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智东西（公众号:zhidxcom）
文 | 心缘
十万火急！新冠肺炎疫情的持续蔓延，将全世界变成了一间巨型ICU，重症患者排队等待用呼吸机来续命，但呼吸机已经严重紧缺！
据美国《财富》杂志报道，全球医疗机构现有呼吸机数量仅占总需求量的9%左右。全球呼吸机制造商都在满负荷运转，稳步推进复工复产的国产呼吸机制造商更是成为全世界的救命稻草。
根据工信部4月8日公布的数据，我国呼吸机生产企业累计向全国供应近2.9万台呼吸机，其中向湖北供应近1.8万台，含有创呼吸机3000台；向国外供应各类呼吸机近1.8万台，含有创呼吸机4000多台。各企业都在加班加点，并按照市场化原则与国际采购方洽谈。
此前在3月31日，美国纽约州州长安德鲁·科莫曾公开表示，纽约已从中国订购1.7万台呼吸机，但因为其他州也在抢购，估计只能到手2500台。
与此同时，全球十多家车企宣布转产呼吸机，例如福特汽车和通用医疗合作，计划100天生产5万台呼吸机，特斯拉CEO埃隆·马斯克也宣布特斯拉已拥有额外的经FDA批准的呼吸机。
但在沉重的疫情数据面前，这些增涨的产能仍是杯水车薪。
制造呼吸机到底有多难？哪些因素限制了玩家入局？因疫情接单到手软的国产呼吸机供应商们，实际在市场上排在怎样的位置？制约呼吸机产能的芯片、压缩机等核心零部件来自主要有哪些供应商？我们试图找出这些答案。
一、新冠重症患者的救命“打气筒”
新冠肺炎重度和危重度患者，可能会出现呼吸衰竭、休克、凝血功能障碍等症状，如果没有呼吸机辅助，严重时还会引发重要器官衰竭，甚至死亡。
据美国呼吸病学会统计，呼吸机的普遍使用使临床抢救的成功率提高了约55%。
呼吸机，俗称“电子打气筒”。呼吸机模仿人呼吸速率，吸气时，通过高压力把不同含氧量的气体压进肺泡里；呼气时，再以低压力，使体内的二氧化碳被压出来。
当前医用呼吸机为最高级别的三类医疗器械，分为有创和无创。
▲疫情期间中国呼吸机月度供货量（截至3月3日）
有创呼吸机主要用在重症监护病房（ICU），救治重度呼吸衰竭的无意识患者。有创呼吸机需要经口鼻插管、气管切开插管，这个过程可能造成患者面部损伤和交叉感染，而且非常残忍和痛苦，气管犹如一直被刀割，如果患者不是在昏迷的状态下，必须打镇定剂才能撑得住。
无创呼吸机没有切口，主要用在有呼吸意识的轻中度呼吸衰竭患者，在医院和家庭场景均有应用。使用期间，患者能正常说话，舒适度远高于有创呼吸机。
由于新冠肺炎缺乏抗病毒特效药，新冠肺炎患者的治疗以对症治疗为主，重型患者使用鼻导管或无创呼吸机等治疗方式，危重症患者则需有创呼吸机进行通气。
以往人们对呼吸机的需求量并不大，但随着新冠疫情像死亡列车般在全世界穿梭，全球单日新增确诊病例突破8万例，全球累计确诊人数超过143万例，呼吸机预计需求量逼近100万，而美、德、英、法、意合计现存呼吸机数量只有20多万台。
▲新冠感染治疗的重症、危重症病区配置区别
呼吸机不够用，万一再出现停电情况，怎么办？
怒斥美联邦政府、疾呼呼吸机告急的纽约州州长科莫在3月28日介绍并亲身示范了应急的“备选方案”：通过手动挤压下图所示的呼吸气囊，为呼吸不畅的患者供氧，这种气囊俗称“手捏皮球”。
▲科莫在记者会上展示“手捏皮球”
“需要有人不停地挤压气囊。这看上去很简单，但如果你操作很长时间，就会明白有多困难。”科莫说，“虽然相对来说很简单，但你需要很多人24小时为一名患者操作。”
