几经周折，安序源和以色列芯片巨头高塔半导体达成合作，由高塔半导体为其开发了一套工艺。“与半导体大厂合作的门槛在于产量，小量订单大厂是不接的，因为工艺开发有很高的机会成本，而且只有通过大规模量产才能收回。我们在初期的订单量其实很小，但是高塔半导体看到高通量生物芯片代表了未来半导体应用的一个重要方向，我们的芯片需求量在不久的将来会呈指数级增长，而且他们也希望能为精准医疗做些贡献，所以跟我们达成合作。有了这套工艺，我们也真正实现了高通量生物芯片的量产。” 田晖补充道，“高通量芯片搭载微流控部件才能实现整个测序流程。而且我们在一开始就是按照全流程自动化进行设计的，因此，微流控部件涉及的功能较多，过程复杂，我们花费了很多时间来找到技术上能满足要求，并且能量产的合作伙伴。”
目前，安序源和牛津纳米孔一样，使用的都是集成电路生物芯片。但不同于牛津纳米孔特殊工艺制作的千级通道芯片，安序源的芯片设计策略从一开始就适应高通量产品要求，在单次加载 DNA 读数通量上遥遥领先市场。而且安序源技术基于传统成熟半导体工艺，而非特殊定制化，已实现大规模量产，有效控制了成本。田晖表示，传统集成电路芯片工艺需经过改造才能实现生物芯片的量产，因为生物芯片需要在盐溶液环境工作。改造的步骤涉及微阵列结构蚀刻，特殊金属材料镀层工艺，表面物化性质优化等。虽然改造过程比较复杂，但是改造成功后，成本非常低。
图 | 安序源生物芯片（来源：公司官网）
据田晖透露，安序源依托生物芯片不仅开发了四代测序仪，也将应用扩展到多种病毒联检、慢病监测管理、辅助制药研发等领域，并且已经开始商业化。目前已有正在试用的研发伙伴和达成合作的客户。
不止于四代
“利用高通量集成电路生物芯片这一底层技术，结合微流控、创新的生物化学、合成化学技术，我们要做一系列跨学科创新产品。” 田晖说道。测序仪是安序源主打的跨学科应用产品，它涵盖蛋白工程、生物芯片、电子电路、人工智能等多个交叉学科。
测序仪的不断更迭也是市场升级的过程，从研发向临床的一个方向。在这个过程中，需要同时实现低成本、快速、小型化、长读长、无结构性误差。田晖表示，四代在小型化、速度和读长方面已经很不错了，但是主要问题还是成本较高、准确率不够。
如何实现这五大指标，田晖也给出了自己的答案。首先要降低成本，通过提高同时检测 DNA 的通道数，和使用比较通用的、大规模量产的 CMOS 工艺生产的芯片；其次精度方面，不应局限于纳米孔直接物理测序的方法，还可以借鉴以前做的很成功的生物化学流程。
“只有超越现有四代测序的水平，才可能完成大范围取代二代，完成测序行业的升级换代。所以，目前市场上四代测序产品应该是我们的起点，而不是终极目标。只有做到超过当前四代测序产品的通道数和精度，才能具有市场竞争力”。
据悉，安序源的四代测序仪是在纳米孔的基础上，结合了生物材料，包括生物酶等，以此来提高测序仪的容错率。田晖解释道，“单独使用未经修饰的纳米孔直接测序经常被认为是一种物理测序方式，它容易受到布朗运动等过程的影响，导致测序的准确度降低。我们在纳米孔的基础上加上了比较成熟的、经过验证的生化部件之后，在很大程度上突破了这类物理测序本身的局限。”
2019 年，安序源的生物芯片已发展成熟，并发布了第一款测序仪。但在后期运行调试过程中发现，仪器的机械和液路部分经常出现问题。田晖解释道，“生物芯片的功能实现需要仪器的支持，包括电学、机械、液路三个方面，缺一不可。” 所以在今年年初，安序源美国研发中心重新设计了最重要的芯片 / 仪器接口部分，10 月份开始，已在中国小批量生产，进行仪器调试验证，与合作方一起开发新的应用。
图 | 安序源四代测序仪（来源：受访人提供）
测序是精准医疗的基础，在微生物检测、肿瘤、产前诊断等领域都有应用。在田晖看来，四代的测序成本和精度超过二代之后，不仅可以抢占现有的测序市场，还可以打开一个更大规模、更广泛的应用空间。测序仪智能自动小型化后，除了可以用于人类疾病早筛外，还可以检测环境中的微生物和环境中食品的污染，甚至每家每户都可以拥有一个家用型的测序仪，这将是一个 to C 的市场。
目前，安序源在中美两地布局有研发中心。田晖告诉生辉，在美国的研发达到一定规模，比较成熟后，会转到中国做生产和应用开发，“未来，美国主要是做前端的研发，同时会逐渐将美国的研发转移回中国，未来一两年的重点是在中国把产品化做出来，也会大幅度提高在中国的研发能力。”
