微流控芯片灵敏度概念和原理（每刻深思如何借）

作者｜周雅配图｜扈佃杰

选赛道，如果是创业的第一道题，那么它往往是道单选题，创业者必须给出一个心无旁骛的答案。对邹天琦来说，他的答案是模拟计算，而且为了验证这个答案，他坚守了8年。

故事最早还得追溯到邹天琦的读书时期。邹天琦是科班出身的创业者，十多年前，他在德国卡尔斯鲁厄大学电子系攻读本科和硕士，研究的是“智能传感芯片和系统”。后来又作为访问学者，来到清华大学电子工程系智能感知集成电路与系统实验室，在这里，他聚集了创业最重要的力量——“团队”。

首先是邹天琦口中的“乔飞老师”，乔飞当时担任清华大学电子工程系电路与系统研究所副研究员、首席科学家，科研成果已经达到世界领先水平、且已经具备产业化的条件。乔飞不经意间抛出的一句话，“希望将科研成果应用于产业化以造福人类”，说到了邹天琦的心坎上，两人便打算创业。随后，两人又找到当时同在实验室攻读博士学位的刘哲宇，后者听闻计划后放弃了海外深造机会。就这样，志同道合的三个人，共同搭建了「每刻深思」公司的雏形。

从左至右：每刻深思首席科学家乔飞，每刻深思CEO邹天琦，每刻深思CTO刘哲宇

让三个人下定决心创业的，是源于两个层面的思考。宏观而言，他们认为中国半导体产业将迎来发展的黄金十年；微观而言，他们认定的技术流派——模拟计算，是解决国内芯片自给自足的绝佳选择。邹天琦说，尽管人类现在习惯了数字计算，但随着摩尔定律逐渐放缓，模拟计算的优势则会凸显——可以做到更高效率解决复杂计算问题，且低功耗、低时延、低成本。

不过对于芯片产业而言，看好一个架构流派，还远远谈不上成功。产品研发和市场验证，是芯片创业者面前的两座大山，特别是后者，半导体产业的“高精坚”属性，决定了它注定是一项耗时、耗力、耗钱、还极难的工程。

邹天琦的做法是将两座大山凿通，通过将「技术研发」和「用户需求」相结合，尽可能缩短路径。经过深究和思考，他很快将方向定在「声学和视觉等多模态感知领域」。

每刻深思的技术研发基因自然是足的，而为了补更好了解用户需求的功课，邹天琦决定深入一线。他曾在北京寒冬的12月申请成为“美团骑手”，买了个外卖箱，去当外卖小哥，只是因为他们是产品生态的潜在群体。

天道酬勤，邹天琦的外卖体验给他带来了收获。当时他接到了母校清华大学的订单时，跑去东南门送货，结果被保安拦截，不让外卖进校。祸不单行的是，他的手机又因室外气温过低关机，最后外卖没能及时送到，反被扣了钱。倒霉的经历却让他灵光一闪：公司产品研发，就应该从帮助用户提高工作效率开始，尤其是餐饮外卖这样的场景。这一段经历，也让邹天琦在构思公司使命时，想出这样一句话——“更强感知、更低功耗”。

然而，即使团队完备，思路清晰，他们还是耗了8年时间，历经18次流片，才最终完成了传感器模拟计算IP验证，打造出了理想中的那颗“超低功耗、超近传感”芯片。

8年磨一剑，每刻深思公司最终也于2020年成立，成为一家拥有自研核心技术的“感算共融”的智能芯片设计公司。在公司的介绍中，所描述的措辞是“用可持续智能感知的超低功耗芯片，来提高产品的智能化水平和续航能力，公司产品广泛应用于新零售、可穿戴设备、机器人感知、无人机等亿级的市场行业中”。

在采访中，我好奇问道，公司为什么名为“MakeSens”？他说，一是指代make sense，公司要坚持做有意义的事情；二是指代smart sensing，公司的关键技术智能感知。公司中文名「每刻深思」，更强调了持续学习，每日三省吾身，于是就有了公司的价值观——“务实真诚 敢想敢干 目标坚定 持续学习”

颠覆者姿态：模拟信号才是世界本质

科技行者：公司将「模拟计算」作为一个主攻方向，可能一些人不太明白「模拟计算」和「数字计算」，它们的区别是什么？

邹天琦：首先，集成电路（IC，Integrated Circuit）的发展史就是从模拟开始的，后来为了做大规模集成，所以就把模拟电路内化成数字，这样更方便上机做大规模逻辑计算，也方便设计工程师去做一些设计编程，所以本质上两者都是模拟的。

其次，世界原本也是模拟的。模拟计算和数字计算是两种不同的信号类型：模拟信号是实数、非确定性逻辑、连续的；数字信号是整数、确定性逻辑、二进制（0和1）。所以我们真正在物理世界中看到的、听到的、摸到的东西，如果转换成信号的话，它都是模拟信号，只不过为了使计算机更好地去做逻辑计算和编程，才把它内化成数字信号，所以其实模拟信号才是这个世界的本质。

