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专访领挚科技|入局千亿规模生物芯片市场,基于TFT开发高通量DNA合成与数字微流控产品,未来将打造一体化芯片试验平台

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发表时间:2022-08-11 14:46作者:Lee

7 月 10 日,以“新生”为主题的首届合成生物学竞赛 - 创业赛 SYNBIO HIVE 于深圳成功举办,会上,来自杭州的领挚科技,凭借其基于薄膜晶体管(TFT)开发的新型生物芯片,获得融资组“SYNBIO FUTURE”金奖。


据悉,领挚科技成立于 2019 年 1 月,专注于 TFT 芯片在高通量 DNA 合成、有源数字微流控,以及生物传感等应用方向的研究。去年 9 月,该公司完成了由真格基金领投、十维资本跟投的数百万美元的 Pre-A 轮融资。


“借助此轮融资,我们明确了 TFT 应用于生命科学领域的战略方向,并基于此开展了数个细分应用方向的开发和推进。新一轮的 pre-A+ 轮融资目前已经接近完成,而接下来的 A 轮融资计划将于今年年底开始启动。”领挚科技合伙人兼首席市场官杨一行博士向生辉介绍说。


领挚科技 CMO 杨一行博士(左)和 CEO 冯林润博士(来源:受访者)


2007 年,从中国科学技术大学本科毕业之后,杨一行进入美国佛罗里达大学攻读博士学位,研究方向为半导体光电材料与技术。博士毕业后,他曾先后担任美国初创公司 NanoPhotonica 研发总监、TCL 工业研究院新型显示技术研发总监。今年 6 月,他正式加入领挚科技


据了解,领挚科技的创始人团队由一群专注于 TFT 技术研发且拥有产业化经验的资深成员组成。公司创始人兼首席执行官冯林润博士,本科和博士分别毕业于华中科技大学和上海交通大学,曾在英国剑桥大学进行博士联合培养,并任英国 NeuDrive 公司副总裁;公司联合创始人兼首席技术官刘哲博士,来自于 TFT 行业头部企业华星光电,拥有多年产业经验;公司联合创始人兼首席科学家郭小军教授,是全球 TFT 领域的资深专家,拥有近 20 年的新型半导体技术研究开发经验。


据介绍,领挚科技的技术研发团队目前有 20 余人,主要聚焦于 TFT 芯片设计以及配套外围系统的构建等。与此同时,随着公司生物技术团队的组建,整个研发团队规模仍在不断扩大中,预计年底将超过 40 人。


构筑核心技术壁垒,布局 TFT 在生命科学领域新应用


现阶段,领挚科技的业务布局主要分为两个板块,分别围绕 TFT 在光电领域和生命科学领域中的应用。


“围绕光电领域的业务板块,我们聚焦新的光电应用方向,针对新的应用场景、方向、技术等进行开发。”杨一行说道,“光电业务板块的产品线主要包括光电显示、光电传感,以及相关配套的驱动系统、测试系统等,目前都有标准化的产品已经上市。”


“TFT 在生命科学中的应用是我们未来的核心业务。”他指出,“目前,针对该业务板块还没有标准化的产品推出,这是由于我们当前并非采用‘产品销售’的模式,而是‘定制化技术合作开发’的模式,即针对不同客户设计开发不同的产品。”比如,合成生物学的客户需要用 TFT 芯片来进行 DNA 合成实验;数字微流控的客户的需求是用 TFT 芯片进行生物液滴操控等。


与此同时,“我们希望通过用 TFT 芯片技术替代现有方案,让更多客户看到 TFT 在生命科学领域中巨大的潜力和作用。”他说道。


领挚科技基于 TFT 的数字微流控技术(来源:公司官网)


据介绍,该公司的中长期发展规划将依然围绕在这两块业务。“随着光电领域业务逐渐成熟并趋于平稳运行,这块业务将会持续支撑公司前期乃至中期发展。”杨一行表示,“而 TFT 在生命科学领域的应用将会是一个巨大的增量市场,市场规模在未来还将不断扩大,相信将来会有非常大的业务增长,所以我们接下来会进行重点投入和布局,包括资金、技术人员等方面的投入等。”


对于公司在未来发展过程中可能会遇到的挑战,杨一行总结为市场和技术两个方面:


其一,市场方面。在把 TFT 推进到生命科学领域过程中,大众对于 TFT 应用的认知会经历一个过程,并且对其接受度也不尽相同,同时还涉及对原有习惯的颠覆、对原有业务的影响以及存在的风险等。“这是我们在市场开拓过程中可能遇到的关键挑战。作为应对方案,我们要通过更多成功应用的案例,来带动大众能够更广泛地接受它。”杨一行说道。


其二,技术方面。“国内少有企业把 TFT 用于生命科学领域,而我们自己也正在循序渐进地探索中,所以这就存在一些未知的技术风险,比如可能来自于有些技术规格指标难以达到,或最终达标但时间节点可能出现延期,以及由此导致出现资金风险和错过市场导入时机点的风险等。”他说。


作为技术挑战的应对方案,杨一行表示,首先,要把整个技术开发规划进行更好地拆解和梳理;其次,在国内外招募更多优秀的人才。“我们目前已经开始在布局和筹划了,计划将会于明年在海外设立分公司,其一是为了市场和客户的开拓;其二是能够吸引更多海外的优秀人才。”他指出。


领挚科技(来源:公司官网)