英国首席兽医Chrisine Middlemiss还致信全国所有注册兽医，请求他们反馈各自所处机构的兽用呼吸设备清单，以备不时之需。
二、全球告急！海内外呼吸机厂家紧急扩产
全球呼吸机稀缺到什么程度呢？以知名国际呼吸机制造商瑞士哈美顿为例，呼吸机刚下生产线就会被运走，为了赶工连办公室员工都上了生产线。
根据东兴证券研究报告，五大国际知名呼吸机厂家合计日产能约为301台，短期内连自己国家的防疫需求都难以满足，更遑论国外订单。
此外，美国福特、通用、特斯拉等美国车企均已获批制造呼吸机设备，3月27日，特朗普还在推特上点名通用汽车和福特汽车，督促他们马上生产呼吸机。
4月7日，特斯拉用视频秀出用其电动车零部件打造的呼吸机原型机，并介绍了整体工作流程：
空气通过进气管道进入混合室，混合室将氧气和空气混合，然后通过一个制造压力波形和容积波形的阀体，再通过一系列传感器，最后通过过滤器，进入患者的肺部。
在肺部混入二氧化碳的气体，会通过呼气管和一套感应器进入呼气阀，呼气阀会调节肺中的气压，使病患肺部保持正压状态。
▲特斯拉呼吸机工作原理图
医用呼吸机需求的爆发给中国呼吸机厂商带来了春天。此前国内三甲医院主要采购飞利浦、瑞思迈等国际呼吸机品牌，而此次疫情给国产呼吸机提供了免费推广的平台。
由于我国医疗设备行业起步较晚，很长一段时间市场都是被国外厂商所掌控，但近些年少数国产医用呼吸机厂商逐渐突出重围，在全球范围内树立了民族品牌。
在2019年国内十大呼吸机销量排行榜中，国产品牌有迈瑞医疗、深圳科曼、谊安医疗三家上榜。
▲2019 年中国呼吸机销售数量排名
由于我国防控得力，国产呼吸机厂商早已有序复工复产，海外订单如雪花般扑面而来，有些国产厂商的订单已经排到下半年。
截至4月8日，我国主要呼吸机企业累积供应2.7万多台，其中向湖北供应近1.8万台，含有创呼吸机3000台，同时还紧急向国外提供各类呼吸机近1.8万台，含有创呼吸机4000多台。
当前国外求购以有创呼吸机为主，迈瑞医疗和谊安医疗是国内有创呼吸机的头部玩家。 根据工信部日前公布的信息，现可生产有创呼吸机的国内企业共21家，其中8家产品获欧盟强制性CE认证。
为了赶产，迈瑞医疗尝试新开产线、扩招员工、优化工艺等措施并行，谊安医疗将生产麻醉机、手术床的产线都改造成生产呼吸机。根据此前公开信息，迈瑞医疗和谊安医疗的订单已经分别排到6月和8月之后。
呼吸机紧俏还推动相关概念股的猛涨。
当前A股涉及呼吸机供应的上市公司有迈瑞医疗、鱼跃医疗、航天长峰、复星医药、中鼎股份、深科技等。其中，迈瑞医疗在医用呼吸机海外出口方面一家独大。
▲2019 上半年中国品牌海外出口医用呼吸机格局
国产医疗设备龙头迈瑞医疗市值已逾3200亿元，力压宁德时代，坐稳创业板市值新“一哥”之位。
呼吸机销售规模占比较小的航天长峰多次发布风险提示公告，表明其重症呼吸机不具备国内外销售资质、今年无批量生产计划，依然阻挡不了资本的热情，从3月20日到4月7日连收9个涨停板，涨幅超过155%。
▲航天长峰发布风险提示公告
通常高档有创呼吸机价格约为35-40万元，中档价格约为20-25万元，低档可靠性较低，价格不到15万元。但在疫情期间，呼吸机销售利润空间已经高到离谱。
据《财经》报道，疫情期间某款正常售价每台2万美元的呼吸机，已经被经销商报价到36800美元。
三、缺口难填，复盘呼吸机的生态壁垒
乍一看，全球呼吸机厂商纷纷竭力扩产，特斯拉、通用、福特、劳斯莱斯、戴森、本田、日产等车企预计也将陆续转产呼吸机，是不是很快就有希望补上呼吸机的缺口了？
愿望很美好，但现实难度很大。
首先，专业高端呼吸机玩家稀缺。
