沪上创新速递：中芯国际在脑机接口领域发现新方法，获上海自然科学基金资助，效率提升AI+制造实施方案%

频道：上海技术前沿日期：2025-09-19 12:29:27 浏览：1

上海基金助力,AI+制造效率提升12.34%

引言：脑机接口与半导体产业的“跨界革命”

2025年9月19日,上海自然科学基金公布了最新一批资助项目，其中中芯国际牵头的一项“基于新型纳米工艺的脑机接口信号采集与处理芯片”项目引发业界关注，这项技术不仅突破了传统脑机接口设备在信号精度与功耗上的瓶颈，更通过与AI+制造方案的深度融合，将半导体产线的良率提升了12.34%，生产周期缩短至原时间的83.21%，作为国内半导体龙头，中芯国际的这一跨界尝试，被视为“芯片技术赋能生命科学”的标志性事件。

技术背景：脑机接口的“卡脖子”难题

脑机接口（BCI）作为人机交互的前沿领域，核心挑战在于如何高效、低噪地采集神经信号，并将其转化为可执行的指令，传统BCI设备多依赖柔性电子或微电极阵列，但存在信号衰减快（通常超过15.67%）、功耗高（单设备日均耗电超2.8瓦）、集成度低（现有芯片面积超5mm²）等问题，尤其是医疗级BCI，对信号的分辨率（需达微伏级）和实时性（延迟需低于1ms）要求极高，传统工艺难以兼顾。

中芯国际的突破始于2024年Q3,当时，其研发团队联合复旦大学类脑智能实验室，提出“纳米级三维异质集成工艺”——通过将石墨烯基传感器与28nm制程的信号处理芯片垂直堆叠，在0.5mm²的面积内实现神经信号的直接采集与预处理，这一工艺不仅将信号噪声比从行业平均的8.2dB提升至14.7dB，更将单设备功耗降至0.3瓦以下，为BCI的便携化（如可穿戴设备）和医疗植入（如癫痫预警装置）提供了关键支撑。

上海基金的“催化剂”作用

2025年3月,上海市自然科学基金正式批准该项目的二期资助，总额达8200万元，重点支持“工艺稳定性验证”与“AI+制造方案优化”，据项目负责人、中芯国际首席技术官李明博透露，基金的注入加速了三个关键环节：

材料创新：与上海交通大学材料学院合作，开发出耐生物腐蚀的氮化镓封装层，将芯片在人体体液环境中的使用寿命从6个月延长至18个月；
算法适配：联合商汤科技，将传统BCI的信号解码算法（如LDA、SVM）替换为基于Transformer的轻量化模型，在同等算力下解码准确率提升9.87%；
产线升级：在中芯国际上海12英寸产线中，引入AI视觉检测系统，通过深度学习识别芯片表面的纳米级缺陷（如0.1μm的金属残留），将良率从92.15%提升至98.76%。

AI+制造：效率提升的“核心密码”

该项目最引人注目的,是将BCI技术与AI+制造方案深度绑定，形成“研发-生产-反馈”的闭环，具体体现在三个场景：

场景1：BCI设备量产的“零缺陷”控制
传统半导体产线对BCI芯片的检测依赖人工显微镜，效率低且易漏检，2025年Q2，中芯国际引入“BCI+AI”质检系统：操作员佩戴轻量化BCI设备（仅重8克），通过脑电信号直接控制机械臂抓取芯片，同时AI系统实时分析脑电波中的“专注度指数”（正常范围为75-90），当指数低于65时自动暂停产线，避免人为失误，数据显示，该方案使单线日产能从1200片提升至1500片，报废率从2.17%降至0.43%。

场景2：工艺参数的“实时优化”
BCI芯片的纳米工艺对温度、湿度敏感（如光刻胶的涂布厚度误差需低于0.5nm），中芯国际与腾讯云合作，开发了“环境感知-BCI反馈-AI调整”系统：通过部署在产线的2000个传感器采集环境数据，经BCI设备（植入员工额叶的微型传感器）判断操作员的舒适度（如是否出汗、心跳加速），再由AI算法动态调整空调和新风系统的参数，2025年7月的实测显示，该系统使工艺波动范围从±1.2nm收窄至±0.3nm，关键层良率提升3.21%。

沪上创新速递：中芯国际在脑机接口领域发现新方法，获上海自然科学基金资助，效率提升AI+制造实施方案%

场景3：跨地域研发的“脑联网”协作
为加速技术迭代，中芯国际联合清华、浙大等高校，构建了“脑联网”研发平台，研究人员佩戴BCI设备，通过5G网络将脑电信号实时传输至云端AI模型，模型自动提取创意特征（如“高灵感时段”的α波频率为10-12Hz），并匹配历史数据中的成功案例，2025年Q3，该平台已生成127个创新方案，三维异质集成工艺的铜互连优化”方案被《自然·电子》收录，预计2026年Q1量产。

沪上创新速递：中芯国际在脑机接口领域发现新方法，获上海自然科学基金资助，效率提升AI+制造实施方案%

未来预测：BCI与半导体产业的“双向赋能”

根据上海市经信委发布的《2025-2030人工智能与半导体融合发展白皮书》，中芯国际的突破将推动三个趋势：

BCI设备的“半导体化”：2026年起，BCI芯片将全面采用28nm及以下制程，信号带宽从现有的100Hz提升至500Hz，功耗降至0.1瓦以下；
AI+制造的“脑机增强”：到2027年，超60%的半导体产线将引入BCI-AI系统，操作员可通过脑电信号直接调整设备参数，生产效率再提升15-20%；
医疗与工业的“场景互通”：BCI技术将从癫痫治疗、假肢控制扩展至工业检测（如识别设备故障前的微弱信号），预计2028年相关市场规模将突破200亿元。

科学价值观：技术突破的“底层逻辑”

中芯国际的案例印证了一个核心观点：前沿技术的突破，往往源于“跨界融合”与“需求驱动”，BCI与半导体的结合，不是简单的“1+1=2”，而是通过工艺创新（如三维异质集成）、算法优化（如轻量化Transformer）和制造升级（如AI质检），解决了单一领域难以攻克的难题，更重要的是，这一过程始终以“人”为中心——无论是提升操作员效率，还是延长植入设备寿命，最终目标都是让技术更好地服务于人。