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粗中有細(xì)，

通用電焊機(jī)的數(shù)字化之路

在工業(yè)領(lǐng)域，一條焊縫的工藝水平?jīng)Q定著一架飛

機(jī)或是一艘輪船的機(jī)械性能，是一個(gè)國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)能

力的寫照。

例如，對(duì)于熔點(diǎn)較低的鋁板來(lái)說(shuō)，電焊機(jī)需要

精確控制焊縫的溫度，太高的溫度會(huì)瞬間燒穿薄薄

的鋁板。而通用電焊機(jī)的脈沖鋁薄板電焊機(jī)，可以在

0.36 毫米的厚度（相當(dāng)于 5 張 A4 紙）上，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)

焊接，好似“張飛繡花”。這也讓過去培養(yǎng)一名擁有

經(jīng)驗(yàn)和手感的優(yōu)秀焊工，成了一項(xiàng)艱難的工作。那

些頂尖焊工調(diào)試的參數(shù)，常常是一家制造企業(yè)的最

高級(jí)技術(shù)秘密。

在通用電焊機(jī)大展拳腳的舞臺(tái)上，值得一書的是

南極科考“泰山站”的鋼結(jié)構(gòu)焊接工作。相關(guān)鋼結(jié)構(gòu)

首先在上海被焊接完成，被打包裝船運(yùn)到南極后再重

新組裝。這些鋼結(jié)構(gòu)焊接部位即便面對(duì)極低溫度，依

然不會(huì)發(fā)生裂開的情況。通用電焊機(jī)卓越的焊接水準(zhǔn)

得此證明，而這一切得益于通用從 2014 年開啟的焊

接數(shù)字化戰(zhàn)略。

用數(shù)字處理器芯片替代傳統(tǒng)電路，用觸摸屏替代

原有旋鈕開關(guān)操作，用一鍵設(shè)置工作模式替代不斷調(diào)

整參數(shù)……數(shù)字化引領(lǐng)電焊機(jī)走向了更精準(zhǔn)控制和更

簡(jiǎn)單操作的時(shí)代。

過去頂尖焊工的技藝，能夠被掌握了數(shù)字化電焊

機(jī)的新手們完美復(fù)制，這也助推了中國(guó)制造業(yè)不斷向

高品質(zhì)邁進(jìn)。通用電焊機(jī)每年投入一定資金用于項(xiàng)目

研發(fā)及設(shè)備更新，以增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，提高產(chǎn)品的

質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2018 年，通用電焊機(jī)完成了研發(fā)中心的改造，

完善了數(shù)字化逆變焊機(jī)研發(fā)中心、焊接工藝試驗(yàn)室等

項(xiàng)目建設(shè)，為公司深入數(shù)字化焊接技術(shù)研究提供了更

加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2019 年，通用電焊機(jī)又對(duì)焊接技術(shù)研究所進(jìn)行

了升級(jí)，研究所設(shè)有機(jī)器人焊接系統(tǒng)、高能束焊接、

系統(tǒng)集成與控制、數(shù)值分析與虛擬工程、焊接質(zhì)量保

證、新材料及表面技術(shù)等六個(gè)研究室，一個(gè)焊接檢測(cè)

