基因检测增长迅猛,「微基因」突破“芯”技术,构建基因+健康管理生态
作为新时代的“生物黑科技”,基因检测已经入选 MIT 全球十大突破性技术。
这项独特的技术,可以解读每个人身上独一无二的“健康密码”,了解自身的疾病风险、遗传病携带、营养需求等方面特质。最经典的例子莫过于好莱坞明星安吉丽娜·朱莉,她通过基因检测发现自己的乳腺癌风险高达 87%,经过理性考虑,最终选择了预防性双侧乳腺切除。
经过接近十年的市场教育,越来越多的人意识到基因检测的价值。在美国,近几年个人基因检测服务市场增速极快,以健康管理为核心的 23andMe、主打祖源服务的 AncestryDNA 等公司,检测人数已超过 2500 万。而在我国,大众市场对基因检测的接受度也开始提高。数据显示,2018年国内接受个人基因组检测的消费者只有100万,而预测到2022年人数会逼近2000万,正处于快速发展的阶段。
在这条增长迅猛的赛道中,「微基因」是受到资本追捧的早期入局者。36氪获悉,微基因做出了突破性的进展,自主研发了专为中国人定制的CGA 科研级基因芯片——WeGene 3.0。
检测技术持续升级,重「芯」定义基因检测
横向来看整体市场,玩家们普遍有两条技术路线,一是基因捕获测序技术,这是一种对特定基因组进行抓取并检测的技术;另一种方式是采取高通量全定制基因芯片技术,这是一次性检测数十万代表性位点用于解读的技术,微基因正是应用这项技术的典型代表。
经过近几年的国内市场探索和竞争,芯片检测技术已成为个人基因组检测服务领域应用最主流的检测方法。相比基因捕获测序技术,高通量基因芯片检测具有多种优势,包括准确性高、检测通量高、检测成本低等。
高通量基因芯片,是一种技术门槛相对更高的检测方式。那么,为什么微基因一直坚持做高通量全定制基因芯片呢?微基因创始人郑强向36氪表示:“微基因希望向消费者提供的是长期健康管理服务,这不是检测一两个位点就可以给用户答案的,只有更为全面的数据才能支撑长期可持续的健康管理。”
基因检测公司选择基因芯片时,通常采购普通商业芯片,或者自己定制芯片。一般普通商业芯片由芯片制造商提供,如 Illumina 和 Affymetrix 等;而为了提升自身检测能力和后续对基因组数据的挖掘能力,有足够技术储备的检测公司往往会选择自己定制芯片。
微基因在短短6年间多次定制升级芯片,完成了从定制芯片到自主研发的跨越。从一开始的 Affymetrix 全定制芯片,到用自有算法重新设计 GSA 芯片骨架的 illumina 进口芯片,再到最近上新的 WeGene 3.0——针对中国人群自主研发的 CGA 科研级基因芯片。
WeGene 3.0所用到的CGA芯片模块设计
相比于市面上的其他芯片,WeGene 3.0最大的特点是专为中国人定制的基因检测。这是因为不同人群在某些疾病上的患病率是不同的。比方说大约九成的黄色人种对乳糖不耐受,又比方说亚洲人群喝酒脸红的概率比较大,俗称“亚洲红”。“人类基因组拥有大约32亿对碱基,而现有的芯片技术只能检测70-80万个位点,因此如何基于中国人群的差异化信息,在有限的检测位点中筛选最适合中国人群的位点,是提升芯片价值的关键,这也是WeGene 3.0的优势所在。”
据微基因的芯片骨架设计者表示,WeGene 3.0 拥有针对中国人的 14 万新代表性位点覆盖、更优质的扩展数据质量,自研算法历经百亿次计算,全方位支持前沿科研领域所需数据。对消费者来说,这款芯片内容更丰富、升级潜力更大,未来可解锁更多实用的解读项目。
