“質(zhì)譜儀具有廣泛普適的特點(diǎn)，應(yīng)用非常廣泛。其實(shí)國內(nèi)質(zhì)譜儀市場(chǎng)已經(jīng)是紅海，但國產(chǎn)與進(jìn)口之間仍然有很大差距，而且存在技術(shù)被卡脖子的可能，解決這一問題的關(guān)鍵就在于企業(yè)要建立自己技術(shù)的比較優(yōu)勢(shì)。”近日，在“2022新產(chǎn)業(yè)50人論壇暨生命健康投融資峰會(huì)”上，清華大學(xué)副教務(wù)長(zhǎng)、精儀系教授、為先書院院長(zhǎng)歐陽證表示。
據(jù)了解，科研分析儀器是生命科學(xué)及醫(yī)藥醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的重要基石，其中質(zhì)譜儀是市場(chǎng)前景最大、均價(jià)最貴、技術(shù)壁壘最高的主要領(lǐng)域之一，有實(shí)驗(yàn)分析儀器領(lǐng)域“皇冠明珠”之稱。
質(zhì)譜儀的應(yīng)用非常廣泛，生物醫(yī)學(xué)、監(jiān)管及科研是質(zhì)譜儀的主要應(yīng)用方向，公安毒檢、海關(guān)郵檢、藥物檢測(cè)、食品安全、消費(fèi)品質(zhì)量控制等均以質(zhì)譜檢測(cè)為金標(biāo)準(zhǔn)。
目前國內(nèi)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)譜儀市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)較為激烈，已是紅海，但相關(guān)數(shù)據(jù)顯示國產(chǎn)品牌占有率僅5%左右，對(duì)此現(xiàn)象，近日歐陽證接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道采訪時(shí)表示，目前質(zhì)譜儀最核心的技術(shù)都被卡在國外企業(yè)手中，國內(nèi)仿制產(chǎn)品和國外仍有較大差距，主要差距在于整機(jī)可靠性、核心元器件精密制造技術(shù)和用戶體驗(yàn)，檢測(cè)器和真空泵等關(guān)鍵零部件仍需進(jìn)口。
“國內(nèi)質(zhì)譜領(lǐng)域發(fā)展不錯(cuò)的公司，大多采用貼牌國外產(chǎn)品方式，缺少自己的核心技術(shù)。國內(nèi)此種類型公司受資本青睞，主要原因在于國產(chǎn)質(zhì)譜儀器在技術(shù)上與外企有明顯差距，沒辦法在同等水平競(jìng)爭(zhēng)。”歐陽證說。
競(jìng)爭(zhēng)紅海，卻仍被卡脖子
據(jù)了解，質(zhì)譜儀是一種通過測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量進(jìn)而對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析的儀器，根據(jù)信達(dá)證券研報(bào)介紹，質(zhì)譜儀屬于一種“靈敏度極高的天平”，可以直接稱量物質(zhì)的原子量、分子量，具有高靈敏度、高分辨率、分析速度快等優(yōu)勢(shì)。
質(zhì)譜儀廣泛應(yīng)用于醫(yī)療健康、食品安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)分析等多個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，具有通用性，在實(shí)驗(yàn)分析領(lǐng)域較其他儀器有更明顯的優(yōu)勢(shì)，屬于更高端的實(shí)驗(yàn)分析儀器。
信達(dá)證券研報(bào)數(shù)據(jù)顯示，2020年國內(nèi)質(zhì)譜儀行業(yè)總需求規(guī)模約142億元，約占全球總規(guī)模的1/3，近年來質(zhì)譜儀需求增速較快，顯著高于全球平均水平，2014-2020年我國質(zhì)譜儀總需求規(guī)模CAGR達(dá)到20.2%，遠(yuǎn)高于全球7%的平均水平。
