年9月的天使融资为我们接下来两年的运转打下了基础，支撑了第一款主打产品的开发完成。 

（图为2018年9月与天使投资人合影）

第二次转折点，是2020年9月份，主打产品钻石系列拿到第一个千万级大客户的订单。当时正处于新冠疫情爆发，全球经济环境充满不确定性，这个大客户订单把我们从生死存亡的边缘解救出来。同年我们完成了A轮融资，A轮资金支撑起公司的生产备货、市场扩展、运营，团队也快速成长起来。

（图为2020年9月获得第一个大客户订单时生产车间留影）

第三次转折点，是2022年7-8月上海疫情解封之后，我们完成了公司发展的几个关键动作。首先，我们实现团队的人员的扩充，完成组织能力的配套、核心岗位的补缺，第一次实现了公司组织结构的完整。其次，上海总部新办公室的搬迁，建立了深圳办事处+北京办事处+苏州办事处，基本覆盖市场区域的销售网点布局。最后，我们即将完成B轮的战略轮融资，这些战略股东的进入将为我们引入国际的市场渠道资源，帮我们形成产业上下游资源的协同效应。

从产品战略角度来看，我们的思路比较清晰。我们始终围绕微型伺服的周边配套如微型驱动、微型电机、微型编码器，整合产业链，形成微型运动控制系统，为设备厂商提供高端的运动控制。

从行业角色定位而言，我们希望ISMC能成长为微型伺服的领导者，比肩国际一线欧美友商。

从公司管理角度来说，我们希望把ISMC打造为先进的国际化公司。我们以国际化管理的思路来规范研发管理、生产质量管理、运营管理、销售管理等流程，最终将我们ISMC打造为国际化公司。 

（图为ISMC所获得的部分资质及荣誉展示）

求是缘：您能否为我们分享您创业以来最难忘的经历和一些创业心得？

张龙飞：创业太难了，在高科技领域创业公司更难。用“九死一生”这个词来形容创业都人为提高了创业生存的概率。我们在硬科技赛道创业，需要长周期投入、难度大、风险高，再加上国内知识产权保护体系不完善，又叠加疫情因素，国内硬科技创业团队能够活下来是奇迹。回顾我创业初期的一些经历，分享给大家共勉。

1.融资问题。早期初创团队难以吸引投资人关注，在最缺钱的时候往往融不到钱。虽说投资人是属于风险投资，但却对创业者个人设置了复杂、严苛的回购条款，对于高科技创业者个人而言，承担了巨大的压力。

2.人才问题。早期公司在没有名气、没有明确前景的情况下，又没有足够的资金来提供福利，找不到优秀的人才也留不住人才，好不容易培养好的人才又被同行高薪挖角或者转投互联网、新能源车等投资回报更快的行业。外部产业环境对工控人才的虹吸效应明显，对于初创硬科技团队人才储备是一个不小的打击。 

3.供应商问题。公司越大商业地位越高，供应商资源越稳健，采购成本、交付等更有保障。但商业地位的建立需要时间，在公司从小到大的成长过程中，前期会遇到各种问题，如个别供应商涨价、断货以及不配合，甚至个别芯片会影响公司的利润和公司的生死存亡。2020-2022年芯片荒给我们行业带来的影响，记忆尤为深刻。

4.客户端，ISMC的微型伺服产品口碑不错，开拓进展相对顺畅。我们的客户分为外资客户和国内客户两大类，二者也有不同。外资客户面对供应商时，更强调二者之间的对等条款，更希望供应商依靠产品品质、性能、服务能力来胜出，同时给予相对友善的付款条件。国内客户更强调成本控制，督促供应商持续降价或者延长付款。

当年选择创业是基于对技术的热情，想要以自己所学来为产业做点事情。但在创业过程中遇到的很多企业之外的问题，比如配套的上下游生态薄弱、早期资本投资不足、人才流失、知识产权保护等问题，这些不是一家企业仅凭自身能力能左右和解决的。

不同于互联网行业（服务性行业），税费低，固定资产投入不大，相对利润高。我们硬科技行业本身投资周期长，又需要固定资产投入，税费高。两个行业的商业模式不同，硬科技行业赚的是辛苦钱。日本早在20年前就提出并已付诸于实施建立完整的高科技领域的供应链体系，我国也是遭受外部卡脖子之后才意识到布局硬科技实体制造的重要性。

求是缘：作为求是缘半导体联盟的创业会员单位，您希望联盟在哪些方面继续做提升以更好地服务创业会员单位？此外，您对联盟的发展有哪些建议？

张龙飞：求是缘半导体联盟特色很明显，很多会员是创业人或者技术背景出身，对产业的技术理解比较深，一级一级的传导，最终影响并促进产业链的发展。

我们这个领域更偏好深度的E-E（Expert-Expert技术专家-技术专家）交流，希望联盟经常举办技术性的论坛，实现技术信息、产业信息的同步，对接产业上下游的产业资源，实现资源的上下游效应协同。

此外，联盟会员里面既有我们的半导体芯片供应商，也有下游设备客户。作为创业会员单位，我们希望联盟能梳理会员单位信息并进行分类，便于会员之间能更高效地对接交流，实现资源最大化的利用。

采访人后记

伺服系统决定了高精密自动化机械的精度、控制速度和稳定性，是工业自动化设备的核心控制零部件。

紧密携手产业链上下游生态伙伴实现供应链不被卡脖子，不只是解决一个企业自身的供应链“小安全”，而是解决整个产业乃至整个国家工业基础的“大安全”隐忧。

如何解决供应链的真正安全，任重而道远。我们欣喜地发现，至少在伺服控制领域，已经涌现出如ISMC专业团队，在精密运动控制领域闪耀出点点星光。 

（图为被访人与采访者合影）

采访人：刘红

摄影：贺晟

编辑：马丹凤

审核：刘剑滨、徐若松

感谢ISMC团队给予采访之支持。

会员在线申请：

扫描以下太阳码进入小程序界面“会员”申请↓↓↓