在植入式脑机接口整机系统中,电极负责拾取神经信号,芯片完成信号处理运算,而气密馈通(Hermetic Feedthrough)则是信号穿越植入设备密封外壳的核心关口。它既要实现成百上千路神经信号、刺激指令在壳体内外双向导通,又要实现极高等级气密密封,隔绝脑脊液、体液侵入,保护内部芯片电路不被腐蚀失效,直接决定植入设备体内长期使用寿命,是侵入式脑机接口不可绕开的关键硬件零部件。
非侵入式脑机接口设备无需植入体内,不存在气密防护需求,因此馈通是全植入、半植入式脑机接口专属核心部件。随着行业向千通道级别演进,高密度气密馈通已经成为制约国内植入脑机产业化的核心瓶颈之一。
如果把植入式脑机接口比作一艘深海潜艇,馈通就是那个既能让信号线缆穿透舱壁、又能保证绝对水密的“密封穿墙接线盒”。它的使命简单而苛刻:让电信号穿墙而过,让体液一滴不进。
产业市场概况:高端长期依赖海外,国产加速突破
有源植入医疗器械领域,馈通最早大规模应用于心脏起搏器、人工耳蜗等成熟产品,脑机接口属于馈通的新兴高增长细分市场。
1.全球格局:高端植入级气密馈通长期由海外厂商主导,贺利氏、京瓷、TE Medical 等企业,凭借玻璃‑金属封接、低温共烧陶瓷 LTCC 工艺,占据早期千通道级脑机馈通主要供给市场,产品以定制化开发为主,交付周期长,成本高昂。
2.国内现状:早期国内只有起搏器、人工耳蜗通用馈通能力,高密度千通道脑机专用馈通几乎全部依赖进口。最近几年伴随脑机接口产业爆发,上游元器件企业、脑机整机企业自研馈通双线并行,国产馈通从低通道向高密度千通道方向快速追赶。
3.市场特征:脑机馈通不属于标准化现货器件。每一款植入脑机整机的外壳尺寸、通道数量、信号带宽、生物相容性要求各不相同,几乎全部需要定制开发;零部件验证周期长,必须完成氦检气密、生物相容性、加速老化、体内长期可靠性测试,研发成本高,小批量订单成本居高不下。
行业痛点:很多初创脑机企业,电极、芯片算法都可以快速原型验证,但卡在馈通定制、可靠性验证环节,导致样机做完,无法推进长期动物实验与临床转化。
主流技术路线对比
路线 1:传统玻璃‑金属封接馈通
原理:金属引脚穿过玻璃绝缘体,高温熔融封接,依靠热膨胀系数匹配实现气密密封。
优势:工艺成熟,气密性稳定,起搏器、人工耳蜗大规模验证,可靠性数据积累充分。
短板:很难实现高密度微型化,引脚间距大,难以做到数百、千通道;体积偏大,不利于植入体微型化。
适用:低通道数植入脑机、神经刺激器。
路线 2:陶瓷基高密度馈通基板(氧化铝 / 氮化铝陶瓷、生物玻璃基板)
原理:在陶瓷 / 生物玻璃基板上制备大量微小导电通孔阵列,实现多路信号穿过基板,基板直接作为植入壳体密封盖板,是当前新一代植入脑机主流方案。
优势:通道密度大幅提升,可做到百通道‑千通道,通道间距可缩小至 100μm 级别;集成度高,整机体积可以做小。
短板:工艺难度陡增,通孔数量越多,气密检漏、良率控制难度指数级上升;材料金属化、真空钎焊工艺门槛很高。
代表案例:暖芯迦 1280 通道视皮层脑机 V‑BCCI,自研生物玻璃基板高密度馈通,单基板实现超高通道密度,支撑颅内视觉重建产品开发。

路线 3:硅基微通孔 / 柔性硅基 CMOS 一体化馈通(前沿新兴路线)
原理:不再采用分立馈通基板,直接在硅芯片上做 TSV 硅通孔,把馈通通路与信号芯片一体化集成,消除分立馈通基板与芯片之间的连接器焊点,减少外部接口,缩小整机体积。
优势:极致集成、进一步压缩植入设备体积;减少中间连接带来的接触阻抗、信号串扰;适配柔性硅基电极架构。
短板:属于前沿路线,量产工艺、生物兼容封装、长期体内可靠性还需要大量验证,尚未大规模临床落地。
代表企业:全脑芯科,依靠柔性硅基 CMOS 技术,走馈通‑芯片一体化路线,重构植入脑机底层硬件架构。
路线 4:聚合物柔性馈通
采用高分子绝缘基底制作穿壳通路。
优势:柔性好;
短板:长期气密性能弱于玻璃、陶瓷,很难满足数年级别体内植入要求,多用于短期动物实验样机,基本不用于临床级长期植入设备。
关联企业:国产替代进行时