谈及领挚科技的竞争力,杨一行表示主要体现在“领域交叉”方面,具体而言,包括技术、专利以及商业模式三个维度。


第一,技术。“传统 TFT 早已广泛应用于光电领域,我们现在希望把 TFT 的应用从光电领域推向生命科学领域,在这个过程中需要对 TFT 底层电路模块进行针对性地重新设计与开发。”杨一行说道。


比如生物应用的信号一般较为微弱,需要开发信号放大的电路模块对信号进行放大,再比如生物应用中还会经常涉及到温度控制的模块等等。另外,用于生物实验需要考虑到生物兼容性问题,因此要选择合适表面材料对 TFT 进行表面工艺的处理,以满足生物试验的需求。


“TFT 芯片的底层电路模块,以及具有生物兼容性的新材料、新工艺等联合构筑起了我们在生命科学领域中的核心技术壁垒;此外,通过 TFT 底层电路模块并结合生物功能需求所开发的生物功能模块,如数字微流控模块、电化学检测模块等,进一步构筑了我们又一层的交叉技术壁垒。未来我们所有基于 TFT 的生命科学应用都将依托于所开发的这些关键技术。”他总结道。


第二,专利。“刚刚提到的这些关键技术,在传统 TFT 的光电应用中是不具备的,所以,我们开发出的这些核心关键技术都将进行相应的专利保护从而形成系统的专利布局。”杨一行表示,“这样做不仅对我们整个核心技术体系进行了完善的专利壁垒保护,同时也是领挚未来非常重要和极具价值的无形资产。”他补充说。


第三,商业模式。“我们做这件事情引入了一个特殊的商业模式,称为 TFT Fabless,类似于 IC 芯片领域的 Fabless。”杨一行解释说,“我们自己不进行 TFT 芯片的生产制造,而是首先根据下游客户的需求来进行 TFT 芯片的设计,完成以后交给上游的供应商,通过其成熟产线来进行 TFT 芯片的流片制造。想要‘打通’这种商业模式,需要熟悉上/下游客户,包括与上下游之间的沟通、衔接以及产业链整合等,而这,正是我们构筑的商业模式壁垒。”他表示。


基于 TFT 打造一体化芯片生物实验平台


溯源为什么把 TFT 技术用于生命科学领域,杨一行坦言,其实是受到了 IC 芯片应用的启发。据介绍,针对生命科学领域,相较于 IC 芯片,TFT 芯片的优势主要体现在两个方面:


第一,成本。“目前,IC 芯片的定制化流片费用已经千万级起步,相较之下,TFT 芯片的花费则要低得多,不论是前期研发还是后期量产,TFT 芯片都更具有成本优势。”他解释道,“就现阶段而言,尺寸大小以及相应的成本可行性限制了 IC 芯片在生命科学领域中的广泛应用。”


“同时,产能也是 TFT 芯片的优势。”杨一行表示,“IC 芯片目前存在产能紧张、技术壁垒、知识产权等一系列问题,而相比之下,国内 TFT 芯片的产能则非常丰富,并且在量产上也没有太多的技术壁垒限制。”


第二,应用场景。“不可否认,单从‘性能’参数看,TFT 芯片是不如 IC 芯片的。”他说道。比如 IC 芯片应用最为广泛的处理器产品拥有强大的运算能力,而目前的 TFT 芯片是几乎没有引入运算能力的,通常需要借助外围的 IC 驱动系统来实现运算功能。


“但性能强大的 IC 芯片用在生命科学领域有时就有些‘大材小用’,同时由于前述的尺寸及成本可行性问题,导致一些生命科学的应用场景无法使用 IC 芯片。相较之下,TFT 芯片反而成为更好的选择,我们推测 TFT 芯片在理论上完全可以胜任生命科学领域的绝大部分应用场景。这就带来了非常大的想象空间,今后有望能把所有的生命科学的试验操作都转移到 TFT 芯片上来进行。未来,就有可能开发出基于 TFT 的一体化芯片试验平台(lab-on-a-chip),进而实现生物试验的数字化、编程化。”杨一行指出。


TFT 芯片现阶段在生命科学领域的应用场景覆盖还不多。“对此,我们希望通过对不同应用场景进行逐个开发、逐渐积累,最终实现对绝大部分的生物应用场景的覆盖。届时,新的生命科学应用场景就可以通过将所需的已有生物功能模块进行整合来快速实现,类似于拼积木一样进行搭建。如此一来,未来就可以实现一体化的生物实验平台。”他说道。


谈及生物芯片产业层面,杨一行介绍说,“生物芯片其实是一个比较大的范畴,而我们聚焦的是带有电路控制的生物芯片。全球层面,目前生物芯片领域的市场规模接近 200 亿美元,并且这将会是一个快速发展的增量市场,未来有可能达到千亿美元的市场规模。”


领挚科技开发的用于 DNA 合成的 TFT 芯片(来源:公司官网)


领挚科技开发的 TFT 生物芯片应用方向现阶段主要围绕数字微流控、DNA 合成、体外诊断、生物传感等方面。“这些都是 TFT 芯片在生命科学领域中很具有代表意义的应用案例,随着局部应用的不断成熟,新的应用也将不断丰富。尽管目前 TFT 芯片在生命科学领域的应用还处于相对初期的阶段,但我觉得它未来的应用前景将是非常广阔的。”杨一行总结道。


参考资料:

1.https://www.linkzill.com/

2.https://www.linkzill.com/col.jsp?id=101

3.https://www.linkzill.com/col.jsp?id=103

4.https://www.linkzill.com/nd.jsp?id=95#_np=104_3082SS



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