中心，以及機(jī)器人柔性加工系統(tǒng)、激光焊機(jī)和數(shù)控加

工系統(tǒng)等。

連云港石化管道的焊接服務(wù)則體現(xiàn)了電焊機(jī)數(shù)字

化的另一個(gè)特色。當(dāng)時(shí)，施工人員希望電焊機(jī)能夠?qū)?/p>

施連續(xù)斷弧的焊接作業(yè)。公司技術(shù)人員趕到現(xiàn)場(chǎng)之后，

用筆記本電腦對(duì)電焊機(jī)進(jìn)行重新編程，實(shí)現(xiàn)了焊接工

藝的調(diào)整。施工人員使用之后，興奮地表示，這就是

他們需要的電焊機(jī)。

對(duì)于傳統(tǒng)電路控制的電焊機(jī)來(lái)說(shuō)，要想重新設(shè)定

焊接工藝，大多需要更換器件，耗時(shí)費(fèi)力。而數(shù)字化

的電焊機(jī)不需要更換任何一個(gè)零部件，只需要修改程

序就能實(shí)現(xiàn)符合施工現(xiàn)實(shí)需求的專用功能，無(wú)疑極大

地提升了效率。

有趣的是，通用給普通電焊機(jī)進(jìn)行了專用編程后，

形成了面向行業(yè)痛點(diǎn)的專屬電焊機(jī)。它們通常會(huì)在通用

電焊機(jī)型號(hào)名稱之后加上一個(gè)漢語(yǔ)拼音，如專用于電力

行業(yè)的產(chǎn)品則會(huì)加一個(gè)“D”。而這些專用電焊機(jī)獲得

了行業(yè)的青睞，也給通用電焊機(jī)帶來(lái)了一大票訂單。

PAGE | 100 上天入海，

如何適應(yīng)嚴(yán)苛的施工環(huán)境？

每當(dāng)新聞聯(lián)播開始，通用電焊機(jī)的品牌經(jīng)理們常

常會(huì)全神貫注地去看看有沒有重大施工項(xiàng)目的報(bào)道，

因?yàn)樵诠さ噩F(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)通用電焊機(jī)的產(chǎn)品。

有一次，在新聞報(bào)道雪域高原建設(shè)“一帶一路”

中巴經(jīng)濟(jì)走廊時(shí)，眼尖的經(jīng)理一眼就看到了通用電焊

機(jī)那一抹醒目的橙色。有趣的是，通用自己也不清楚

哪一家施工單位在海外使用了自己的電焊機(jī)。

但可以肯定的是，通用電焊機(jī)之所以能亮相條件

艱苦的施工現(xiàn)場(chǎng)，主要原因在于它從研發(fā)一開始就從

客戶的角度考慮：在工地上，電焊機(jī)所需的工業(yè)電源

并不是隨處都有的，而通用電焊機(jī)的焊把線可以拉長(zhǎng)

