近日，美國總統(tǒng)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(fā)、制造以及勞動力發(fā)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(yè)，未來10年內(nèi)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(fā)起的這場科技戰(zhàn)已由“定點打擊”——制裁華為、中興、中芯國際等領(lǐng)先的中國本土科技企業(yè)，轉(zhuǎn)變?yōu)槿娣怄i的“鐵幕時代”——從制造設(shè)備、制程工藝、產(chǎn)業(yè)鏈等全方位遏制中國芯片行業(yè)的發(fā)展。
“芯片法案”的簽署生效，將倒逼國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)加大科研投入，堅持自主研發(fā)，逐步建立自身的生態(tài)鏈及國產(chǎn)替代模式。而要實現(xiàn)我國半導體技術(shù)攻堅和自主可控的目標，核心關(guān)鍵在于產(chǎn)業(yè)人才——比如，梁孟松加入中芯國際后，僅用3年時間就完成了從28nm到7nm共五個世代的技術(shù)跨越。
長期被歐美壟斷的助聽器行業(yè)也在近期傳出好消息，來自國內(nèi)的音科思博士后研發(fā)團隊成功突破了歐美55nm芯片技術(shù)的專利壟斷，直道超車實現(xiàn)28nm芯片技術(shù)跨越并成功量產(chǎn)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(shù)和智能助聽/輔聽硬件領(lǐng)域的科創(chuàng)公司。由香港科技大學工程學院副院長、國際人體工學協(xié)會(IEA)院士蘇孝宇教授和其學生張健鋼共同創(chuàng)立。
創(chuàng)始人蘇孝宇教授在音頻相關(guān)研究方面擁有20多年的教研經(jīng)驗，發(fā)表了40多篇頂級期刊論文和100多篇審稿會議論文，是工業(yè)工程及生物醫(yī)學工程領(lǐng)域的世界級權(quán)威專家。創(chuàng)始人兼CEO張健鋼本科畢業(yè)于“中國科技英才搖籃”的中國科學技術(shù)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(lǐng)域同樣擁有超過10年的經(jīng)驗，致力于用最前沿的音頻技術(shù)幫助聽損人士。
值得一提的是，音科思技術(shù)研發(fā)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(nèi)外頂尖高校和研究機構(gòu)，行業(yè)積累均達到10年以上，并且全部通過了助聽器驗配師職業(yè)資格四級認證，擁有深厚的學術(shù)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)音頻處理，視聽覺多模態(tài)整合，以及人工耳蝸電刺激仿真等，團隊先后發(fā)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(chuàng)新榮譽。
很多人不理解，助聽器只是一個聲音放大的設(shè)備，需要搭建如此專業(yè)的技術(shù)研發(fā)團隊嗎?事實上，小小的助聽器，實際上卻是一個具有高技術(shù)壁壘和市場壁壘的領(lǐng)域——技術(shù)方面，助聽器的核心競爭壁壘來自硬件+軟件的綜合性優(yōu)勢，硬件的參數(shù)以及算法的優(yōu)劣決定了助聽器性能的好壞以及用戶體驗的優(yōu)劣;市場方面，無論是國際還是國內(nèi)，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(guī)模和技術(shù)創(chuàng)新上的先發(fā)優(yōu)勢，歐美五大聽力集團在助聽器高端芯片領(lǐng)域形成了55nm專利技術(shù)壟斷的局面，阻斷了我國助聽器技術(shù)的上升通路。實際上，音科思下定決心自主研發(fā)助聽器芯片，一定程度上基于這個原因——據(jù)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(fā)出采購邀約之時，卻只得到“不賣”的結(jié)果。畢竟理性的商業(yè)邏輯下，任誰愿意給自己培養(yǎng)和制造一個潛在的競爭對手呢?
核“芯”技術(shù)直道超車，音科思引領(lǐng)助輔聽行業(yè)進入智能化時代
沒有核“芯”技術(shù)，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(fā)，實現(xiàn)助聽器芯片技術(shù)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(yè)是技術(shù)密集、人才密集的行業(yè)。背靠港科大強大的科研能力支撐，憑借自身技術(shù)基因以及強大研發(fā)團隊，音科思耗時3年多時間的技術(shù)攻關(guān)，研發(fā)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(shù)層面上突破了國外傳統(tǒng)助聽器55nm芯片的專利壟斷，還以更低的功耗實現(xiàn)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(chǎn)品的6倍。
在助聽/輔聽耳機行業(yè)的應(yīng)用中，芯片的研發(fā)難點在于架構(gòu)的設(shè)計。音科思自研的28nm芯片采用MCU+DSP技術(shù)架構(gòu)方案，將芯片和算法的工程化結(jié)合，帶來了更適配的性能和更優(yōu)的算力和表現(xiàn)。從這個維度來講，音科思在芯片技術(shù)的底層創(chuàng)新上，真正做到了從產(chǎn)品出發(fā)、由底層變革。
而更優(yōu)的架構(gòu)，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(yīng)市場變化快速調(diào)整產(chǎn)品需求，導入自研算法方案以及持續(xù)開發(fā)更多的產(chǎn)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(shù)，以及更強大的降噪算法，甚至可實現(xiàn)軟件算法的遠程OTA升級迭代，將助/輔聽設(shè)備帶入了智能化時代。
2022年，音科思風箏二代產(chǎn)品上市，在算法和硬件層面做了全面的優(yōu)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(huán)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(chǎn)品多數(shù)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(jié)構(gòu)上完成了初步的產(chǎn)品定義，好處是穩(wěn)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(shè)計，耗時耗力。若只是從參數(shù)上進行調(diào)節(jié)，又因為ASIC 只支持固定算法+固定算法內(nèi)參數(shù)調(diào)節(jié)，延展性較差，事實上已經(jīng)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(shù)具有極低的邊際成本，自然缺乏技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)新動力。
隨著音科思28nm芯片技術(shù)的突破，以及國家對于芯片產(chǎn)業(yè)的持續(xù)投入，我們有理由相信，助聽器行業(yè)將會很快迎來新的拐點。
