Candies Silicon · Bio-Electronic
Candies BioSi-X
全球首款混合生物-硅基处理器，生命与计算的终极融合
- 2nm 工艺
- 10⁹ OECT 阵列
- 0.01 pJ/开关
- 99.99% 生物相容
核心指标
0+
OECT 阵列密度
0
pJ/开关 超低功耗
0
% 生物相容性
0
ms 生物信号延时
Bio-Silicon Fusion
混合生物-硅基核心技术
从 10⁹ 级 OECT 阵列到可降解瞬态电子，生命与计算的融合。
OECT 阵列 · 离子级计算
10 亿级有机电化学晶体管阵列，利用离子-电子耦合实现模拟域生物信号处理，功耗仅 0.01 pJ/开关，比传统 CMOS 低 3 个数量级。
多模态生物传感融合
同时检测离子浓度、pH、葡萄糖、神经递质等 12 种生物标志物，fM 级灵敏度，<0.3 ms 响应，支持实时活体监测。
离子电子耦合界面
首创离子-电子双向信号转换，支持从活体组织读取离子信号并以电子信号反馈刺激，实现真正的生物-数字双向通信。
可降解瞬态电子
镁导线、硅纳米膜、丝蛋白封装，完成使命后可编程降解（24 小时至 6 个月），降解产物完全生物相容，零电子废弃物。
Hybrid Architecture
Candies BioSi-X 混合架构
BioSi-X 采用三层异构集成：顶层为 10 亿级 OECT 生物传感阵列（有机半导体沟道），中间层为离子-电子耦合转换层（16-bit ADC 阵列），底层为硅基数字计算核心（ARM Cortex-M7 × 4 + 生物信号加速器）。三层通过柔性聚酰亚胺基板集成，可贴附活体组织表面，实现从生物信号采集到数字计算的全链路处理。
OECT 传感阵列层
10 亿级有机电化学晶体管阵列，PEDOT:PSS 沟道，离子-电子耦合信号采集，fM 级灵敏度，<0.3 ms 响应时间。
离子-电子转换层
16-bit SAR ADC 阵列（10 MS/s），将 OECT 模拟信号转换为数字域，同时支持反向刺激信号的数模转换。
硅基数字计算层
ARM Cortex-M7 × 4 + 生物信号处理加速器，4 MB SRAM + 64 MB MRAM，BLE 5.3 / NFC / 离子耦合通信。
Applications
生物电子应用场景
从脑机接口到环境监测，生物混合智能的应用前沿。
脑机接口
高通道数柔性皮层贴片，意念控制假肢/光标。
连续健康监测
多指标无创监测贴片，72h 后自动降解。
药物释放控制
生物信号触发的智能药物释放系统。
神经修复
OECT 阵列桥接损伤神经，促进再生。
水质监测
部署式生物传感器网络，实时检测污染物。
食品安全检测
智能包装标签，实时检测新鲜度/毒素。
土壤分析
可降解传感器监测土壤重金属/营养物。
空气品质
生物传感器检测 VOC、过敏原、病原体。
活体神经网络计算
培养神经元 + OECT 阵列混合计算系统。
类器官智能
脑类器官与硅基计算的混合智能平台。
生物分子计算
蛋白质折叠/酶催化反应的模拟域计算。
细胞工厂监控
实时监控细胞培养/发酵过程的多参数。
Performance
性能基准
与传统生物传感器及硅基方案的关键指标对比。
实时神经信号解码（1024 通道）
快 17×- Candies
- 0.3 ms 延时
- 传统脑机接口（Blackrock）
- 5 ms 延时
多标志物并行检测
4× 检测维度- Candies
- 12 种标志物
- 商用生物传感器
- 3 种标志物
阵列集成密度
10⁵× 密度提升- Candies
- 10⁹ OECT/cm²
- 学术前沿
- 10⁴ OECT/cm²
开关能量效率
降低 1000×- Candies
- 0.01 pJ/开关
- CMOS 28nm
- 10 pJ/开关
测试环境：Linux 6.8、Candies Driver 3.2、室温 25°C。结果仅供产品对比参考。
Case Studies
应用案例
从脑机接口到环境传感，BioSi-X 的产业实践。
神经医疗
高带宽脑机接口
BioSi-X 贴附于大脑皮层表面，1024 通道 OECT 阵列实时解码神经信号，实现意念控制假肢，延时仅 0.3 ms，比传统方案提升 17 倍。
改进前
传统硅电极 128 通道，5 ms 延时，需开颅植入
改进后
BioSi-X 1024 通道柔性贴附，0.3 ms 延时，无创部署
- 解码延时 ↓ 94%
- 通道数 8× 提升
可穿戴医疗