歐陽證告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道，目前國內(nèi)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)譜儀已經(jīng)是紅海市場(chǎng)，經(jīng)過多年發(fā)展，質(zhì)譜儀的多條技術(shù)路線已經(jīng)很成熟，國內(nèi)90%以上市場(chǎng)被外企壟斷，外企之間的競(jìng)爭(zhēng)也很激烈，而且從市場(chǎng)占有率、產(chǎn)品形態(tài)、產(chǎn)品應(yīng)用和客戶群體等角度來看，都已經(jīng)發(fā)展得非常成熟。
“國內(nèi)部分做仿制質(zhì)譜儀的公司，主要瞄準(zhǔn)在專業(yè)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室里由專業(yè)人員操作這一應(yīng)用場(chǎng)景，這就需要和頭部外企搶市場(chǎng)份額，基本就是打價(jià)格戰(zhàn)、比拼產(chǎn)品應(yīng)用和產(chǎn)品性能，但國內(nèi)企業(yè)目前劣勢(shì)明顯。”歐陽證說。
據(jù)信達(dá)證券研報(bào)分析，質(zhì)譜儀技術(shù)壁壘較高，全球質(zhì)譜儀市場(chǎng)主要被國際行業(yè)巨頭占據(jù)，包括沃特世、丹納赫、布魯克、安捷倫、賽默飛、生物梅里埃、島津等公司，大約占據(jù)全球90%市場(chǎng)份額。國內(nèi)質(zhì)譜儀市場(chǎng)也基本被外企占據(jù)，國產(chǎn)品牌占有率約5%。
目前我國在質(zhì)譜儀領(lǐng)域的研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用技術(shù)水平均落后于西方發(fā)達(dá)國家。國內(nèi)掌握質(zhì)譜儀所涉及的原理、模擬、計(jì)算、設(shè)計(jì)、工程化、工藝化、生產(chǎn)、應(yīng)用開發(fā)及維護(hù)等各環(huán)節(jié)專業(yè)技術(shù)的專業(yè)類公司較少。
近年來，我國每年進(jìn)口質(zhì)譜儀總金額已經(jīng)超過10億美元。2020年我國進(jìn)口質(zhì)譜儀總金額為15.25億美元，2021年前11月質(zhì)譜儀進(jìn)口額達(dá)到14.3億美元，當(dāng)前我國質(zhì)譜儀進(jìn)口額約占國內(nèi)質(zhì)譜儀行業(yè)規(guī)模的90%。
在這樣的現(xiàn)狀下，國內(nèi)質(zhì)譜儀企業(yè)該如何突圍？歐陽證表示，要解決卡脖子問題，關(guān)鍵是要建立屬于自己的、不可替代的比較優(yōu)勢(shì)，在某個(gè)方面與外企之間拉開差距才能活下來，活得好。
“在過去幾十年里，中國產(chǎn)業(yè)的比較優(yōu)勢(shì)在于市場(chǎng)規(guī)模和人力資源價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但現(xiàn)在這些優(yōu)勢(shì)不那么明顯了，所以就需要在某個(gè)環(huán)節(jié)、某個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈建立比較優(yōu)勢(shì)，才能靠技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的力量去解決卡脖子問題，在上游端卡住一個(gè)不可替代的環(huán)節(jié)，這比什么都關(guān)鍵。”歐陽證說。
朝什么方向突圍？如何建立比較優(yōu)勢(shì)？
那么國內(nèi)的質(zhì)譜儀企業(yè)該在哪個(gè)環(huán)節(jié)建立比較優(yōu)勢(shì)呢？在醫(yī)用耗材和醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，價(jià)格往往是國內(nèi)企業(yè)的優(yōu)勢(shì)，但是這一邏輯放在質(zhì)譜儀領(lǐng)域似乎不太適用。