另外,WeGene 3.0 使用的 CGA 芯片纳入了更多具有临床价值的位点,将有已知临床价值的位点占比突破性地提升到 18%,约 6 万位点来自于临床基因组数据库 ClinVar,4000 位点来自于药物基因组数据库 PharmGKB,1.3 万位点来自于 NHGRI-EBI GWAS catalog,显著提升了 WeGene 3.0 的健康服务拓展价值。
与此同时,基于丰富的基因芯片生产和质量控制经验,微基因在 V3.0 中完善了复杂位点的分型优化,保障更高的检出率,和更可控的批次差异(batch effect),使得解读项目的结果更加精准。微基因CEO陈钢表示,他们将进一步开发和升级芯片的 imputation 参考数据集,这个技术已经广泛应用于 V2.0 芯片结果解读中,随着更好的参考数据集诞生,V3.0 的潜能将会进一步被发掘,用户在相同的检测费用下,可以拥有更多、更准确的解读位点。
持续升级大健康服务,快速拓展临床诊断研究
对于个人基因检测行业而言,微基因认为,最关键的能力是检测分析能力和应用场景拓展能力。事实上,这两点是相辅相成的,只有分析能力过硬,受到合作方认可,才能拓展更多应用场景。
从2015年开始,在积累了 50W+ 基因数据后,微基因持续升级大健康服务,已经在体检、营养、保险方面形成了合作生态。
基因+体检:体检结合基因数据,可以综合内因外因,系统精准地进行健康管理。比如微基因用户上传体检单数据,能够预测体检指标随年龄的变化趋势,更有针对性地进行生活行为调整。
基因+营养:营养均衡是健康的基石,但很多人在未了解自身状况下盲目选购保健品,得不偿失。通过基因报告中的营养代谢结果,就可以了解自身维生素、矿物质等需求,不仅能指导调整日常膳食,个性化定制营养计划,还有助于选购适合个体所需的保健品,精准补充。
基因+保险:买重疾险能转移风险、未雨绸缪,可惜绝大部分人在多个保险产品间选花了眼。为了解决这个痛点,微基因利用基因数据(重大疾病遗传倾向性)计算重疾险的需求指数,免费推荐个性化、高性价比的保险方案,大大提高保险的配置效能。
据透露,微基因最近还会全面升级药物指南板块,指导国民精准化用药。用户打开微基因官方 App,扫一扫药物条形码,就能获知其主要有效成分以及个性化用药信息,涵盖药物有效性、毒性、用量建议、药物互相作用等。
微基因体检分析助手结果页面
不仅是面向C端消费者的大健康服务,微基因还在凭借专业的检测分析能力,进行临床诊断相关研究,中期目标是推出辅助诊断的IVD产品。
目前,微基因已经与数家国内一线医院建立了临床合作,包括天坛医院、中日友好医院、北医、中山医院、中山附医、华西医院等等。具体而言,微基因与天坛医院合作研究认知障碍与阿尔兹海默症,与中日友好医院合作研究vte肺静脉栓塞,与北医合作研究肾病,此外还有一些针对罕见病、心脑血管疾病的研究正在推进中。
对于这种基于个人基因检测技术而形成的IVD产品,微基因属于行业先驱,因为这类产品在市面上是非常新颖的。当前微基因已经向FDA提交申报,在国内已经与NMPA展开前期沟通,开启了医疗器械资质申报的道路。
未来,伴随基因检测的技术进步,微基因的产品将有望在临床辅助诊断上发挥功效,相信未来还会应用于更多大健康场景,构建精准健康管理生态。
一家10年前破产的芯片厂,竟让国内存储大业摆脱侵权疑虑?
