半导体超声的平台化：写在Gartner曲线拐点之际

在互联网和工业领域，点击、搜索、图像、温度、压力、振动，随时随地都在产生数据。而生命体内的大部分状态仍不可见，也难以连续测量。许多医疗数据只有在患者进入医院后才产生；即使获得，也可能已经过筛选、压缩或人为解释。未来生命科学的竞争，不只是谁拥有更大的模型，更取决于谁能够建立面向身体内部——稳定、长期、连续、精准、易于获得并可普及的高价值数据入口。

把生命的状态转化为可计算的数据，需要新的工具、设备、植入器械和监测系统。而这些工具最关键的底层元件之一，正是硅基芯片。晶圆厂、芯片战争和中美科技竞争等名词频繁出现在新闻中，但芯片本身很少被普通人看见：从硅晶圆到微小裸片，再到封装后的模组，它被隐藏在设备内部，却承担着感知、计算、控制和连接的核心任务。

以硅基芯片为关键底层元件的典型生命科学工具产品

生命科学也是最难被新技术改造的领域之一。生命系统复杂多变、个体差异巨大，医疗产品又受到严格监管，需要漫长的临床验证。技术如果不能同时满足性能、尺寸、成本、临床价值和监管要求，就可能长期停留在论文、媒体和行业报告中。

半导体超声，正是这条从硅基芯片到碳基数据的路径上，一个正在穿越Gartner曲线低谷、走向平台化的关键样本。

要理解半导体超声的产业价值，需要先回答一个更基础的问题：硅基芯片过去如何改变生命科学工具？

硅基芯片进入生命科学已有数十年。它持续把低通量、依赖手工且难以复制的测量过程，转化为高密度、并行化、标准化并可规模制造的数据生产系统。这类转变往往不止改善原有工具，也会打开新的细分市场。

这种变化在消费电子与生命科学之间形成了鲜明对照。同样的CMOS图像传感器，在手机中负责拍照，进入荧光成像、数字病理和基因测序仪后，则开始读取细胞与DNA；同样的MEMS压力、加速度和磁传感器，在手机和汽车中识别运动、方向与状态，进入医疗器械后，则可以随导丝测量冠状动脉压力、帮助起搏器感知人体活动，或者在电生理手术中追踪导管位置。当高密度图像传感器、微型光学结构与硅基加工被引入单分子测序，原本庞大的测序设备也开始向更高通量、更小体积和更低成本演进。

超声这个已有数十年历史的医疗影像品类，近十年来也在经历硅基芯片的持续改造。

传统超声探头依赖压电材料、精密加工和复杂装配，不同器官、成像深度和临床应用通常需要不同类型的探头。半导体超声技术则利用微纳加工、集成电路和系统级封装，将超声换能阵列与驱动、接收、控制和信号处理能力更紧密地集成，使超声从传统精密器件逐渐走向可规模制造、可编程的硅基平台。

Gartner技术成熟度曲线将一项新技术的发展划分为五个阶段：萌芽期、期望膨胀期、幻灭低谷期、稳步上升期和成熟期。半导体超声的发展轨迹，恰好与这条曲线高度吻合。

2019年前后，“片上超声”、单探头全身成像等概念，以及“让超声像听诊器一样普及”的叙事，将这项技术推向了期望膨胀期的高点。但随后，技术落地过程中的现实问题——超声仍然需要专业训练、早期AI无法消除操作门槛、售价对家庭普及仍然偏高——让市场逐渐冷静，半导体超声进入典型的低谷期。

半导体超声的Gartner技术成熟度曲线演化

为什么许多在消费电子和汽车领域迅速成功的硅基芯片，进入生命科学后却需要穿越如此漫长的周期？

根本原因在于，生命科学的非线性不是偶发现象，而是一条基本规律。

数字芯片产业虽然也要平衡性能、功耗与成本，但长期拥有相对清晰的优化方向，可以沿着摩尔定律形成可量化、可预测的升级路线。而医疗技术面对的却是复杂多变的生命系统：一项技术既要小型、精准，也要安全、可靠；既要产生更多数据，也要适应个体差异和真实临床环境；产品还须同时满足临床证据、监管审批、支付体系与医院工作流程等多重约束。

医疗产品很少存在单一维度上的最优解，商业化更像是在多重约束中寻找可接受的平衡。性能、成本、临床证据、监管或支付环节只要存在明显短板，技术就可能卡在样机验证、注册审批或规模采购中的某一步。此时所谓“巨大的市场空间”，也只是无法兑现的数字。

