十萬火急！新冠肺炎疫情的持續蔓延，將全世界變成了一間巨型ICU，重症患者排隊等待用呼吸機來續命，但呼吸機已經嚴重緊缺！
據美國《財富》雜誌報導，全球醫療機構現有呼吸機數量僅佔總需求量的9%左右。全球呼吸機制造商都在滿負荷運轉，穩步推進復工復產的國產呼吸機制造商更是成為全世界的救命稻草。
▲海外部分國家呼吸機存量與需求情況（截至3月28日）
根據工信部4月8日公佈的資料，我國呼吸機生產企業累計向全國供應近2.9萬臺呼吸機，其中向湖北供應近1.8萬臺，含有創呼吸機3000臺；向國外供應各類呼吸機近1.8萬臺，含有創呼吸機4000多臺。各企業都在加班加點，並按照市場化原則與國際採購方洽談。
此前在3月31日，美國紐約州州長安德魯·科莫曾公開表示，紐約已從中國訂購1.7萬臺呼吸機，但因為其他州也在搶購，估計只能到手2500臺。
▲科莫感謝中國捐助的一千臺呼吸機到達紐約肯尼迪機場
與此同時，全球十多家車企宣佈轉產呼吸機，例如福特汽車和通用醫療合作，計劃100天生產5萬臺呼吸機，特斯拉CEO埃隆·馬斯克也宣佈特斯拉已擁有額外的經FDA批准的呼吸機。
但在沉重的疫情資料面前，這些增漲的產能仍是杯水車薪。
製造呼吸機到底有多難？哪些因素限制了玩家入局？因疫情接單到手軟的國產呼吸機供應商們，實際在市場上排在怎樣的位置？制約呼吸機產能的晶片、壓縮機等核心零部件來自主要有哪些供應商？我們試圖找出這些答案。
一、新冠重症患者的救命“打氣筒”
新冠肺炎重度和危重度患者，可能會出現呼吸衰竭、休克、凝血功能障礙等症狀，如果沒有呼吸機輔助，嚴重時還會引發重要器官衰竭，甚至死亡。
據美國呼吸病學會統計，呼吸機的普遍使用使臨床搶救的成功率提高了約55%。
呼吸機，俗稱“電子打氣筒”。呼吸機模仿人呼吸速率，吸氣時，通過高壓力把不同含氧量的氣體壓進肺泡裡；呼氣時，再以低壓力，使體內的二氧化碳被壓出來。
當前醫用呼吸機為最高階別的三類醫療器械，分為有創和無創。
▲疫情期間中國呼吸機月度供貨量（截至3月3日）
有創呼吸機主要用在重症監護病房（ICU），救治重度呼吸衰竭的無意識患者。有創呼吸機需要經口鼻插管、氣管切開插管，這個過程可能造成患者面部損傷和交叉感染，而且非常殘忍和痛苦，氣管猶如一直被刀割，如果患者不是在昏迷的狀態下，必須打鎮定劑才能撐得住。
無創呼吸機沒有切口，主要用在有呼吸意識的輕中度呼吸衰竭患者，在醫院和家庭場景均有應用。使用期間，患者能正常說話，舒適度遠高於有創呼吸機。
由於新冠肺炎缺乏抗病毒特效藥，新冠肺炎患者的治療以對症治療為主，重型患者使用鼻導管或無創呼吸機等治療方式，危重症患者則需有創呼吸機進行通氣。
以往人們對呼吸機的需求量並不大，但隨著新冠疫情像死亡列車般在全世界穿梭，全球單日新增確診病例突破8萬例，全球累計確診人數超過143萬例，呼吸機預計需求量逼近100萬，而美、德、英、法、意合計現存呼吸機數量只有20多萬臺。
▲新冠感染治療的重症、危重症病區配置區別
呼吸機不夠用，萬一再出現停電情況，怎麼辦？
怒斥美聯邦政府、疾呼呼吸機告急的紐約州州長科莫在3月28日介紹並親身示範了應急的“備選方案”：通過手動擠壓下圖所示的呼吸氣囊，為呼吸不暢的患者供氧，這種氣囊俗稱“手捏皮球”。
▲科莫在記者會上展示“手捏皮球”
“需要有人不停地擠壓氣囊。這看上去很簡單，但如果你操作很長時間，就會明白有多困難。”科莫說，“雖然相對來說很簡單，但你需要很多人24小時為一名患者操作。”
英國首席獸醫Chrisine Middlemiss還致信全國所有註冊獸醫，請求他們反饋各自所處機構的獸用呼吸裝置清單，以備不時之需。