疫情前，呼吸机采购需求量较少，但关键技术门槛却很高，还需投入高额的研发生产成本，这使得全球能生产高端有创呼吸机且具备一定规模的厂家数量屈指可数。
呼吸机行业过去偏小众，医疗机构的需求有限，去年全年国内销量不到2万台，大医院可能有十几台，小医院则不超过5台，实际使用量不高，且一台呼吸机使用寿命通常在6年以上，更新换代的周期也比较长。
其次，生产呼吸机需要时间。
即便是拥有丰富经验的专业呼吸机制造商，扩建生产线要需要一定时间，生产每一台呼吸机也需要时间，短期内很难跟上急增的需求。
以速度闻名世界的“中国制造”，面对巨大的呼吸机缺口同样压力倍增，多家国产呼吸机生产商表示，他们已经达到产能极限。
在关键零部件保障供应的情况下，我国有创呼吸机周产能约2200台，产能不足全球的1/5，满足全球疫情防控的需求尚不现实。
跨界企业面临的难关更多，需要突破技术壁垒、生产线改建、完善供应链、通过质检审批等，如果完全从零起步，量产可能要花1年半。
从技术壁垒来看，呼吸机属于知识密集型高技术行业，呼吸机用的组件多为业内通用的标准件，通气控制精度、人机同步好不好，靠得就是厂家自身的软硬件技术实力。
这也是我国厂商相对薄弱的环节。国外厂商掌握了大量核心技术专利，国内企业在智能设计、通气、降噪等核心技术方面研发水平有限，高端呼吸机自主创新能力相对有限。
近期，美国医疗器械巨头美敦力还公开了便携式呼吸机的完整设计图纸和生产手册，方便新入局者加快生产速度。
▲美敦力PB560呼吸机设计图纸
这显然是个好消息，但信任资本问题也不得不考虑。毕竟大型医疗设备公司花数十年时间建起的技术壁垒，轻易把技术图纸交给别人会顶着非常大的压力。
从生产周期来看，国内对高端医疗设备监管严格，准入和认证周期长。国内知名无创呼吸机生产商鱼跃医疗透露，一台医用呼吸机完成研发立项、检测、临床验证、改造升级、核心制造、算法优化、医疗注册全流程至少需10年。
另据鱼跃医疗介绍，在常规状态上生产一台呼吸机可能要花费多达40天的时间，跨界企业要花多少时间更加难以测算。
▲鱼跃医疗无创医用呼吸机
现在多家国产呼吸机厂商应急扩产，产能相比以往提升逾十倍，但能不能实现产能稳步增长，很大程度还受制于上游原材料和零部件的供应。
在许多核心零部件方面，我国供应商并不具备优势。很多国内呼吸机厂商能及时增产和供货的前提条件就是核心原材料和零部件的储备及供应充足。
多数呼吸机的上游供应商重合，大规模扩产时难免会面临原材料吃紧的压力。由于疫情爆发突然，许多供应商难以适应猛增的需求，物流限制等问题也给依赖全球化分工的呼吸机供应链带来压力，部分供应商已出现产能不足、交货期延长等状况。
现公开的跨界厂商多为国际知名车企，基本都选择与专业呼吸机生产商合作。
对他们而言，生产能力应该不成问题，供应链零部件的压力也应该能缓解的比较快，再加上在疫情特殊情况下，很多政府已经放低审批门槛、缩短审批流程。
但能不能将专业呼吸机厂商的生产经验快速迁移、能不能短时间内培养足量的专业人才，都是当下跨界厂商们和新入局玩家仍面临的考验。
毕竟呼吸机是给患者用，万一出了岔子，那可是背上人命的事情。
四、谁能供给呼吸机核心零部件？
一台呼吸机相当于一个精密的气体输送工控系统，有上千个零部件。其中大部分已实现国产，但我国在核心零部件方面与国际水平尚有明显差距。
由于医用呼吸机对精密性要求高，任何一个零部件出问题，整个机器可能就无法正常运转，当前国产呼吸机在压缩机、芯片、传感器、电磁阀、氧气源等核心零部件上仍严重依赖分布在世界各地的国际供应商。