医疗创新的难处还在于，渐进式改良（me-better）虽然可能逐步替代成熟产品，却通常耗时极长。成熟国际厂商通过多年市场教育、全球渠道和客户服务，已经形成品牌信任、装机基础和使用惯性。要改变竞争格局，新一代产品通常需要带来数倍甚至一个数量级的体验提升。它可能显著降低成本、突破性能边界，或者成为首创型产品（first-in-class），直接创造新的细分赛道。

半导体超声的发展充分体现了这种非线性。以Butterfly Network与Exo Imaging为代表的先行企业，在早期将技术推向市场时，遭遇了技术成熟度与市场接受度之间的错位，经历了估值回落与战略重构。

这些案例把问题引向更深一层：硅基芯片赋能的生命科学产品，究竟需要怎样的驱动力，才能走出Gartner曲线的低谷？

Butterfly Network和Exo Imaging手持超声探头及其核心芯片

要回答这个问题，需要回到一个常常被忽略的基本事实：半导体超声的Gartner曲线拐点，其原生驱动力并非来自传统超声市场。一组基于2019至2025年间学术出版物主题归纳的趋势数据，清晰地揭示了这一点。以2019年为基准（100），到2025年：

图表来源：基于PubMed/MEDLINE及Nature Portfolio关键词检索分析的超声相关研究发表趋势估算

三条曲线的分野指向一个关键结论：传统影像超声的市场已经高度成熟，增长趋于平缓。手持/POCUS超声虽然增长更快，但本质上仍是传统超声的延伸——将设备从影像科推向急诊、基层和床旁，解决的是“超声更方便”的问题。

而真正驱动半导体超声走出Gartner曲线低谷的，是第三条曲线——新兴超声应用。4D心腔内成像、可穿戴监测、消费健康、机器人手术引导、脑机接口……这些过去多处于实验研究或早期阶段的应用，如今正快速转化为真实的产业需求。它们不替代任何传统超声设备，而是创造了全新的市场。

半导体超声不是在和传统超声争夺存量蛋糕，而是在烤一个全新的蛋糕。

这意味着，判断半导体超声产业价值的坐标系需要彻底更换。问题不再是“半导体超声能取代多少传统超声设备”，而是“半导体超声能打开多少传统超声无法触及的新场景”。

全球领先的比利时半导体与纳米技术研发机构imec提出的Bioconvergence愿景框架，为这一问题提供了一个颇具洞察力的观察视角。

imec于2022年提出的Bioconvergence七项愿景

Bioconvergence指生命科学与半导体、工程学、材料科学和数据智能的深度汇合——本质上，是硅基与碳基的融合。imec提出的七项愿景，指出了硅技术可以在哪些环节创造增量：通过新工具提升测量的规模、精度和连续性，使生命科学从依靠少量实验验证假设，进一步走向高通量地产生数据、发现规律，再形成新的假设。

生命科学由此从单纯的“假设驱动”，逐渐走向“工具驱动”和“数据驱动”。工具革命，才是数据革命的前提。

其中四项愿景，恰好对应了新兴超声应用快速扩张的四个方向。

这四项愿景也揭示了硅基芯片重塑生命科学的两股“自下而上”驱动力。

第一股是小型化、集成化带来的成本驱动。 芯片化有助于降低设备体积和制造成本；结合标准化流程与AI，还可降低部分采集任务的操作门槛，使超声进入基层、家庭和欠发达国家，提升医疗可及性。

第二股是高端化、精密化带来的性能驱动。 高密度阵列、大规模通道、灵活波束控制和边缘计算，可以打开脑机接口、导管内4D成像、机器人手术与精准治疗等传统设备难以进入的场景。

成本驱动让先进医疗能力走向更广泛的人群，性能驱动则帮助人类观察并干预过去难以触及的生命过程。两条飞轮同时运转时，硅基芯片便不再只是医疗器械中的一个零部件，而是生命科学工具升级的基础平台。

成本驱动与性能驱动的两股产业飞轮驱动硅芯片与生命科学的交互升级

两条技术飞轮要持续运转，还需要产业结构的承接。只有当底层能力可以被不同下游反复调用，产品能力才可能发展为平台价值。从垂直整合走向平台化，正是半导体超声穿越Gartner曲线低谷、进入稳步上升期的结构性驱动力。