二、全球告急！海內外呼吸機廠家緊急擴產
全球呼吸機稀缺到什麼程度呢？以知名國際呼吸機制造商瑞士哈美頓為例，呼吸機剛下生產線就會被運走，為了趕工連辦公室員工都上了生產線。
根據東興證券研究報告，五大國際知名呼吸機廠家合計日產能約為301臺，短期內連自己國家的防疫需求都難以滿足，更遑論國外訂單。
此外，美國福特、通用、特斯拉等美國車企均已獲批製造呼吸機裝置，3月27日，川普還在推特上點名通用汽車和福特汽車，督促他們馬上生產呼吸機。
▲美國總統川普催促福特、通用汽車
4月7日，特斯拉用視訊秀出用其電動車零部件打造的呼吸機原型機，並介紹了整體工作流程：
空氣通過進氣管道進入混合室，混合室將氧氣和空氣混合，然後通過一個製造壓力波形和容積波形的閥體，再通過一系列感測器，最後通過過濾器，進入患者的肺部。
在肺部混入二氧化碳的氣體，會通過呼氣管和一套感應器進入呼氣閥，呼氣閥會調節肺中的氣壓，使病患肺部保持正壓狀態。
▲特斯拉呼吸機工作原理圖
醫用呼吸機需求的爆發給中國呼吸機廠商帶來了春天。此前國內三甲醫院主要採購飛利浦、瑞思邁等國際呼吸機品牌，而此次疫情給國產呼吸機提供了免費推廣的平臺。
由於我國醫療裝置行業起步較晚，很長一段時間市場都是被國外廠商所掌控，但近些年少數國產醫用呼吸機廠商逐漸突出重圍，在全球範圍內樹立了民族品牌。
在2019年國內十大呼吸機銷量排行榜中，國產品牌有邁瑞醫療、深圳科曼、誼安醫療三家上榜。
▲2019 年中國呼吸機銷售數量排名
由於我國防控得力，國產呼吸機廠商早已有序復工復產，海外訂單如雪花般撲面而來，有些國產廠商的訂單已經排到下半年。
截至4月8日，我國主要呼吸機企業累積供應2.7萬多臺，其中向湖北供應近1.8萬臺，含有創呼吸機3000臺，同時還緊急向國外提供各類呼吸機近1.8萬臺，含有創呼吸機4000多臺。
當前國外求購以有創呼吸機為主，邁瑞醫療和誼安醫療是國內有創呼吸機的頭部玩家。 根據工信部日前公佈的資訊，現可生產有創呼吸機的國內企業共21家，其中8家產品獲歐盟強制性CE認證。
為了趕產，邁瑞醫療嘗試新開產線、擴招員工、優化工藝等措施並行，誼安醫療將生產麻醉機、手術床的產線都改造成生產呼吸機。根據此前公開資訊，邁瑞醫療和誼安醫療的訂單已經分別排到6月和8月之後。
呼吸機緊俏還推動相關概念股的猛漲。
當前A股涉及呼吸機供應的上市公司有邁瑞醫療、魚躍醫療、航天長峰、復星醫藥、中鼎股份、深科技等。其中，邁瑞醫療在醫用呼吸機海外出口方面一家獨大。
▲2019 上半年中國品牌海外出口醫用呼吸機格局
國產醫療裝置龍頭邁瑞醫療市值已逾3200億元，力壓寧德時代，坐穩創業板市值新“一哥”之位。
呼吸機銷售規模佔比較小的航天長峰多次釋出風險提示公告，表明其重症呼吸機不具備國內外銷售資質、今年無批量生產計劃，依然阻擋不了資本的熱情，從3月20日到4月7日連收9個漲停板，漲幅超過155%。
▲航天長峰釋出風險提示公告
通常高檔有創呼吸機價格約為35-40萬元，中檔價格約為20-25萬元，低檔可靠性較低，價格不到15萬元。但在疫情期間，呼吸機銷售利潤空間已經高到離譜。
據《財經》報導，疫情期間某款正常售價每臺2萬美元的呼吸機，已經被經銷商報價到36800美元。
三、缺口難填，覆盤呼吸機的生態壁壘
乍一看，全球呼吸機廠商紛紛竭力擴產，特斯拉、通用、福特、勞斯萊斯、戴森、本田、日產等車企預計也將陸續轉產呼吸機，是不是很快就有希望補上呼吸機的缺口了？
願望很美好，但現實難度很大。
首先，專業高階呼吸機玩家稀缺。
