脑机芯片关键突破:神芯科技展示原位闭环与千通道超低功耗采传一体芯片
2026年11月13日,第五届南渡江智慧医疗与康复产业高峰论坛在海口举行。神芯科技(海南)有限公司创始人、海南大学教授殷明发表题为《植入式脑机接口原位闭环与千通道超低功耗芯片》的技术报告。报告直击上游供应链卡点与前沿技术挑战,系统阐释了神芯科技在神经信号采集、微电流刺激调控与超低功耗无线传输三大基础芯片的技术突破,并集中发布了新一代原位闭环采刺一体芯片SX-RS64,以及突破1024通道超高密度、系统总功耗仅18mW的采传一体超低功耗芯片,展现了从底层芯片攻关、在体实验验证到临床示范转化的全链条实践。
一、瞄准脑机接口战略前沿,破解上游关键芯片进口依赖与通量瓶颈
脑机接口战略地位与芯片技术挑战
脑机接口(BCI)在大脑与外部环境之间建立全新的双向交流与控制通道,不依赖外周神经和肌肉。当前,脑机接口已被列入国家“十五五”规划6大未来产业及海南省“十五五”规划4新未来产业;国家七部委联合印发《脑机接口行动方案》,明确要求突破关键脑机芯片,将核心技术攻关上升为国家战略。
在临床应用端,植入式脑机接口正加速拓展边界。截至2026年10月,马斯克旗下Neuralink自2024年1月启动人体实验以来,在美、英、加累计完成27例植入,帮助瘫痪、失明及失语患者恢复运动、视觉与交流;国内进展迅速,清华NEO系统累计完成32例,北脑一号完成40余例,阶梯医疗完成46例,脑虎科技完成65例。
然而,产业链上游核心元器件面临严峻挑战。中国信通院《2025脑机接口行业报告》数据显示,上游技术企业在产业链中仅占8%,芯片企业更加稀缺,国内植入式关键芯片严重依赖美国进口,主流设备基本采用美国Intan公司芯片。同时,临床对1000通道以上高精度解析的需求爆发,而芯片供给多停留在64通道水平,通量瓶颈与产业转化稀缺成为制约行业发展的核心痛点。
二、布局三大自研芯片矩阵,实现采集、刺激与无线传输多维性能跨越
神芯科技三大核心芯片矩阵与国际同类产品对比
直面上游供应链风险与关键性能代差,神芯科技完成了信号采集、刺激调控、无线传输三大芯片矩阵布局,在多项关键指标上实现对国际主流竞品的超越:
在神经信号采集端,针对美国Intan Technologies市场占有率超90%的垄断现状(如RHD2164),神芯科技推出128通道采集芯片SX-R128S4。在裸片面积相当的前提下,通道数达到Intan芯片的2倍,功耗仅为Intan的七分之一,显著缓解高密度采集的植入温升难题;
在神经刺激调控端,针对美国Cirtec芯片高达450美元/片且对华禁售的技术壁垒,神芯科技推出32通道调控芯片SX-S32。在通道数相当的情况下,芯片面积缩小至Cirtec的五分之一,最大刺激电压达到Cirtec的2.5倍,赋予临床神经刺激更宽阔的动态能量范围;
在无线数据传输端,针对传统低功耗蓝牙(功耗大于10mW,速率1Mbps)及星闪NearLink(SLE模式功耗大于10mW,速率12Mbps)的功耗与带宽瓶颈,神芯科技推出高速率低功耗传输芯片SX-WD60。其在功耗更低的同时,传输速率达到星闪低功耗模式的5倍、蓝牙的62倍,攻克了高通量信号经皮无损无线回传瓶颈。
三、攻克采刺一体实时闭环,SX-RS64芯片跑通动物神经原位调控验证
新一代原位闭环采刺一体芯片SX-RS64
为解决传统脑机系统记录与刺激分离的离散架构难题,神芯科技研发了新一代原位闭环采刺一体芯片SX-RS64。该芯片裸片尺寸为7.255mm × 7.039mm,单芯片集成64个独立通道,每通道均具备独立的信号记录与微电流刺激功能,实现同一原位电极点上的感知与干预闭环。