因此，依据“第一性原理”，我们想用模拟计算去打通物理世界和数字世界接口的瓶颈。把思路转换到技术层面、产品工程层面，还因为模拟计算也同时意味着更低的功耗、更低的时延和更低的成本。

2012年，乔飞老师刚开始布局这个领域时，做了很多前瞻性的深刻思考（High level层面），才最终选择「模拟计算」芯片这个方向。

科技行者：所以说模拟电路有它的特色？

邹天琦：对，在上世纪五十年代，贝尔实验室发现了半导体，又把它变成集成电路，从10个晶体管变到100个晶体管，都是「模拟电路」。后来晶体管变多了，才变成「数字电路」。

所以，数字电路和模拟电路在物理上是一样的，是晶体管集成到一起的一些排布。只不过我们去看信号时，一些信号做了两种不同的分类或处理，有的处理成模拟信号，有的处理成数字信号。

数字电路本质上也是模拟电路。比如0.6和0.7的电流，如果是模拟电路，它就是0.6和0.7；如果是数字电路，它都是1（大于0.5都是1，小于0.5都是0），这样更方便分类，不容易出错。但是，如果要用数字表示0.6或0.7，晶体管是不够的，因为需要多个晶体管才能表示1这个数字，所以这就是数字电路的局限性。

所以，模拟电路可以更高效率去表达，也可以更好地被你控制。

科技行者：有没有可能，某些场景只用了模拟电路，或者某些场景只用了数字电路？

邹天琦：有可能。现在很多电源芯片、功率半导体、模拟器械等，依然是模拟电路。

不过，一些模拟电路头部公司（在美国有德州仪器和亚诺德，在国内上市公司有圣邦微、斯瑞浦和纳芯微），却都没有用「模拟电路」去做「逻辑电路（计算）」，而是用它去做了很多其他共用的「集成电路」。

而集成电路的分类很多，按功能类型分类，有传感、计算、通信、存储等；按电路类型分类，有逻辑电路、功率、分立器、特殊工艺传感器等，虽然分类多，但计算芯片在过去三四十年都是用数字电路。

那现在为什么要做模拟计算（用模拟电路）呢？有几个原因：

第一，摩尔定律在不断放缓，产生了很多局限性：数字电路不可能不断去把工艺节点做小、性能提高、成本降低；第二，整个芯片制造端当前受到了很大限制。所以，在先进的工艺上，用模拟电路去做计算，正好可以弥补这两个痛点：一是它不依赖先进工艺，二是它从制作工艺节点可以实现很高效率的计算。

科技行者：从这个角度看，模拟芯片未来有可能取代一部分数字芯片？

邹天琦：是的，特别是在对功耗成本要求很高的场景下，用模拟电路去做计算会非常合适。

在这种场景下，便携式设备或电池供电的设备越来越多，比如手机、耳机、手表、AR/VR眼镜、手持医疗设备、无人机、大的电动车，它们的共同点是都有power hungry（高耗电高耗能），对功耗有很高要求。这些设备里以前没有模拟芯片，现在会越来越多，一是因为摩尔定律的放缓，对新兴工艺的依赖和瓶颈；二是因为有些新场景，也要求我们要用新的电路和架构去面临这些挑战。

当然，模拟芯片也不会完全消灭掉数字芯片，就像我刚才所说，集成电路有很多分类，不是说完全倒转过来，剑走偏峰的一类把另一类完全干掉。

8年18次流片：这个行业有一定赌的成分

科技行者：我发现咱们公司的口号极具豪情壮志“半导体行业的颠覆者”，这并不简单，咱们的底气何在？

邹天琦：我觉得来源于「积累」。半导体是一个工程学科，不是理科，是应用学科。若要在「应用学科」做“颠覆式创新”，它的周期比理科相对短一些（理科可能需要二十年）。

积累的关键是「技术团队」。公司起源于清华电子系实验室团队，从2012年起，我们在这条技术路线上不断深耕，且不计回报式的。2012年-2020年8年间进行了18次流片，因为模拟技术无法像数字芯片那样通过仿真来研究，必须流片把它制造出来、测试之后看结果再迭代，这对于资金投入、技术难度、特别是时间成本都有极高要求。

而大概5年前，随着技术迭代成熟，我们的技术被几家大厂在横向合作中商用了（尽管当时用的只是一个IP），也给我们很大信心，侧面证明了它的可商用性、量产能力和价值，这也是我们底气的来源。