从福建晋华被美国宣布列为禁止出口的制裁名单后,国内存储产业发展气氛转为低调,业界更担心另一家 DRAM 自主研发大厂合肥长鑫会踩到前人地雷,然合肥长鑫首席执行官朱一明 5 月 15 日在 GSA MEMORY+ 论坛中首次揭露,正在研发的 DRAM 技术基础是授权自曾经叱咤全球的德系存储大厂奇梦达( Qimonda ),此番宣言恐让手举专利大刀准备砍下去的美光( Micron )、三星电子( Samsung Elecgtronics )十分错愕。
近两年来对于公开曝光十分低调的朱一明,15 日现身 GSA MEMORY+ 论坛引发业内人士轰动,他更是有备而来,带着 “解答” 和“解药”公开现身。
图 | 合肥长鑫首席执行官朱一明 5 月 15 日在 GSA MEMORY+ 论坛中首次揭露正在研发的 DRAM 技术是授权德系存储大厂奇梦达(来源:DeepTech)
朱一明宣布,合肥长鑫的技术基础来源是奇梦达,“解答”外界担心长鑫侵权美光 DRAM 技术和专利的疑虑,同时也破除前阵子传出长鑫 “求救” 三星技转技术的消息,此番宣言对于国内自主存储产业而言,更是一帖绝对合法合规的“解药”。
朱一明表示,首先是通过与奇梦达的合作,并且结合长鑫自主技术团队的研发,目前已经有 1000 多件 DRAM 相关技术,再者是与设备光刻机大厂 ASML 合作论文,并采用其试产线进行前期研发。
合肥长鑫仅花了 14 个月即完成晶圆厂房,已经生产 1.5 万片测试晶圆,资本支出为 25 亿美元。
要解读合肥长鑫这个信息发布,对于国内自主开发存储芯片技术的重要意义,要先从三大面向来探讨:
1. 为什么合肥长鑫会被美光盯上?
2. 当年奇梦达在倒闭之前,其实研发出一项 DRAM 界的“盖世武功”,可惜卡在没钱量产,这究竟是一段如何未竟之功的历史?
3. 授权自奇梦达 DRAM 技术的业者有无成功的前例,可供合肥长鑫借鉴?
图 | 合肥长鑫也揭露与多家设备厂:应用材料、ASML、TEL、KLA Tencor等合作研发DRAM技术。 (来源:DeepTech)
为什么合肥长鑫会被美光盯上?
2017 年,美系存储大厂美光祭出两大杀手锏,意图斩断国内存储产业的技术自主。首先,是大动作对台湾存储大厂华亚科到合肥长鑫任职的上百名员工发出存证信函,采取法律手段和国际施压,阻止人才的转移,此举引发国际半导体产业的震撼。
再者,控告福建晋华和其技术研发伙伴联电侵权,并在 2018 年底对福建晋华发出禁止设备出口的制裁,导致福建晋华几乎要量产的 DRAM 技术终止开发和生产。
由于传出上百名华亚科员工到合肥长鑫任职,因此,在福建晋华被美方盯上后,业界非常担心合肥长鑫的处境。
另一个原因也是,合肥长鑫一直没有明确公开其自主开发的 DRAM 技术来源,究竟 “火种” 源自何方?仅知悉该阵营几乎是网罗全球存储产业的人才,如火如荼投入 DRAM 技术开发。
因此,合肥长鑫正式公布技术的 “火种” 来自于奇梦达,让大家如释重负,同时,也认为这真是高招。
此前,业界曾流传合肥长鑫向三星求助,希望能说服三星授权转移 DRAM 技术。然而,众人疑惑 DRAM 技术和专利几乎是三星的“宝藏”,三星怎么可能答应放出?
但当时还传出合肥长鑫已在评估现有的产线设备转换至三星体系的设备,还需要投入多少资金。这导致整个业界传言鼎沸。
不过,现在回头看,“求助”三星的传言应该是一个烟雾弹,因为当时国际局势险峻,业界各种不利国内存储产业发展的传言满天飞,合肥长鑫也只能保持:隐忍、低调,等到一切准备就绪,才能对外公布真正的答案。
奇梦达倒闭前研发出的 “盖世武功” 落到长鑫手上?