连续健康监测贴片
BioSi-X 柔性贴片贴附皮肤，同时监测血糖、乳酸、pH、体温等 12 项指标，数据实时上传云端 AI 分析，72 小时后自动降解。
改进前
单指标检测设备，需指尖采血，不连续
改进后
12 指标连续监测，无创，自动降解免回收
- 检测指标 12 种
- 患者依从性 ↑ 300%
环境监测
环境生物传感网络
在河流中部署 BioSi-X 传感器阵列网络，实时检测重金属、有机污染物、微生物等 12 种水质指标，监测完成后芯片自然降解，零污染。
改进前
实验室采样分析，24-48 小时出结果，设备需回收
改进后
现场实时监测，分钟级预警，自动降解零污染
- 响应速度 ↑ 1440×
- 环境影响 零污染
Specifications
系统规格
OECT 核心、生物接口、混合架构与瞬态模式参数。
OECT 计算核心
| OECT 阵列规模 | 10⁹ (10 亿) 有机电化学晶体管 |
|---|---|
| 沟道材料 | PEDOT:PSS / 石墨烯复合有机半导体 |
| 开关功耗 | 0.01 pJ/开关（比硅基 CMOS 低 1000×） |
| 跨导 | 50 mS（传统硅基 FET 的 10000×） |
| 工作电压 | 0.1 - 0.5 V（生物安全电压范围） |
生物接口层
| 传感器类型 | 离子 / pH / 葡萄糖 / 乳酸 / 多巴胺 / 神经递质 |
|---|---|
| 检测灵敏度 | fM 级（10⁻¹⁵ mol/L） |
| 响应时间 | <0.3 ms（实时神经信号捕获） |
| 生物相容性 | 99.99%，通过 ISO 10993 全项认证 |
| 电极材料 | PEDOT:PSS / 金纳米粒子 / 丝蛋白封装 |
混合架构
| 数字核心 | ARM Cortex-M7 × 4 + 生物信号处理加速器 |
|---|---|
| ADC 精度 | 16-bit SAR，10 MS/s 采样率 |
| 片上存储 | 4 MB SRAM + 64 MB MRAM |
| 通信接口 | BLE 5.3 / NFC / 生物无线（离子耦合） |
| 封装 | 柔性聚酰亚胺基板，可贴附曲面组织 |
瞬态降解模式
| 降解材料 | 镁导线 / 硅纳米膜 / 丝蛋白封装 |
|---|---|
| 降解时间 | 可编程 24 小时 - 6 个月 |
| 降解产物 | CO₂ + H₂O + 生物相容有机物 |
| 触发方式 | 远程指令 / 生物信号阈值 / 定时器 |
Bio-Electronic Computing
生物电子混合计算技术
有机电化学晶体管、生物传感器阵列、离子-电子耦合界面、可降解电子器件与活体-硅基混合系统等技术模块说明。
有机电化学晶体管
核心离子-电子耦合的高增益生物接口器件
高跨导放大
跨导可达 mS 级，比传统 FET 高 1000 倍
低工作电压
工作电压 <1V，适合可穿戴和植入式应用
生物相容性
有机材料与生物组织界面友好，可长期稳定工作
生物传感器阵列
前沿多模态、高通量的生物化学检测平台
多目标检测
单芯片集成数百至数千个传感单元，同时检测多种标志物
实时监测
连续在线监测，时间分辨率达毫秒级
微流控集成
与微流控芯片集成，实现样本自动处理和检测
活体-硅基混合系统
生物组织与电子器件的深度融合
神经接口
高密度电极阵列记录和刺激神经信号
类器官计算
利用脑类器官的生物神经网络进行计算
闭环控制
感知-计算-执行闭环，实时响应生物信号
Comparison
行业对照
与学术前沿及商用生物传感器的关键指标对比。
| 指标 | Candies Semiconductor | 传统方案 |
|---|---|---|
| OECT 阵列规模 | 10⁹（10 亿） | 学术前沿: ~10⁴ / 商用: ~10³ |
| 开关功耗 | 0.01 pJ | CMOS: ~10 pJ / 学术 OECT: ~1 pJ |
| 跨导 | 50 mS | 硅基 FET: ~5 μS / 学术 OECT: ~10 mS |
| 生物相容性 | 99.99%，ISO 10993 全项认证 | 硅电极: ~85% / 柔性电极: ~95% |
| 多模态传感 | 12 种生物标志物并行检测 | 商用: 1-3 种 / 学术: ~5 种 |
| 可降解能力 | 可编程降解，24h - 6 个月 | 不可降解 / 学术: 固定周期 |
FAQ
常见问题
生物电子混合计算的技术原理与安全认证。