疫情前，呼吸機採購需求量較少，但關鍵技術門檻卻很高，還需投入高額的研發生產成本，這使得全球能生產高階有創呼吸機且具備一定規模的廠家數量屈指可數。
呼吸機行業過去偏小眾，醫療機構的需求有限，去年全年國內銷量不到2萬臺，大醫院可能有十幾臺，小醫院則不超過5臺，實際使用量不高，且一臺呼吸機使用壽命通常在6年以上，更新換代的週期也比較長。
其次，生產呼吸機需要時間。
即便是擁有豐富經驗的專業呼吸機制造商，擴建生產線要需要一定時間，生產每一臺呼吸機也需要時間，短期內很難跟上急增的需求。
以速度聞名世界的“中國製造”，面對巨大的呼吸機缺口同樣壓力倍增，多家國產呼吸機生產商表示，他們已經達到產能極限。
在關鍵零部件保障供應的情況下，我國有創呼吸機周產能約2200臺，產能不足全球的1/5，滿足全球疫情防控的需求尚不現實。
跨界企業面臨的難關更多，需要突破技術壁壘、生產線改建、完善供應鏈、通過質檢審批等，如果完全從零起步，量產可能要花1年半。
從技術壁壘來看，呼吸機屬於知識密集型高技術行業，呼吸機用的元件多為業內通用的標準件，通氣控制精度、人機同步好不好，靠得就是廠家自身的軟硬體技術實力。
這也是我國廠商相對薄弱的環節。國外廠商掌握了大量核心技術專利，國內企業在智慧設計、通氣、降噪等核心技術方面研發水平有限，高階呼吸機自主創新能力相對有限。
近期，美國醫療器械巨頭美敦力還公開了行動式呼吸機的完整設計圖紙和生產手冊，方便新入局者加快生產速度。
▲美敦力PB560呼吸機設計圖紙
這顯然是個好訊息，但信任資本問題也不得不考慮。畢竟大型醫療裝置公司花數十年時間建起的技術壁壘，輕易把技術圖紙交給別人會頂著非常大的壓力。
從生產週期來看，國內對高階醫療裝置監管嚴格，准入和認證週期長。國內知名無創呼吸機生產商魚躍醫療透露，一臺醫用呼吸機完成研發立項、檢測、臨床驗證、改造升級、核心製造、演算法優化、醫療註冊全流程至少需10年。
另據魚躍醫療介紹，在常規狀態上生產一臺呼吸機可能要花費多達40天的時間，跨界企業要花多少時間更加難以測算。
▲魚躍醫療無創醫用呼吸機
現在多家國產呼吸機廠商應急擴產，產能相比以往提升逾十倍，但能不能實現產能穩步增長，很大程度還受制於上游原材料和零部件的供應。
在許多核心零部件方面，我國供應商並不具備優勢。很多國內呼吸機廠商能及時增產和供貨的前提條件就是核心原材料和零部件的儲備及供應充足。
多數呼吸機的上游供應商重合，大規模擴產時難免會面臨原材料吃緊的壓力。由於疫情爆發突然，許多供應商難以適應猛增的需求，物流限制等問題也給依賴全球化分工的呼吸機供應鏈帶來壓力，部分供應商已出現產能不足、交貨期延長等狀況。
現公開的跨界廠商多為國際知名車企，基本都選擇與專業呼吸機生產商合作。
對他們而言，生產能力應該不成問題，供應鏈零部件的壓力也應該能緩解的比較快，再加上在疫情特殊情況下，很多政府已經放低審批門檻、縮短審批流程。
但能不能將專業呼吸機廠商的生產經驗快速遷移、能不能短時間內培養足量的專業人才，都是當下跨界廠商們和新入局玩家仍面臨的考驗。
畢竟呼吸機是給患者用，萬一出了岔子，那可是背上人命的事情。
四、誰能供給呼吸機核心零部件？
一臺呼吸機相當於一個精密的氣體輸送工控系統，有上千個零部件。其中大部分已實現國產，但我國在核心零部件方面與國際水平尚有明顯差距。
由於醫用呼吸機對精密性要求高，任何一個零部件出問題，整個機器可能就無法正常運轉，當前國產呼吸機在壓縮機、晶片、感測器、電磁閥、氧氣源等核心零部件上仍嚴重依賴分佈在世界各地的國際供應商。