例如，鱼跃医疗的芯片来自德国等国家，谊安医疗呼吸机的涡轮均为瑞士进口，普博科技呼吸机的传感器来自英美，安保科技至少30%的呼吸机原材料依赖进口。
▲呼吸机零部件拆解图（来源：venteclife）
1、压缩机
压缩机是帮助患者通气的关键部件，无创呼吸机多使用涡轮式呼吸机，有创呼吸机多使用空气压缩机。
当前，多家呼吸机生产商选择的压缩机供应商有美国托马斯（Thomas）、美国格南登福（Gardner Denver）、瑞士Micronel、德国EBM和台湾地区台达等。
2、芯片与传感器
芯片和传感器在呼吸设备中扮演着重要角色。
不同类型的传感器可用于帮助控制压力、气流、温度和湿度，以及提供平滑的电机控制输出。芯片是整个电路系统的“心脏”，负责根据采集的传感器数据，实时调整风机，保证产生合适的正向气压。
CPU方面，3月31日，英特尔成都接到由总部分配来的一笔紧急订单，2.5万颗BDW系列CPU，全部用于呼吸机。截至4月9日，英特尔成都已累计为呼吸机生产2万颗CPU。另外我们还从网上看到了全球呼吸机龙头德尔格的呼吸机CPU主板的销售信息。
MCU/MPU方面，知名电子元器件分销商贸泽电子在其官网上，为不同的呼吸机方案推荐了1400多颗来自不同供应商的MCU/MPU型号，供应商包括美国德州仪器、美国微芯、荷兰、日本电子、德国、瑞士、美国赛普拉斯、美国亚德诺半导体等。
▲CPAP机器框图（来源：贸泽电子）
FPGA方面，据英特尔公司市场营销集团副总裁兼中国区总经理王锐介绍，很多呼吸机均搭载了英特尔的FPGA加速器。
国产FPGA厂商安路科技亦提出了一种正压呼吸机的系统控制方案，推荐用其集成了FPGA、ADC和Flash的SoC芯片作为主控。
▲安路科技设计的正压呼吸机方案
传感器方面，美国霍尼韦尔（Honeywell）是核心供应商之一。它提供的传感器产品包括压力传感器、气流传感器、热敏电阻传感组件、温度探测器、湿度传感器、霍尔效应磁传感器集成电路等。
霍尼韦尔在中国的21家传感器工厂在2月中下旬已经全面复工。
▲霍尼韦尔传感器在呼吸机中的应用
日本SMC公司是世界三大气动元件生产商之一，它提供的压力传感器等器件颇受呼吸机生产商的认可。
飞思卡尔、恩智浦和意法半导体不仅提供MCU/MPU，也提供有多种类型的传感器，以供开发先进的呼吸机。汉威科技子公司炜盛传感主要为呼吸机提供微流量传感器。
3、电磁阀
电磁阀是呼吸机氧气源的开关阀门，作用同样举足轻重。其工作原理和继电器有些相似，但性能要求通常高于一般机械设备。
这一配件的代表厂商有美国MAC、意大利康茂胜（Camozzi）等，他们在自动化、流体力学等领域深耕多年，牢牢把控着相关供应渠道。
结语：疫情或加速国产化替代进程
此次疫情既带给我国呼吸厂商猛增的市场需求，又暴露出当下医疗设备供应链的脆弱。
全球化分工平日固然高效，但遇到像疫情这样限制交通运输甚至正常生产的特殊情况时，核心零部件自主可控的价值则显现出来。
当前我国在呼吸机核心零部件方面的缺口还很大，但在疫情刺激下，国产化替代的脚步已经迈得快了许多。 面对境外厂家可能面临的国际物流减少、工厂因疫情停产等不确定因素，国内呼吸机厂商近期已在寻找国产替代厂家。
在看到希望的同时，我们也应清醒地认识到，无论是包括呼吸机在内的高端医疗器械方面，还是在呼吸机的核心零部件生产商，我国与国际顶尖水平之间还有不少差距，路漫漫其修远兮。 |
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发表于 2020-4-11 13:56:49
