近日，九峰山实验室在高通量DNA生物测序芯片工艺技术上取得重要突破，完成全流程流片验证，芯片各项电性指标均达预期。该技术将半导体工艺应用于生命科学领域，有望推动基因测序向便携化、低成本、高通量方向演进，加速走向普惠应用，为精准医疗与大健康产业注入新动能。
01
跨界攻关
以半导体工艺破解生命科学难题
基因测序是现代精准医疗的核心基础技术，其原理是精准读取DNA碱基的排列顺序，发现基因序列的细微异常，从而找出某些疾病发生的核心源头。在肿瘤早筛、遗传病诊断、病原微生物检测等临床场景中发挥着不可替代的作用。
由于肿瘤的突变位点、感染的病原体等信息隐匿在海量基因序列中，只能通过全基因组测序捕获致病线索，这就对检测通量提出了刚性需求。传统光学检测方案依靠荧光标记和显微成像，设备庞大、使用成本高，难以适配基层筛查、现场快检等场景。
图1： 应用于生命健康领域的DNA测序芯片，概念图
高通量测序芯片正是破解这些难题的关键。它相当于一个高速并行阅读的“超级读码器”，能在一次检测中同时处理海量DNA片段，通过检测碱基掺入时的电信号变化实现测序，具有成本低、通量高、体积小等显著优势。
九峰山实验室充分发挥化合物半导体微纳制造、精密器件设计的技术积累，推动半导体技术与生物检测技术深度融合，打造了高性能、可量产的测序芯片工艺解决方案。
02
挑战极限
破解高通量生物芯片制造瓶颈
作为半导体与生命科学深度交叉的尖端产物，高通量测序芯片研发制造门槛极高，高度依赖化合物半导体工艺、高密度电极阵列设计与微流控结构等多项尖端技术。其中，高密度阵列制备、纳米级套刻对准是核心工艺难点。
图2：九峰山实验室高通量密集纳米孔阵列扫描电镜图
为提升测序通量，芯片表面结合位点密度需不断提升，器件特征尺寸不断缩小，逐步逼近光刻设备衍射极限，极易影响制造良率与稳定性。针对该问题，九峰山实验室工艺技术团队优化现有工艺，通过点位精准识别、定点差异化曝光改良工艺，平衡了超高精密制造与全域性能均一性。
图3：九峰山实验室光刻制造中层内/层间套刻精度的极限优化
与此同时，多层结构之间的套刻精度要求极高，任何微小的对准偏差都可能导致芯片功能区域错乱。团队逐层拆解误差、修正补偿，实现了光刻机、掩膜版和晶圆之间的纳米级对准控制。
目前，该项目已完成全流程流片验证，芯片在通道一致性、信号质量、信噪比与数据产出效率等关键维度上表现优异，性能稳定，展现了良好的量产潜力。
03
跨界赋能
开启精准医疗新未来
基因测序技术的临床转化正在加速。2026年7月，IEEE正式发布《2030技术大趋势报告》，来自全球近40个国家的160余位专家将人工智能、能源、健康、空间与物理人工智能列为五大技术大趋势，其中健康产业将成为人工智能、生物技术与可穿戴硬件跨界融合的核心赛道，个性化医疗、基因工程与早期疾病诊断被认为是2030年前最具影响力的技术方向之一。
图4：IEEE《2030技术大趋势报告》，个性化医疗与基因疗法已迈入2030年“高成功率与高影响力”的商业化阶段。
未来，九峰山实验室将持续迭代芯片工艺与核心性能，以自主可控的半导体先进制造工艺，为国内精准医疗与大健康产业高质量发展夯实硬件根基。