如果说在学术方面，我们团队在国内外都是第一梯队，能称得上是学术上的“顶天”，在商业应用上我们也践行了 “立地”。

有了“顶天立地”的基础，也就有了公司“引领下一代低功耗技术，成为国产高端和生态平台，成为一家受人尊敬的集成电路企业”的使命愿景。

科技行者：“顶天立地”的形容真是绝绝子。应用“立地”时，你们主要把应用场景放在「可穿戴」和「边缘计算」，这是出于什么考虑？

邹天琦：主要是因为这些场景对低功耗有强烈要求。所以可穿戴设备里面的计算芯片虽然现在是数字计算，但最有可能被模拟计算替代掉，或者替代一部分功能。有了模拟芯片，能让可戴时间更长。

概括而言，需要嵌入式电池供电的设备，对低功耗有强烈需求的场景，都是模拟计算的绝佳阵地。技术本身是为了解决实际生活中的一些问题，或者说技术是为了让大家的生活变得更好，解决痛点，就是技术的价值。

科技行者：商业逻辑是很缜密的，不过具体场景的挖掘过程不容易吧，中间经历了一个怎样的过程？

邹天琦：这就要从2012年开始算起 ，也确实很难。刚开始走了很多弯路，因为我之前没有产品定义的经验。

芯片公司定义一个产品，起码要半年，做产品通常是一年半，加起来要两年（这还是往少了说）。很考验产品定义和做事的勇气，因为谁都不知道两年后，是否会被客户认可，整个过程有一定“赌”的成分。

科技行者：后来是否总结了一些经验之谈？

邹天琦：经验是技术好固然重要，了解实际需求同样重要，比如“存储器多大”“主频多高”“什么样的接口”“什么样封装”“尺寸多小”等等，都需要从客户那里得知。

后来，我们客户群大都是消费类电子，集中在华南地区，我们就经常跑华南区，一方面培养客户关系，另一方面了解市场需求。

帮客户尽可能找到产品和场景匹配的最优解，就是公司产品经营的过程，我们必须把自己放在客户下游的土壤中。

科技行者：除了最终客户，咱们有和一些英特尔、华为这样的巨头伙伴合作研发的经验，怎么赢得他们的目光和认可？

邹天琦：首先模拟芯片极具颠覆性，其次我们又出了成果，确实阶段性证明了自己，这就是大厂最喜欢的，新东西对大厂而言也是新机会。

科技行者：我突然很好奇，数字芯片和模拟芯片，咱们比国外哪个差距更大一点？

邹天琦：我觉得差距都很大。数字芯片到一定阶段，需要更高制程，在生产上存在很大差距。传统的模拟芯片，如果做功率的传感器，差别也很大，因为它涉及到特殊工艺。

但是模拟计算不一样，你可以用成熟的制程来做，也可以用哪怕40纳米来做，一是制程上没差距，二是性能上又可以直接去干数字芯片的活儿，所以算是一个弯道超车。

科技行者：降低上游依赖，让核心产业弯道超车。

邹天琦：对，是这样的。

创业心经：千金难买早知道

科技行者：咱们公司是一个学术成果转化而来的公司（从清华电子系），但是貌似高校的学术成果转化的成功率似乎不高，你觉得背后有什么原因？

邹天琦：有很多原因。首先，它到底是不是一个能商用落地的学术成果，这是一个问号。其次，这个团队是不是一个能够工程化量产的团队，这也是一个问号；另外，产品方向选择对不对，这又是一个问号。三个问号，我觉得能够把这些问题回答上来的很少，所以很正常。

其实国外的学术成果转化率也不高。但国外有很好的创业退出机制，比如公司经常被巨头看中而被并购，不一定非要上市。国内的并购的机会就少一些。

国内也有好的学术成果转化案例，比如华海清科、高德红外、隆基股份。从实验室到公司上市就是一个小概率事件。不过，从哲学的角度看，不难也就不珍贵了。

科技行者：创业一路走来，回过头看有什么事情是应该提前“早知道”的？

邹天琦：有五个“早知道”。

第一，不合适的同事，要尽快结束合作，对双方都好；

第二，招人和找人，要着重看对方的动力和持续学习能力；

第三，合作推进一开始就顺利的出奇的人，要“丑话说在前头”；

第四，融资要准备好再开始，不用盲目见投资人；

第五，要多留思考的时间。

科技行者：这个思考框架很有启发性，那还有什么是决定创业之前要更“早知道”的？

邹天琦：

第一，练好身体；

第二，好的联合创始人很重要，需要“互补且互信”，能力、经历、背景不同但目标、愿景、价值观一致当然最理想，因为大部分联合创始人朋友圈趋同，很难找到前者完全不同互补的，但后者一致很重要；

第三，“钱”-“人”-“产品”是不断迭代的，所以要先“搞钱”，不要幻想没“钱”就有“人”和“产品”。

科技行者：最后，既然公司名叫“每刻深思”，你自己每天深思最多的问题是什么？

邹天琦：我现阶段思考最多的就是方向，公司要朝哪走，做什么产品？

“找人”“找钱”“找方向”三件事永远是重点，但三件事不太能够并行，必须一个阶段只有一个侧重点。

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