当年全球 DRAM 技术架构分为两大阵营,一种是沟槽式技术(Trench),以奇梦达为代表,另一种是堆叠式技术(Stacking),包括三星、SK 海力士、美光等都是代表。
所谓 “沟槽式”,顾名思义是“往下挖”,而堆叠式技术就是往上堆叠,可以很轻易明白,“往下挖” 的技术遇到瓶颈的时间会比向上堆叠还得快很多,这也是奇梦达当初撑不下去的原因之一。
不过,奇梦达在宣布破产之前,其实已经成功研发出堆叠式技术 Buried Wordline (埋入式闸极字元线连结)。2008 年底,奇梦达的 Buried Wordline 技术已经成功以 65 nm 工艺试产,生产 1Gb 的 DDR2 产品。
更重要的是,46 nm 产品已在实验室进行研发完成,其 46 nm 的 Buried Wordline 技术与上一代 58 nm 技术相较,晶圆数量增加达到 1 倍,当时业界认为奇梦达虽然刚从沟槽式,成功转至堆叠式,但 Buried Wordline 技术非常具有竞争力。
可惜的是,奇梦达已经撑不下去了,没有钱投入全新的 Buried Wordline 技术,公司后来宣布破产收场,成为 DRAM 产业史上徒留遗憾的一页。
业界表示,奇梦达 2009 年破产后,从此欧洲最后一家存储大厂也结束了,但奇梦达手上有众多专利,尤其是 Buried Wordline 技术,还是持续向许多半导体公司收取授权费用,有点像是一家专利公司的角色。
图 | 合肥长鑫首席执行官朱一明 在 GSA MEMORY+ 论坛中阐述中国发展存储业的历程,而现在是中国存储IDM时代的揭幕。
技转自奇梦达的 DRAM 技术有无成功的前例?
奇梦达在宣告破产后,台湾有两家存储公司是授权自奇梦达的存储厂:南亚科和华邦,两家都甚是错愕,因为当场陷入技术断炊的窘境。
两家公司善后处理的方式也不一样。南亚科决定转向美光合作,而华邦则是选择买下奇梦达 46 nm 的 Buried Wordline 技术,并且做了两个重大决定,一是走上 DRAM 技术自主,以该技术作为研发基础,自己来发展。
第二,华邦也下定决心退出标准型 DRAM 产业的竞争,自己开发的 46 nm 技术主要是用于消费型、网通用等利基型 SDRAM 产品,但这一条技术自主之路,华邦整整用了快十年,才走出属于自己的格局和模式。
总之,这条路是有成功的前车之鉴,但非常辛苦且困难,合肥长鑫也必须有 “板凳要坐十年冷” 的决心。
合肥长鑫最后使出奇梦达的技术专利这一招,确实非常厉害,成功规避美光、三星、SK 海力士的技术专利问题,而且,是花钱就可以买到的技术。
或许有些人会问,难道有了奇梦达的技术基础,就可以完全避掉国际大厂的专利和技术陷阱?这个答案或许不是肯定的,但对解决眼前的问题,是最快见效的一帖良药,至少其他存储大厂不敢轻举妄动找合肥长鑫的麻烦。
图 | 长江存储CTO汤强于的GSA MEMORY+ 论坛中再次解说Xtacking 技术架购。
长江存储的 Xtacking 技术也是 “保平安” 护身符
还有一个类似的例子是长江存储的 Xtacking 技术, 2018 年在美国国际性的 Flash Memory Summit 技术大会中宣布,对于国际大厂而言是惊艳万分,对于国内业界而言,直言是 “横空出世” 的一个技术。
业界透露,长江存储在研发 3D NAND 技术初期,就非常重视专利问题,不能有任何侵权的嫌疑,但因为长江存储的 3D NAND 进展太顺利,据传还是引来三星的紧盯,一直在找 “破绽”,但是自从 Xtacking 技术问世后,没有人敢再怀疑长江存储的 3D NAND 技术的“清白” 问题了。
有时候,关键技术或是专利不用多,但只要有这么一两个,就可以为企业遮风避雨。
合肥长鑫的奇梦达技术、长江存储的 Xtacking 技术,某种程度都是在诡谲的国际情势下,非常关键的保护伞,你可以说这种布局隐含某种 “政治” 意味,避免国际大厂怀疑技术上的“清白”,但不可否认,在当前的气氛下,确实是有效的策略,让国内 DRAM 和 3D NAND 存储产业的发展,可以得到庇护,安心地进行技术开发。
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