音科思博士后團(tuán)隊(duì)自研28nm助聽芯片破局

　　近日，美國(guó)總統(tǒng)拜登正式簽署《芯片和科學(xué)法案》。該法案將為美國(guó)半導(dǎo)體研發(fā)、制造以及勞動(dòng)力發(fā)展提供527億美元(約合人民幣3558億元)巨額補(bǔ)貼的同時(shí)，明確要求獲得補(bǔ)貼的半導(dǎo)體企業(yè)，未來(lái)10年內(nèi)禁止在中國(guó)大陸新建或擴(kuò)建先進(jìn)制程的半導(dǎo)體工廠。

　　由此，美國(guó)對(duì)中國(guó)發(fā)起的這場(chǎng)科技戰(zhàn)已由“定點(diǎn)打擊”——制裁華為、中興、中芯國(guó)際等領(lǐng)先的中國(guó)本土科技企業(yè)，轉(zhuǎn)變?yōu)槿�面封鎖的“鐵幕時(shí)代”——從制造設(shè)備、制程工藝、產(chǎn)業(yè)鏈等全方位遏制中國(guó)芯片行業(yè)的發(fā)展。

　　“芯片法案”的簽署生效，將倒逼國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)加大科研投入，堅(jiān)持自主研發(fā)，逐步建立自身的生態(tài)鏈及國(guó)產(chǎn)替代模式。而要實(shí)現(xiàn)我國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)攻堅(jiān)和自主可控的目標(biāo)，核心關(guān)鍵在于產(chǎn)業(yè)人才——比如，梁孟松加入中芯國(guó)際后，僅用3年時(shí)間就完成了從28nm到7nm共五個(gè)世代的技術(shù)跨越。

　　長(zhǎng)期被歐美壟斷的助聽器行業(yè)也在近期傳出好消息，來(lái)自國(guó)內(nèi)的音科思博士后研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功突破了歐美55nm芯片技術(shù)的專利壟斷，直道超車實(shí)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(tuán)，港科大博士后團(tuán)隊(duì)采購(gòu)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(xué)工程學(xué)院副院長(zhǎng)、國(guó)際人體工學(xué)協(xié)會(huì)(IEA)院士蘇孝宇教授和其學(xué)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(yàn)，發(fā)表了40多篇頂級(jí)期刊論文和100多篇審稿會(huì)議論文，是工業(yè)工程及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的世界級(jí)權(quán)威專家。創(chuàng)始人兼CEO張健鋼本科畢業(yè)于“中國(guó)科技英才搖籃”的中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)(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(xué)位。其在音頻領(lǐng)域同樣擁有超過10年的經(jīng)驗(yàn)，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(tuán)隊(duì)成員均為學(xué)霸型的博士后研究員，來(lái)自清華大學(xué)、香港科技大學(xué)、日本名古屋大學(xué)、法國(guó)尼斯大學(xué)等國(guó)內(nèi)外頂尖高校和研究機(jī)構(gòu)，行業(yè)積累均達(dá)到10年以上，并且全部通過了助聽器驗(yàn)配師職業(yè)資格四級(jí)認(rèn)證，擁有深厚的學(xué)術(shù)研究背景和科研實(shí)力。團(tuán)隊(duì)主攻研究方向涵蓋語(yǔ)音識(shí)別與合成，語(yǔ)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(tuán)隊(duì)先后發(fā)表期刊及會(huì)議論文近40篇，獲得多項(xiàng)PCT專利、中國(guó)認(rèn)證專利、美國(guó)認(rèn)證專利，并被授予了十余項(xiàng)科技創(chuàng)新榮譽(yù)。

　　很多人不理解，助聽器只是一個(gè)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(tuán)隊(duì)嗎?事實(shí)上，小小的助聽器，實(shí)際上卻是一個(gè)具有高技術(shù)壁壘和市場(chǎng)壁壘的領(lǐng)域——技術(shù)方面，助聽器的核心競(jìng)爭(zhēng)壁壘來(lái)自硬件+軟件的綜合性優(yōu)勢(shì)，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(yàn)的優(yōu)劣;市場(chǎng)方面，無(wú)論是國(guó)際還是國(guó)內(nèi)，90%以上的市場(chǎng)份額目前均被歐美五大聽力集團(tuán)牢牢把持。

