在脑机接口的讨论中，公众更容易记住的是“意念控制”“神经调控”这样的应用场景，但真正决定系统上限的，往往不是终端演示，而是更底层的芯片能力。脑机接口正在从概念验证走向工程化落地，而芯片，正是这一过程中最关键、也最难被替代的基础设施。它不仅参与信号采集、转换、传输、解码与刺激，还深刻影响系统的安全性、分辨率、功耗、体积、封装方式以及最终可商业化的程度。
北京芯智达神经技术有限公司研发总监张垒曾向《中国电子报》表示，从系统链路看，脑机接口并不是一颗芯片就能完成的单点技术，而是一组芯片协同工作的结果。
在输出型脑机接口中，首先需要采集芯片完成脑电或神经信号的采集、调理和模数转换；随后由主控芯片进行管理和转发；若是无线系统，还需要无线芯片承担数据传输；若要与外部设备联动，还涉及接口芯片和解码相关能力；同时，系统运行离不开电源管理芯片。
而在输入型脑机接口中，神经刺激或神经调控芯片则承担“写脑”功能，用于向特定脑区施加刺激，实现治疗或功能调节。也就是说，脑机接口芯片并非单一器件，而是覆盖“读脑—算脑—传脑—写脑”的完整器件体系。
这也是为什么，评价脑机接口芯片通常有多个指标。比如通道数，通道数直接决定系统同时监听多少神经活动，关系到意图解码的精细度与信息吞吐能力。然而通道数每向上走一步，背后都牵动模拟前端、滤波、模数转换、面积、功耗和发热的连锁上升。尤其对于植入式系统来说，功耗和热管理不是附属问题，而是安全边界本身。据悉，脑组织对温度变化高度敏感，温升超过2℃就可能造成不可逆损伤，因此高通道设计若不能同步解决低功耗与低发热，就很难真正进入临床可用阶段。
因此，脑机接口芯片真正比拼的，不是“参数越大越好”，而是在多个互相牵制的维度间寻找工程平衡。中国电子报曾报道：采集芯片的核心指标包括输入噪声、共模抑制比、信号采集范围等电气性能；而对于植入式医疗器械，还必须同时考虑体积、功耗、鲁棒性和可靠性。由于脑电及神经信号本质上是微弱模拟信号，芯片需要在极小体积内集成放大、滤波、模数转换等功能，对模拟电路设计和系统集成提出很高要求，因此ASIC成为主流技术路线。换句话说，脑机接口芯片的竞争，不只是数字算力问题，更是精密模拟、电源管理、系统封装和医疗级可靠性共同构成的复合型竞争。
Neuralink脑机接口传感器
从技术演进看，高通量、低功耗、小尺寸、可集成，已经形成相对一致的迭代方向。比如Neuralink，其N1 Chip试验版本传感器包含12个ASIC，共对应3072个“模拟像素”，每个像素包含模拟电路、滤波器等单元。对这类架构而言，设计重点有三个：尺寸尽可能小，以集成更多通道；功耗尽可能低，以减少发热、延长续航；噪声尽可能低，以保障信号质量。系统封装方面，Neuralink又通过对准和倒装芯片键合工艺，将3072个通道封装在23×18.5平方毫米面积内，并尽量保持线程横截面积更小，以降低对脑组织的影响。这里透露出的核心逻辑是，脑机接口芯片已不再是孤立的“电路设计问题”，而是在芯片架构、封装工艺与生物组织适配之间同步优化的系统工程。
另一条值得注意的趋势，是采集与刺激功能正在从分离走向一体化。当前采集芯片往往也集成神经刺激功能，Neuralink的ASIC即可在每个通道上进行电刺激，以满足调节神经活动需要。类似思路也体现在海南大学的高通量神经信号采集刺激芯片上，其芯片能够独立完成神经信号采集和数字化输出，并提供刺激通道。这意味着，未来的脑机接口芯片不只是“更会看”，还要“更会调”，并逐步朝双向闭环演进。对脑机接口而言，这一点意义重大，因为真正高水平的系统不是一次性读取大脑，而是能够实时感知、判断、反馈与调控。
