作者｜韋世玮

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可穿戴設備正逐漸成為越來越多人日常生活的關鍵設備。原因無他，其對人體狀态持續跟蹤檢測的便捷性，在疫情常态化的當下尤為重要。

這背後得益于運動健康傳感技術的發展，近年來心率監測、血氧飽和度檢測、運動模式檢測等相關功能的實現，為人們日常健康檢測和潛在健康風險預防帶來了更直接的數據參考，同時促進了遠程醫療的範圍，大幅拉動可穿戴設備的市場需求，以及供應鍊的成熟發展。

可穿戴設備帶動了供應鍊需求的爆發，生物芯片研發商暖芯迦（Nanochap）則是其中的新銳玩家之一。暖芯迦成立于2014年，以人機接口技術為核心，主要聚焦生物醫療領域核心芯片的研發，涉及超高密度神經接口芯片、生物傳感芯片和相關醫療器械産品的研發和銷售。

目前暖芯迦團隊規模百餘人，除了杭州總部之外，公司在上海、墨爾本均設有研發中心，研發人員占比約70%，核心技術團隊源自澳大利亞墨爾本大學神經工程中心，擁有超15年生物芯片設計研發經驗。

暖芯迦副總裁林科告訴36氪，公司成立以來，産品研發主要集中在神經接口和生物傳感兩個領域。

1、神經接口領域。包括神經刺激技術和神經記錄技術兩大類，神經刺激技術是指通過神經刺激的手段改善患者的神經病理狀态，治療慢性疼痛、癫痫、帕金森病以及尿失禁等神經系統疾病；神經記錄指采集神經元電位，分辨神經信号。

現階段，公司已實現量産的芯片包括可編程高密度神經刺激芯片、多功能刺激芯片。可編程高密度神經刺激芯片應用于暖芯迦正在研發的高分辨率人工視網膜産品。該産品通過穿戴設備攝像頭将捕捉到的圖像信息轉換成電信号，植入體刺激人的視網膜神經元，通過視覺通路傳遞到大腦的視覺中心，恢複盲人的功能性視力，能簡單區分物體形狀及報紙上的大字。目前，該整機産品的動物實驗已接近尾聲，今年底将進入到人體臨床階段。

多功能刺激主要面向家用理療設備。今年公司将在第四季度推出可編程通用刺激芯片，這是一款神經刺激領域的平台型芯片，覆蓋絕大部分體内外神經刺激領域，可滿足客戶的多樣性應用需求，縮短研發周期。

暖芯迦高分辨率人工視網膜産品的工作示意圖

2、生物傳感領域。暖芯迦主要研發生物分子信号和體征信号監測芯片。公司的生物分子信号處理芯片已進入規模量産，主要針對汗液、唾液、尿液等體液中極小的生物分子信号檢測。團隊擁有可檢測低至μV/pA級别的小信号技術能力。

體征信号監測方面，公司即将發布的體征信号監測四合一芯片EPC001，是業内首款可同時監測心電（ECG）、脈搏（PPG）、腦電（EEG）和肌電信号（EMG）的SoC芯片，主要面向可穿戴設備領域，不僅能連續監測心率、血氧等簡單數據，還可檢測更多與心髒功能相關的，例如心律不齊、心律變異性等反映人體健康的指标參數。

EPC001主要擁有兩個特點：一是高度集成，芯片同時集成了高精度EEG/ECG/EMG/PPG（腦電/心電/肌電/脈搏）模拟前端、64MHz RISC-V單片機（MCU）、ECG/PPG特征提取功能（Heart APP），以及24bit高精度ADC（模數轉換器）等模塊，能夠為客戶提供整體的可穿戴設備芯片解決方案，大幅節約研發周期和研發成本。

二是高精度，EPC001為EEG/ECG/EMG集成了超低噪聲可編程放大器和24bit高精度ADC，使模拟前端采集的微弱生物電信号能夠以最大精度轉換成數字信号，為測量結果的精确度提供保障。這些數字信号是基于算法計算的依據，其精确度對整個計算結果至關重要。

其為PPG采集系統配備了四路可編程LED驅動器，适用各種規格的LED。同時，低功耗發光二極管模拟前端電路以及24bit高精度ADC被用于采集PPG信号，以高動态範圍、高精度截取完整的PPG信号。

林科談道，與業界同類産品相比，EPC001功能齊全，使用靈活。集成的ECG/PPG特征提取功能（Heart App），通過硬件實現部分算法，不占芯片的軟件資源。Heart App直接提供心率、QT間期、左心室射血時間（LVET）、脈搏波到達時間（PAT）、心率變異性等一系列指标。這些指标可以用來計算更多複雜的健康參數，這也使得EPC001方案能用于監測心髒功能、呼吸相關的問題，管理相關慢性疾病。

目前，暖芯迦的EPC001芯片已進入客戶測試驗證階段，包括可穿戴設備及醫療級器械設備客戶，将在明年實現大規模出貨。

暖芯迦EPC001芯片

整體來看，暖芯迦從神經接口到生物傳感領域已逐步構建了自身技術壁壘。

在神經刺激領域，公司的技術優勢在于擁有高密度神經刺激技術，并且通道可高精度調節。一般來說，刺激通道的數量決定着靶向性的高低，刺激通道數量越高，靶向性越高，定位精準度也越好。同時，每個通道均具有獨立性，可進行單通道的任意可編程、高精度調節。

在生物傳感領域，除了心電、脈搏等大信号采集之外，公司也擅長極小信号的采集，例如神經元信号，基因測序等，需要檢測低至μV/pA級别的小信号。

接下來一年，暖芯迦在神經領域将開始投入研發神經記錄芯片，通過采集人體神經信号，甄别神經病變信号的差異化，從而進行針對性神經刺激的治療，形成檢測和治療閉環。在生物電小信号檢測領域，提升生物電信号的采集和分析的精确度，讓持續健康監測更加有效。

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