　　事實(shí)壟斷的市場(chǎng)規(guī)模和技術(shù)創(chuàng)新上的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，歐美五大聽力集團(tuán)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(guó)助聽器技術(shù)的上升通路。實(shí)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(gè)原因——據(jù)香港大公報(bào)報(bào)道，音科思嘗試進(jìn)入智能輔聽耳機(jī)賽道之初，曾希望以采購(gòu)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(dāng)音科思向這些巨頭發(fā)出采購(gòu)邀約之時(shí)，卻只得到“不賣”的結(jié)果。畢竟理性的商業(yè)邏輯下，任誰(shuí)愿意給自己培養(yǎng)和制造一個(gè)潛在的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手呢?

　　核“芯”技術(shù)直道超車，音科思引領(lǐng)助輔聽行業(yè)進(jìn)入智能化時(shí)代

　　沒有核“芯”技術(shù)，自然就要被對(duì)手遏制——這與美國(guó)出臺(tái)“芯片法案”的“陽(yáng)謀”如出一轍。如此背景下，音科思決心通過自主研發(fā)，實(shí)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(jìn)性超越對(duì)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(qiáng)大的科研能力支撐，憑借自身技術(shù)基因以及強(qiáng)大研發(fā)團(tuán)隊(duì)，音科思耗時(shí)3年多時(shí)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(jìn)制程工藝，不僅從技術(shù)層面上突破了國(guó)外傳統(tǒng)助聽器55nm芯片的專利壟斷，還以更低的功耗實(shí)現(xiàn)了更高的性能，具備強(qiáng)大的處理計(jì)算能力，理論峰值算力可達(dá) 480Mhz，是歐美五大聽力集團(tuán)55nm芯片產(chǎn)品的6倍。

　　在助聽/輔聽耳機(jī)行業(yè)的應(yīng)用中，芯片的研發(fā)難點(diǎn)在于架構(gòu)的設(shè)計(jì)。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(lái)了更適配的性能和更優(yōu)的算力和表現(xiàn)。從這個(gè)維度來(lái)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(qiáng)的算力，這顆28nm芯片平臺(tái)，賦予了音科思因應(yīng)市場(chǎng)變化快速調(diào)整產(chǎn)品需求，導(dǎo)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(fēng)箏一代智能輔聽耳機(jī)正式上市。正是基于這顆芯片的強(qiáng)大算力，音科思為該款輔聽耳機(jī)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(qiáng)大的降噪算法，甚至可實(shí)現(xiàn)軟件算法的遠(yuǎn)程OTA升級(jí)迭代，將助/輔聽設(shè)備帶入了智能化時(shí)代。

　　2022年，音科思風(fēng)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(jí)。硬件方面，風(fēng)箏 KITE 2 配備了雙麥克風(fēng)陣列，在音科思專利核心算法的加持下，能精準(zhǔn)計(jì)算和采集對(duì)話時(shí)聲音的方位，在保護(hù)主方向目標(biāo)語(yǔ)音的同時(shí)，消除環(huán)境中的各種干擾噪聲，為聽損用戶帶來(lái)更清晰的溝通體驗(yàn)。同時(shí)，風(fēng)箏 KITE 2還加入了骨傳導(dǎo)麥克風(fēng)，專門負(fù)責(zé)自聲抑制和消除，還原真實(shí)自然的聽感。風(fēng)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(lái)更舒適的聆聽體驗(yàn)。

　　與此形成強(qiáng)烈對(duì)比的是，五大聽力集團(tuán)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(jí)。

　　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(qiáng)。但是需要指出的是，基于ASIC的算法框架十幾年來(lái)都沒有新的突破，要進(jìn)行迭代升級(jí)就需要從底層重新推翻、重新設(shè)計(jì)，耗時(shí)耗力。若只是從參數(shù)上進(jìn)行調(diào)節(jié)，又因?yàn)锳SIC 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(shí)上已經(jīng)難以滿足用戶新的需求。但對(duì)于處在市場(chǎng)壟斷地位的五大聽力集團(tuán)而言，在沒有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)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(dòng)力。

　　隨著音科思28nm芯片技術(shù)的突破，以及國(guó)家對(duì)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(huì)很快迎來(lái)新的拐點(diǎn)。