歐陽證告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者，其實(shí)現(xiàn)在大型質(zhì)譜儀很貴，單臺(tái)價(jià)格在300萬至1000萬之間，但其實(shí)成本并不高，毛利率可以達(dá)到80%，仍然這么貴的原因就在于技術(shù)壁壘。
在高毛利率的情況下，外企銷售多年，已經(jīng)積累了非常豐厚的利潤(rùn)和效益，而國內(nèi)企業(yè)可能是剛剛耗費(fèi)數(shù)億元研制出來的產(chǎn)品，如果打價(jià)格戰(zhàn)，就只能硬著頭皮與外企拼，但是國內(nèi)企業(yè)的研發(fā)成本和投入就在眼前，技術(shù)還無法完全跟上，可能要賣更低的價(jià)格，在售后投入更多的精力，那么利潤(rùn)空間就會(huì)被壓得更薄。
歐陽證進(jìn)一步指出，這就會(huì)導(dǎo)致一個(gè)很大的問題，即價(jià)格戰(zhàn)之后發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)企業(yè)唯一的作用就是把外企產(chǎn)品的價(jià)格打下來了，但是客戶最終還是會(huì)選擇國外產(chǎn)品，而非國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品。
“另外三重四極桿質(zhì)譜和飛行時(shí)間質(zhì)譜這兩條路也不太好走，因?yàn)槿厮臉O桿對(duì)應(yīng)著傳統(tǒng)大質(zhì)譜儀，已經(jīng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈。飛行時(shí)間這一技術(shù)，國產(chǎn)儀器水平，相比于其他大型質(zhì)譜儀器較為成熟；但市場(chǎng)占比比較小，目前國內(nèi)很多公司又同時(shí)在做。” 歐陽證說。
那么國內(nèi)質(zhì)譜儀突圍的出路到底在哪？歐陽證告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道，和頭部外企競(jìng)爭(zhēng)就要換個(gè)角度，比如轉(zhuǎn)換應(yīng)用場(chǎng)景和客戶群體，換個(gè)賽道，目前競(jìng)爭(zhēng)激烈的是大型質(zhì)譜儀，在實(shí)驗(yàn)室里使用、由專業(yè)人員操作，那國內(nèi)企業(yè)能否走另一條路線，將產(chǎn)品做得更簡(jiǎn)單、更小、更智能，讓質(zhì)譜儀POCT化呢？這條賽道目前是一片藍(lán)海，市場(chǎng)很大，競(jìng)爭(zhēng)也沒有那么激烈。
據(jù)歐陽證分析，讓質(zhì)譜儀更簡(jiǎn)單，就是通過簡(jiǎn)化樣品處理、采用智能操作系統(tǒng)，擺脫必須由專業(yè)人員在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行復(fù)雜操作的局限，那么面向的群體就不再是專業(yè)技術(shù)人員，賽道也會(huì)和傳統(tǒng)市場(chǎng)所區(qū)別。
對(duì)于讓質(zhì)譜儀更小，目前質(zhì)譜儀通常重量達(dá)數(shù)百公斤，可以把產(chǎn)品進(jìn)行小型化，做到9公斤以內(nèi)，這將是非常大的變化，因?yàn)樵瓉碣|(zhì)譜儀只能放在實(shí)驗(yàn)室里，還需要細(xì)心維護(hù)，縮小之后甚至可以直接放進(jìn)背包，能應(yīng)對(duì)各種環(huán)境，在非專業(yè)場(chǎng)景也可以使用。例如在公安領(lǐng)域可以直接把質(zhì)譜儀帶到現(xiàn)場(chǎng)，由一線公安民警和醫(yī)護(hù)人員操作，快速得到精準(zhǔn)結(jié)果。
那么頭部外企為何尚未布局這一賽道？歐陽證表示，頭部外企的產(chǎn)品發(fā)展策略，通常不是花時(shí)間和精力去培育一個(gè)全新的技術(shù)或領(lǐng)域，而是會(huì)在技術(shù)和市場(chǎng)逐漸成熟之后直接收購。