例如，魚躍醫療的晶片來自德國等國家，誼安醫療呼吸機的渦輪均為瑞士進口，普博科技呼吸機的感測器來自英美，安保科技至少30%的呼吸機原材料依賴進口。
▲呼吸機零部件拆解圖（來源：venteclife）
1、壓縮機
壓縮機是幫助患者通氣的關鍵部件，無創呼吸機多使用渦輪式呼吸機，有創呼吸機多使用空氣壓縮機。
當前，多家呼吸機生產商選擇的壓縮機供應商有美國托馬斯（Thomas）、美國格南登福（Gardner Denver）、瑞士Micronel、德國EBM和臺灣地區臺達等。
2、晶片與感測器
晶片和感測器在呼吸裝置中扮演著重要角色。
不同型別的感測器可用於幫助控制壓力、氣流、溫度和溼度，以及提供平滑的電機控制輸出。晶片是整個電路系統的“心臟”，負責根據採集的感測器資料，實時調整風機，保證產生合適的正向氣壓。
CPU方面，3月31日，英特爾成都接到由總部分配來的一筆緊急訂單，2.5萬顆BDW系列CPU，全部用於呼吸機。截至4月9日，英特爾成都已累計為呼吸機生產2萬顆CPU。另外我們還從網上看到了全球呼吸機龍頭德爾格的呼吸機CPU主機板的銷售資訊。
MCU/MPU方面，知名電子元器件分銷商貿澤電子在其官網上，為不同的呼吸機方案推薦了1400多顆來自不同供應商的MCU/MPU型號，供應商包括美國德州儀器、美國微芯、荷蘭恩智浦、日本瑞薩電子、德國英飛凌、瑞士意法半導體、美國賽普拉斯、美國亞德諾半導體等。
▲CPAP機器框圖（來源：貿澤電子）
FPGA方面，據英特爾公司市場營銷集團副總裁兼中國區總經理王銳介紹，很多呼吸機均搭載了英特爾的FPGA加速器。
國產FPGA廠商安路科技亦提出了一種正壓呼吸機的系統控制方案，推薦用其整合了FPGA、ADC和Flash的SoC晶片作為主控。
▲安路科技設計的正壓呼吸機方案
感測器方面，美國霍尼韋爾（Honeywell）是核心供應商之一。它提供的感測器產品包括壓力感測器、氣流感測器、熱敏電阻感測元件、溫度探測器、溼度感測器、霍爾效應磁感測器積體電路等。
霍尼韋爾在中國的21家感測器工廠在2月中下旬已經全面復工。
▲霍尼韋爾感測器在呼吸機中的應用
日本SMC公司是世界三大氣動元件生產商之一，它提供的壓力感測器等器件頗受呼吸機生產商的認可。
飛思卡爾、恩智浦和意法半導體不僅提供MCU/MPU，也提供有多種型別的感測器，以供開發先進的呼吸機。漢威科技子公司煒盛感測主要為呼吸機提供微流量感測器。
3、電磁閥
電磁閥是呼吸機氧氣源的開關閥門，作用同樣舉足輕重。其工作原理和繼電器有些相似，但效能要求通常高於一般機械裝置。
這一配件的代表廠商有美國MAC、義大利康茂勝（Camozzi）等，他們在自動化、流體力學等領域深耕多年，牢牢把控著相關供應渠道。
結語：疫情或加速國產化替代程式
此次疫情既帶給我國呼吸廠商猛增的市場需求，又暴露出當下醫療裝置供應鏈的脆弱。
全球化分工平日固然高效，但遇到像疫情這樣限制交通運輸甚至正常生產的特殊情況時，核心零部件自主可控的價值則顯現出來。
當前我國在呼吸機核心零部件方面的缺口還很大，但在疫情刺激下，國產化替代的腳步已經邁得快了許多。 面對境外廠家可能面臨的國際物流減少、工廠因疫情停產等不確定因素，國內呼吸機廠商近期已在尋找國產替代廠家。
在看到希望的同時，我們也應清醒地認識到，無論是包括呼吸機在內的高階醫療器械方面，還是在呼吸機的核心零部件生產商，我國與國際頂尖水平之間還有不少差距，路漫漫其修遠兮。
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