在神经调控方向，安全性与效率将成为刺激芯片的核心分水岭。刺激装置首先要解决的是效率和安全问题。相关研究团队设计的八通道高压神经刺激集成电路，通过指数波形替代传统恒流刺激模式，在降低能耗的同时控制热量散发，并通过双相刺激电流配合主动电荷平衡减少组织损伤。这说明，神经调控芯片未来未必单纯靠提升刺激强度或通道数量取胜，而更可能依赖波形设计、能量利用效率和电荷安全控制能力。对于医疗用途尤其如此，任何刺激精度的提升，最终都必须建立在长期植入安全可控的前提之上。
海南大学脑机接口芯片在博鳌亚洲论坛展示
近日，海南大学脑机接口芯片在博鳌亚洲论坛展示，给我们提供了一个较完整的观察窗口：脑机接口芯片怎样从实验室技术，走向全链路器件能力，再走向量产和产业化。海南大学团队展示了三颗芯片：128通道高通量神经信号采集芯片SX-R128S4，32通道高自由度神经调控芯片SX-S32，以及低功耗无线传输芯片SX-WD60，分别对应“读脑”“写脑”“传输”三个关键环节。其中，128通道采集芯片被描述为实现商用神经信号采集芯片最高纪录级别的通道能力，同时功耗仅为同类产品五分之一；无线传输芯片则在接近蓝牙功耗的前提下将传输速率提升50倍以上。更重要的是，这不是孤立样片，而是被描述为一套“芯片组合拳”，体现出脑机系统底层器件的体系化构建思路。
从产业视角看，这类案例的真正意义在于“工程化跨越”。实验室样片和可批量生产、稳定供货的商业芯片不是一回事。很多高校芯片能发表论文，却跨不过量产门槛。海南大学的路径是“高校攻坚+企业转化+政策护航”：2024年成立成果转化公司承接工程化与商业化落地，目前产品已覆盖脑机接口从记录、刺激到通信的场景，且已有30多家相关企业和科研机构采购试用。这说明脑机接口芯片的竞争正在从“谁做出样机”转向“谁能稳定供货、支撑下游、降低成本”。一旦进入这一阶段，芯片公司的角色就不再只是科研参与者，而开始成为整个产业链中的基础设施提供者。
进一步看，脑机接口芯片的下一阶段方向将是多个方向重点攻关。第一，是更高通道密度。无论是3072通道级别的国际路线，还是1024通道、2560通道模块化方案，其本质都是在提升记录规模，为更高精度解码和更复杂神经交互创造条件。第二，是更优能效表现。通道密度提升若不能伴随能耗优化，就很难进入长期使用场景。第三，是更高集成度与更紧凑封装。无线、无电池、微型化植入体的目标，要求芯片本体、封装、互连工艺同步升级。第四，是更强的数据处理与系统协同能力。随着多模态、双环路、闭环神经调控方案出现，芯片不只是在前端采信号，更要与主控、算法、AI平台深度协同。Synchron与英伟达Holoscan平台合作，也正说明脑机接口硬件正在与高性能AI处理框架耦合，以降低延迟、增强隐私保护并提升交互直观性。
归根结底，脑机接口芯片之所以成为竞争焦点，是因为它处在产业链最上游，却决定着下游系统的大部分能力边界。信号能不能采到、刺激能不能精准、设备能不能长期植入、系统能不能做小、产品能不能量产，最终都要落到芯片这一层来解决。而这个领域正在从科研验证走向工程兑现，真正的分水岭不在概念热度，而在谁能把高通量、低功耗、低噪声、安全性、封装工艺和量产能力统一到同一套系统答案里。谁能率先完成这一步，谁就更有可能掌握脑机接口产业下一阶段的话语权。
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