但是完成質(zhì)譜儀的POCT化并非簡(jiǎn)單之事，根據(jù)相關(guān)研究，對(duì)小型質(zhì)譜儀來說，真空系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)重量最重、功耗最大的部件，因此對(duì)質(zhì)譜系統(tǒng)的小型化可能起著決定性作用。而實(shí)驗(yàn)室質(zhì)譜儀的真空系統(tǒng)通常由渦輪分子泵與旋片式機(jī)械泵、干泵、隔膜泵等結(jié)合實(shí)現(xiàn)，但是這一機(jī)械結(jié)構(gòu)并不適合移動(dòng)作業(yè)。而非連續(xù)大氣壓接口（DAPI）技術(shù)的出現(xiàn)解決了小型質(zhì)譜儀真空效率的問題，有望大幅降低質(zhì)譜儀整機(jī)重量。
歐陽證進(jìn)一步表示，除了真空系統(tǒng)的問題，市場(chǎng)教育也是質(zhì)譜儀POCT化后面臨的重要挑戰(zhàn)。質(zhì)譜儀進(jìn)入POCT領(lǐng)域其實(shí)用處很廣泛，但是這類產(chǎn)品太新，市場(chǎng)需要一段時(shí)間去適應(yīng)，使用者也需要時(shí)間去了解，市場(chǎng)化路徑可能是目前面臨的主要問題，所以需要很有耐心，不斷教育市場(chǎng)。
“其實(shí)大型質(zhì)譜儀在全球剛面世時(shí)，也是首批的科學(xué)家用戶培養(yǎng)了應(yīng)用習(xí)慣，質(zhì)譜儀才逐漸開發(fā)出了很多應(yīng)用，比如用質(zhì)譜檢測(cè)農(nóng)殘，就是當(dāng)時(shí)科學(xué)家首先開發(fā)出應(yīng)用，大家都覺得實(shí)用，最后才成為了監(jiān)管層面的標(biāo)準(zhǔn)。”歐陽證說。
除了POCT化，創(chuàng)造附加值或許也是突圍的方向之一。
據(jù)了解，脂質(zhì)組學(xué)已成為生物醫(yī)學(xué)研究的熱點(diǎn)，采用質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行脂質(zhì)組學(xué)研究，已能解決脂質(zhì)種類鑒別等問題，但是脂質(zhì)精細(xì)結(jié)構(gòu)，如碳碳雙鍵(C=C)位置精準(zhǔn)定位等問題仍是難點(diǎn)。
歐陽證表示，這就為創(chuàng)造附加值提供了空間，如果出現(xiàn)一項(xiàng)附加技術(shù)，能加載到其他的質(zhì)譜儀產(chǎn)品上提高分析能力，那么就能建立獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，“相當(dāng)于傳統(tǒng)的質(zhì)譜儀只能分辨出脂質(zhì)不飽和結(jié)構(gòu)層面，無法在少量樣本下尋找到疾病相關(guān)的生物標(biāo)志物，但是有了附加技術(shù)，就可以在組學(xué)層面做到脂質(zhì)碳碳雙鍵位置的精準(zhǔn)深層解析，在個(gè)位數(shù)樣本層面即可發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)標(biāo)志物，為疾病探索研究提供全新的質(zhì)譜工具。總而言之就是不用去做整個(gè)質(zhì)譜儀，而是做質(zhì)譜儀的助手、附件，讓質(zhì)譜儀變得更厲害。”
而PB反應(yīng)的研究推進(jìn)正在推動(dòng)解決這一問題，據(jù)了解，2018年，Nature Methods雜志報(bào)道了清華大學(xué)歐陽證教授和瑕瑜教授在質(zhì)譜小型化及脂質(zhì)同分異構(gòu)體研究領(lǐng)域取得的研究進(jìn)展，其中瑕瑜教授開發(fā)了一種不同的方法，通過將光化學(xué)反應(yīng)——PB反應(yīng)耦合到質(zhì)譜來定位C=C鍵，目前此項(xiàng)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