SX-RS64具备低功耗与低噪声采集能力,每通道刺激参数完全独立可控,支持采集与刺激微秒级快速切换,为实时闭环脑机接口(Closed-loop BCI)应用提供硬件底座,并在片上集成了电极阻抗在线自检与刺激波形监测功能。
动物在体实验证实了SX-RS64的原位闭环调控能力。在慢性小鼠记录实验中,芯片在7号(叠加87个spikes)、9号(51个spikes)、17号(74个spikes)及19号(127个spikes)通道均稳定提取出高信噪比动作电位;在小鼠海马CA1脑区(AP: -2.0, ML: 1.5, DV: -1.5)植入实验中,通过Ch35微丝电极施加±100μA电流、脉宽200μs、间隔50μs、频率2Hz的微电刺激,实测波形证实芯片能有效抑制大电刺激引入的饱和伪影,在刺激结束后迅速恢复微伏级微弱神经信号的精密采集。
四、突破千通道超高密度极限,采传一体芯片达成18mW全系统超低功耗
1024通道采传一体超高密度超低功耗芯片
针对全脑高时空分辨率解析与复杂意图解码需求,神芯科技研制出1024通道采传一体超高密度超低功耗芯片。芯片裸片尺寸为7.94mm × 8.51mm,采用BGA-1084pin高密度封装(焊球间距250μm × 208μm,开窗96μm × 86μm),支持海量神经原始信号完整实时无损传输。
在功耗指标上,实测数据显示,在16kSps采样率下全系统总功耗为13.4mW,在2.6kSps下为12.4mW;即便包含无线传输全链路系统,16kSps下整体总功耗依然控制在18mW以内,从根本上消除了长期植入引发局部脑组织过热损伤的隐患。
在电气性能与通信链路方面,芯片提供1024个采集通道与2个辅助通道,放大器模拟带宽在0.3Hz7.5kHz范围内(0.1Hz8kHz可调),通带波动小于3dB,高通截止频率通过HP1与HP0偏置控制分级调节;芯片支持LFP、Spike及复合模式,内置16个64通道bank并行同步阻抗检测机制。芯片创新提供单线有线、红外光透皮及无线射频三种通信模式,配合FPGA解码端完成12bit位宽数据输出,并在示波器联调测试中成功完成1024通道帧同步、时分复用输出及1mV微弱仿真神经信号的保真采集。
五、加速商业化放量与产学研临床转化,依托海大平台构建闭环生态
神芯科技产业转化历程与商业化放量
神芯科技于2024年1月成立,2025年4月完成天使轮融资1070万元并推动三大核心芯片上市,2025年7月完成Pre-A轮融资3000万元启动千通道芯片研发,2025年9月参与国家重大专项承担闭环芯片开发任务。截至2026年6月,公司累计实现销售额340万元,服务客户超40家,全面覆盖北京脑科学所、北大、清华、之江实验室、华中科大、天大、临港实验室、北京天坛医院等国内顶尖机构;其高通量神经信号采集刺激芯片荣获BCI CHINA 2026“全国脑机接口十大创新产品奖”。
在临床转化与应用示范端,2024年11月,海南省首例脊髓电刺激手术全瘫患者(11岁,L1 ASIA A级腰部以下瘫痪),由10余名专家联合制定方案,采用硬膜外脊髓电刺激结合外骨骼进行每周5次联合治疗与随访,助力患者于2025年9月重返校园,获中国日报网报道;同时团队基于功能近红外光谱(fNIRS)脑功能监测、经颅直流电刺激(tDCS)干预与认知训练,显著提升了脑卒中患者的工作记忆水平。
神芯科技的持续创新深度依托海南大学高能级脑科学平台生态。该平台拥有10万平方米科研空间与16支高水平团队,依托数字医学工程全国重点实验室与非人灵长类模式动物研究基地,配备9.4T超高场动物磁共振(9.4T-MRI)、显微光学切片断层成像(fMOST/MOST)等尖端重器,并自建动物房、多功能手术室、脑机接口技术创新中心与CRO服务平台,深度联动临床附属医院,打通了“基础理论攻关-专用芯片研发-模式动物实验-安全性评测-临床器械落地”的全链条产业闭环。