贵研生物丨高端植介入贵金属医用新材料
贵研生物是贵金属集团生命健康核心平台,主攻高端植介入贵金属医用新材料。成熟产品包含显影环、电极元件、贵金属精密丝材,广泛用于心脑血管介入器械;同步开发医疗馈通、环电极、镍钛 / 钴基合金,覆盖神经调控、电生理、血管介入等领域,核心指标国内领先。 其中医疗馈通适配起搏器、神经刺激器等有源植入设备;环电极服务房颤消融;镍钛、钴基合金作为支架基体材料。

摩科斯电子(苏州)|上游陶瓷馈通零部件厂商
国内首家聚焦三类有源植入器械陶瓷馈通的企业,团队源自哈工大、中科院上海硅酸盐所,采用氧化铝陶瓷‑钛法兰活性钎焊技术路线,主打 2‑8 通道及可定制多通道植入级陶瓷气密馈通,泄漏率、绝缘等指标达到植入器械要求,面向侵入式脑机接口、深脑刺激、神经调控设备企业提供定制化馈通零部件,填补国产陶瓷馈通产业化缺口。
河北盛平电子科技有限公司丨心脏起搏器、人工耳蜗、视网膜植入、深脑刺激器、内窥镜
公司专注于医疗器械用陶瓷材料、植入式医疗器件用陶瓷馈通的研发和生产,拥有注凝成型、铂基金属化及陶瓷金属活性焊接等核心技术,建有高密度陶瓷馈通生产线、微组装和表面贴装工艺线。
产品可应用于心脏起搏器、人工耳蜗、视网膜植入、深脑刺激器、内窥镜等植入式医疗器械领域。依托在先进陶瓷材料(包括氧化铝、氧化锆、氮化铝等)方面的积累,以及气密封接、陶瓷金属钎焊等核心工艺,公司正在助力植入式脑机接口等高端医疗器械实现关键零部件的国产化突破。
脑机整机终端企业(馈通技术路线选择)
暖芯迦(杭州)|陶瓷‑生物玻璃基板高密度馈通(自研)
自研千通道生物玻璃馈通基板,支撑 1280 通道视皮层植入脑机 V‑BCI;不依赖外部零部件供应商,馈通、电极、芯片全链条自研,适配视觉重建颅内植入场景。

全脑芯科|柔性硅基 CMOS 一体化硅通孔馈通(自研)
放弃传统分立馈通基板,芯片与馈通通路一体化,属于新一代底层架构路线,成立 18 天完成数千万元天使轮,攻坚植入式脑机底层硬件。

脑虎科技(上海)|玻璃‑金属 + 陶瓷馈通组合路线
全植入无线脑机产品,采用定制化气密馈通方案,兼顾通道数、整机体积,服务运动功能重建临床。

析芒医疗(成都)|植入式柔性电极整机,定制高密度气密馈通
落地成都高新区,聚焦植入式神经康复设备,整机配套定制化气密馈通,布局研发、生产、临床转化。

品驰医疗:国内植入式神经调控领域的领军企业。其自主研发的植入级馈通连接器已实现国产替代,该部件是神经调控产品的核心“卡脖子”技术之一。
阶梯医疗:据推测采用陶瓷/玻璃-金属气密封装路线。其专利CN116369927B描述了通过玻璃本体设置馈通电极的工艺,说明其采用的是玻璃馈通工艺,而非陶瓷馈通。
微灵医疗:其专利显示,植入体采用了陶瓷-金属气密封装的馈通结构。
脑虎科技:官方未公开其馈通材料细节,但根据其“全植入、全无线、全功能”的产品对气密性的极高要求,推测其采用了行业主流的陶瓷/玻璃-金属气密封装方案。
中科先见:在脑机接口领域深耕十余年,其陶瓷馈通件的研发、封装与测试是其核心技术之一。
浙江诺尔康:作为神经电子科技企业,已申请“一种陶瓷馈通的原位密封结构及气密封装体”专利,表明其在相关领域有技术布局。
补充:大量国内脑机初创企业,现阶段采取 “外购馈通零部件 + 二次集成” 模式,整机设计完成后向上游厂商定制馈通基板,再与电极、钛壳体、芯片装配。
产业总结与展望
馈通看起来只是一块密封基板,但它是材料、精密制造、封装工艺、生物医学多学科交叉的产物。侵入式脑机接口行业普遍把目光聚焦在电极、芯片算法,但馈通的气密可靠性,决定一台植入设备能不能真正走向长期人体临床。
产业发展正在呈现两条演进路径:一部分企业继续迭代陶瓷、生物玻璃分立馈通基板,快速满足当下临床样机需求;另一部分新锐企业押注硅基一体化馈通架构,希望从底层重构硬件,实现体积、通道密度的跨越式提升。
国产替代进程当中,不仅仅是把零部件做出来,更要建立完整的可靠性验证体系,完成动物长期植入验证,形成可复制的量产工艺。只有上游馈通元器件实现成熟国产化,国内植入式脑机接口整机产业,才能够真正摆脱海外零部件约束,加速临床落地与商业化。