技术发展早期，一家公司往往必须同时解决芯片、探头、算法、整机、软件和市场教育问题。此时垂直整合不可避免。但如果底层技术始终只服务于一家公司的单一产品，其价值也难以充分释放。

产业进入下一阶段后，上游开始通过芯片、开发工具、接口和数据标准支持下游创新；下游企业则围绕具体疾病、临床场景、机器人、可穿戴设备和消费级产品开发垂直应用。新应用增加芯片需求，上游获得收入后继续迭代，平台生态由此形成。

这一趋势在半导体超声领域正在发生。以Butterfly Embedded为代表的业务模式——将半导体超声芯片平台授权给不同下游合作伙伴——正在将同一套硅基底层能力，同时输送到脑机接口、介入机器人、全身超声断层扫描等多个方向。平台化的商业价值开始显现：芯片模组供应、平台许可、研发服务与收入分成，正在成为独立于终端设备销售之外的价值来源。

这意味着，半导体超声产业正在从“一家公司包办所有环节”的垂直整合阶段，走向“底层平台+多元应用”的生态化阶段。支撑这一转变的，正是新兴应用场景快速扩张所带来的市场机遇——足够多的下游需求，才让“平台化”有了存在的商业逻辑。

Butterfly 2026年第一季度业绩材料所披露的嵌入式平台合作与业务进展

除了商业合作，全球健康与医疗普惠需求也在为平台化提供持续支撑。盖茨基金会资助多个超声企业开发面向中低收入国家的手持超声设备，其中重点关注超声设备的成本下降和市场普及。项目实践表明，半导体超声能够降低标准化产科检查的使用门槛，扩大母婴医疗服务的可及性。对产业而言，这构成了半导体超声获得长期公共健康需求支撑的重要信号。

当半导体超声开始显现平台化特征，下一个问题自然落到中国：在产业分层尚未完全确定、Gartner曲线即将再次上扬之前，中国能否进入硅基底层平台的位置？

中国在传统高端生命科学工具和医疗器械领域，长期扮演追赶者。高端超声、基因测序仪和重大科研仪器的核心部件与底层平台，过去主要由海外企业定义。由于缺少上游关键器件和平台能力，中国企业大多只能在既有技术框架内进行产品优化，较难主导下一代产品与产业标准。

半导体超声等新兴赛道，为中国提供了不同于传统国产替代的机会。它有一个根本性的不同——相较于在传统市场中争夺存量份额，半导体超声更有可能在新兴应用中建立差异化优势。这意味着，这个赛道的胜负手不在于“谁能做出更好的传统超声设备”，而在于“谁能率先占领那些传统超声难以覆盖的新场景”。

半导体超声的核心能力包括模拟与数字电路IP、芯片设计、特色硅工艺、系统级封装、算法和整机工程。它不完全依赖最先进的数字制程，而更关注传感结构、波束成形前端架构、模拟信号、高压驱动、先进封装、可靠性与系统集成。

中国在先进制程和部分关键设备上仍有短板，但许多面向生命科学应用的芯片并不追求最小线宽，而是通过集成传感、执行、计算、通信和特殊材料来解决具体临床问题——这正是“超越摩尔”的典型路径。

这与中国过去十年积累的半导体产业链、电子制造能力、供应链体系和工程师人才高度匹配。更重要的是，中国的产业资本和创新体系已经不再满足于长期跟随。智能手机、新能源汽车和人工智能的发展已经显示出，中国企业有能力从国产替代走向全球创新与产业引领；而在高端生命科学工具领域，国产产品的市场占有率长期偏低，这种落差正成为当前创新的动力。

中国资本对半导体超声的判断也在发生变化。医疗产业资本、半导体产业资本与地方政府引导基金逐渐把关注点从单一器件或终端产品，转向能够支撑多种应用的底层平台。随着全球超声脑机接口、介入影像和可穿戴超声持续升温，原本分散的应用方向开始被纳入同一技术框架下评估。不同背景资本的关注由此形成联动，半导体超声也正发展为一条被系统性布局的硅基赛道。

中国的机会在于利用底层硅基芯片平台，沿着成本和性能两条路径，创造更易普及、性能更强，并能够进入全新临床场景的产品。

最终值得追问的是：谁能超越既有产品范式，成为定义下一代半导体超声平台的中国力量？

（本文仅代表对公开信息的梳理与观察，不构成任何投资建议）