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拆解呼吸机,扒一扒呼吸机供应链的真相
发布:深圳邦道 日期:2020-05-03 人气:839

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。

▲海外部分国家呼吸机存量与需求情况(截至3月28日)

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。

▲科莫感谢中国捐助的一千台呼吸机到达纽约肯尼迪机场

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?

△ 生产企业累计向全国供应各类呼吸机情况

为了给国际社会抗击疫情提供力所能及的帮助,国务院联防联控机制一方面积极推动国内企业加快生产,提升产能,帮助解决整机和配套企业生产中出现的原料、用工等问题。另一方面,督促企业抓好质量管控,引导企业严格对照我国和出口国家的标准组织生产,保障产品质量。后续,还将支持主要生产企业充分利用国际国内资源,积极协调加大关键零部件供应力度,帮助零部件和整机企业稳步增产扩产。

△ 生产企业累计向国外供应各类呼吸机情况

但是,在庞大的国际需求面前,我们的能力也是有限的,社会各界对中国的呼吸机生产能力要有清醒准确的认识。在关键零部件保障供应的情况下,我国有创呼吸机的周产能约2200台,产能不足全球的1/5,想完全满足全球疫情防控的需求是不现实的。

全球各地区呼吸机产销量占比

另外,有创呼吸机是高端医疗装备,设计、生产和临床验证,都必须经国内外医用安全和标准严格准入和认证,周期很长。主要零部件的供应有国内的,也有国外的,随着疫情蔓延,零部件供应已经受到了一定的冲击。因此,在疫情影响下,通过扩产转产实现呼吸机大规模增产,短期看基本不可能,长期也有困难。

△ 第Ⅱ、Ⅲ类医疗器械产品注册周期参考

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、荷兰恩智浦、日本瑞萨电子、德国英飞凌、瑞士意法半导体、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。

一台呼吸机的零部件需要上百个,产业链遍及全球。产业链全球化,产能和效率受制约,即便对于专业的医疗设备制造商而言,生产一台呼吸机也可能要花费多达40天的时间,所以对于跨界生产企业而言,保证其长时间稳定工作难度极大。

目前,呼吸机生产的核心元器件供应大多来自德国、意大利、美国等国家,国内虽然也有企业生产,但性能与海外产品存在差异。硬件方面,一台好的呼吸机应具有反应灵敏、噪音小、气流稳定、维修率低、寿命长等优点,涡轮风机(马达)是呼吸机的心脏,马达的好坏直接影响呼吸机的品质,另外呼吸机的传感器和控制系统也关乎呼吸机的同步性,影响使用的舒适度,这方面国内的产品在传感器精度、风机噪音控制、稳定性等方面还存在一些差距;软件方面,软件和算法,呼吸机尤其是全自动呼吸机使用过程中所有的切换和控制都是由软件算法完成的,呼吸机算法是建立在大量的数据采集和测试的基础上,国内在软件算法方面与进口品牌还存在一定差距。

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