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          音科思博士后團隊自研28nm助聽芯片破局

          2022年08月17日 15:33:02   來源:中華網

            近日,美國總統拜登正式簽署《芯片和科學法案》。該法案將為美國半導體研發、制造以及勞動力發展提供527億美元(約合人民幣3558億元)巨額補貼的同時,明確要求獲得補貼的半導體企業,未來10年內禁止在中國大陸新建或擴建先進制程的半導體工廠。

            由此,美國對中國發起的這場科技戰已由“定點打擊”——制裁華為、中興、***等領先的中國本土科技企業,轉變為全面封鎖的“鐵幕時代”——從制造設備、制程工藝、產業鏈等全方位遏制中國芯片行業的發展。

            “芯片法案”的簽署生效,將倒逼國內半導體產業鏈企業加大科研投入,堅持自主研發,逐步建立自身的生態鏈及國產替代模式。而要實現我國半導體技術攻堅和自主可控的目標,核心關鍵在于產業人才——比如,梁孟松加入***后,僅用3年時間就完成了從28nm到7nm共五個世代的技術跨越。

            長期被歐美壟斷的助聽器行業也在近期傳出好消息,來自國內的音科思博士后研發團隊成功突破了歐美55nm芯片技術的專利壟斷,直道超車實現28nm芯片技術跨越并成功量產上市。那么,這背后有著怎樣的故事呢?

            助聽器芯片受制歐美五大聽力集團,港科大博士后團隊采購遇挫

            公開資料顯示,音科思成立于2016年,是一家聚焦音頻技術和智能助聽/輔聽硬件領域的科創公司。由香港科技大學工程學院副院長、國際人體工學協會(IEA)院士蘇孝宇教授和其學生張健鋼共同創立。

            創始人蘇孝宇教授在音頻相關研究方面擁有20多年的教研經驗,發表了40多篇頂級期刊論文和100多篇審稿會議論文,是工業工程及生物醫學工程領域的世界級權威專家。創始人兼CEO張健鋼本科畢業于“中國科技英才搖籃”的中國科學技術大學(中科大),碩士階段師從蘇孝宇教授,并正在攻讀港科大博士學位。其在音頻領域同樣擁有超過10年的經驗,致力于用最前沿的音頻技術幫助聽損人士。

            值得一提的是,音科思技術研發的核心團隊成員均為學霸型的博士后研究員,來自清華大學、香港科技大學、日本名古屋大學、法國尼斯大學等國內外頂尖高校和研究機構,行業積累均達到10年以上,并且全部通過了助聽器驗配師職業資格四級認證,擁有深厚的學術研究背景和科研實力。團隊主攻研究方向涵蓋語音識別與合成,語音分析,深度神經網絡音頻處理,視聽覺多模態整合,以及人工耳蝸電刺激仿真等,團隊先后發表期刊及會議論文近40篇,獲得多項PCT專利、中國認證專利、美國認證專利,并被授予了十余項科技創新榮譽。

            很多人不理解,助聽器只是一個聲音放大的設備,需要搭建如此專業的技術研發團隊嗎?事實上,小小的助聽器,實際上卻是一個具有高技術壁壘和市場壁壘的領域——技術方面,助聽器的核心競爭壁壘來自硬件+軟件的綜合性優勢,硬件的參數以及算法的優劣決定了助聽器性能的好壞以及用戶體驗的優劣;市場方面,無論是國際還是國內,90%以上的市場份額目前均被歐美五大聽力集團牢牢把持。

            事實壟斷的市場規模和技術創新上的先發優勢,歐美五大聽力集團在助聽器高端芯片領域形成了55nm專利技術壟斷的局面,阻斷了我國助聽器技術的上升通路。實際上,音科思下定決心自主研發助聽器芯片,一定程度上基于這個原因——據香港大公報報道,音科思嘗試進入智能輔聽耳機賽道之初,曾希望以采購高端助聽器芯片+自研仿腦聽覺核心算法的方式切入。

            然而,當音科思向這些巨頭發出采購邀約之時,卻只得到“不賣”的結果。畢竟理性的商業邏輯下,任誰愿意給自己培養和制造一個潛在的競爭對手呢?

            核“芯”技術直道超車,音科思引領助輔聽行業進入智能化時代

            沒有核“芯”技術,自然就要被對手遏制——這與美國出臺“芯片法案”的“陽謀”如出一轍。如此背景下,音科思決心通過自主研發,實現助聽器芯片技術的自主可控,并且在制程工藝、算法的能力與先進性超越對手。

            芯片行業是技術密集、人才密集的行業。背靠港科大強大的科研能力支撐,憑借自身技術基因以及強大研發團隊,音科思耗時3年多時間的技術攻關,研發出屬于音科思自主的芯片——“音科魔笛TM”。

            這顆芯片采用28nm先進制程工藝,不僅從技術層面上突破了國外傳統助聽器55nm芯片的專利壟斷,還以更低的功耗實現了更高的性能,具備強大的處理計算能力,理論峰值算力可達 480Mhz,是歐美五大聽力集團55nm芯片產品的6倍。

            在助聽/輔聽耳機行業的應用中,芯片的研發難點在于架構的設計。音科思自研的28nm芯片采用MCU+DSP技術架構方案,將芯片和算法的工程化結合,帶來了更適配的性能和更優的算力和表現。從這個維度來講,音科思在芯片技術的底層創新上,真正做到了從產品出發、由底層變革。

            而更優的架構,更低的能耗,更強的算力,這顆28nm芯片平臺,賦予了音科思因應市場變化快速調整產品需求,導入自研算法方案以及持續開發更多的產品功能的能力。

            2020年,搭載了音科思自研28nm芯片的風箏一代智能輔聽耳機正式上市。正是基于這顆芯片的強大算力,音科思為該款輔聽耳機嵌入了自研的仿腦聽覺算法,智慧音頻分離技術,以及更強大的降噪算法,甚至可實現軟件算法的遠程OTA升級迭代,將助/輔聽設備帶入了智能化時代。

            2022年,音科思風箏二代產品上市,在算法和硬件層面做了全面的優化升級。硬件方面,風箏 KITE 2 配備了雙麥克風陣列,在音科思專利核心算法的加持下,能精準計算和采集對話時聲音的方位,在保護主方向目標語音的同時,消除環境中的各種干擾噪聲,為聽損用戶帶來更清晰的溝通體驗。同時,風箏 KITE 2還加入了骨傳導麥克風,專門負責自聲抑制和消除,還原真實自然的聽感。風箏 KITE 2采用了特制軟硅膠鯊魚鰭耳塞,佩戴舒適自然,極大減少堵耳感,為佩戴者帶來更舒適的聆聽體驗。

            與此形成強烈對比的是,五大聽力集團家族產品多數仍然采用十幾年前的ASIC芯片方案,鮮有迭代升級。

            ASIC芯片在底層結構上完成了初步的產品定義,好處是穩定性較強。但是需要指出的是,基于ASIC的算法框架十幾年來都沒有新的突破,要進行迭代升級就需要從底層重新推翻、重新設計,耗時耗力。若只是從參數上進行調節,又因為ASIC 只支持固定算法+固定算法內參數調節,延展性較差,事實上已經難以滿足用戶新的需求。但對于處在市場壟斷地位的五大聽力集團而言,在沒有競爭對手的情況下,使用成熟的ASIC芯片技術具有極低的邊際成本,自然缺乏技術和產品創新動力。

            隨著音科思28nm芯片技術的突破,以及國家對于芯片產業的持續投入,我們有理由相信,助聽器行業將會很快迎來新的拐點。

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          [編號: X058-2]
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