到 200 米并且電流不衰減，由此形成了一個(gè)直徑 400

米的施工圈，足以應(yīng)對(duì)惡劣的施工環(huán)境。

類似的新聞聯(lián)播中的“免費(fèi)廣告”，還出現(xiàn)在雅

魯藏布江大橋等多個(gè)重大項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)。

值得一提的是，通用電焊機(jī)還參與到了神舟飛船

的建造中。面對(duì)國(guó)家需求，通用電焊機(jī)不僅不計(jì)成本

地提供針對(duì)特種鋼材的電焊機(jī)及焊接材料，設(shè)計(jì)一整

套解決方案，還派人員常駐現(xiàn)場(chǎng)，隨時(shí)提供技術(shù)支持

服務(wù)。對(duì)于公司來(lái)說(shuō)，這些項(xiàng)目即使利潤(rùn)微薄甚至是

不賺錢，也會(huì)積極參與其中。

此外，在中老國(guó)際鐵路通道、川藏鐵路、中國(guó)商飛

C919、招商局集團(tuán)、秦山核電站、振華重工集團(tuán)、外

高橋造船、江南造船、大慶油田、杭州鍋爐廠、北盤江

大橋、南極科考站、上海迪士尼、中國(guó)核工業(yè)二三建設(shè)、

杭州奧體中心、杭州影劇院、杭州地鐵、武漢地鐵等重

點(diǎn)工程項(xiàng)目中，也活躍著通用電焊機(jī)的身影。

通用電焊機(jī)總經(jīng)理陳振剛

布局未來(lái)，

數(shù)字化向綠色化、智能化進(jìn)階

電焊機(jī)產(chǎn)業(yè)在數(shù)字化之后，將迎來(lái)智能化、綠色

化、自動(dòng)化轉(zhuǎn)型。

在數(shù)字化基礎(chǔ)之上，配套機(jī)器人焊接手臂，將

推動(dòng)電焊機(jī)走向自動(dòng)化焊接領(lǐng)域；而在充分收集各種

材料的焊接數(shù)據(jù)基礎(chǔ)之上，電焊機(jī)可以對(duì)焊接工藝做

出智能決策；第三代碳化硅、氮化鎵半導(dǎo)體技術(shù)水

平的提升，可以讓電焊機(jī)開關(guān)頻率從 20kHz 提高到

200kHz，由此在很大程度上提高焊機(jī)的性能并降低

能耗，達(dá)到綠色低碳的效果。

面向未來(lái)，通用電焊機(jī)將建立健全的云智能焊接

管理系統(tǒng)、全渠道品牌營(yíng)銷一體化軟件、供應(yīng)商管理

平臺(tái)等創(chuàng)新數(shù)字化運(yùn)營(yíng)解決方案，實(shí)現(xiàn)研發(fā)、設(shè)計(jì)、

采購(gòu)、生產(chǎn)、銷售、物流、庫(kù)存等業(yè)務(wù)在線協(xié)同，提

升業(yè)務(wù)效率。

公司還將加強(qiáng)數(shù)據(jù)資源共享、提升智能制造水平，

通過對(duì)相關(guān)工序進(jìn)行數(shù)字化改造，建設(shè)智能生產(chǎn)線，

實(shí)現(xiàn)公司精益生產(chǎn)、精細(xì)管理。

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中國(guó)創(chuàng)新醫(yī)療器械出海先鋒 沃比醫(yī)療

：

摘要：

從“出口替代”到“國(guó)產(chǎn)替代”

沖鋒

沃比醫(yī)療從張江醫(yī)谷出發(fā)

堅(jiān)持做好產(chǎn)品

打破了神經(jīng)介入高端醫(yī)療器械的壟斷

向世界證明了中國(guó)創(chuàng)造的實(shí)力

回歸

獲得國(guó)際市場(chǎng)高度認(rèn)可的

國(guó)產(chǎn)品牌重塑技術(shù)自信

用國(guó)際一流的產(chǎn)品進(jìn)行國(guó)產(chǎn)替代

持續(xù)創(chuàng)新

讓中國(guó)企業(yè)有足夠的底氣

邁向全球領(lǐng)先

35 億元，近年來(lái)全球醫(yī)療器械行業(yè)最大的跨境

并購(gòu)交易案之一。今年 4 月，上海沃比醫(yī)療科技有限

公司（以下簡(jiǎn)稱“沃比醫(yī)療”）完成對(duì)德國(guó)全球神經(jīng)

介入企業(yè) Phenox 的收購(gòu)，取得了中國(guó)創(chuàng)新醫(yī)療器械

企業(yè)出海，邁向國(guó)際化的重要實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

2016 年成立于中國(guó)醫(yī)療企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展起源地之

一張江醫(yī)谷的沃比醫(yī)療，有著“立足中國(guó)，志在全球”

的雄心，致力于挽救全球的中風(fēng)患者。

幾年來(lái)，沃比醫(yī)療一步一個(gè)腳印地探索著國(guó)產(chǎn)神

經(jīng)介入醫(yī)療器械替代進(jìn)口的可能性。憑借把產(chǎn)品做到

一流的匠心理念，創(chuàng)新研發(fā)出了多款性能名列全球前

茅的產(chǎn)品，成功讓中國(guó)創(chuàng)造登上了世界的舞臺(tái)。

在神經(jīng)介入領(lǐng)域，沃比醫(yī)療是目前國(guó)內(nèi)唯一一家

成功進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，在美國(guó)、歐洲等主要發(fā)達(dá)市場(chǎng)形

成銷售規(guī)模，與美敦力等國(guó)際巨頭競(jìng)爭(zhēng)并獲得國(guó)際認(rèn)

可的企業(yè)，并已獲評(píng) 2021 年度上海市“專精特新”

企業(yè)。

專精特新

PAGE | 102 中國(guó)企業(yè)也能創(chuàng)造國(guó)際一流產(chǎn)品

走進(jìn)沃比醫(yī)療的生產(chǎn)車間，經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的技術(shù)

工人們借助顯微鏡，在對(duì)比頭發(fā)絲還細(xì)的鉑鎢絲進(jìn)行

著編織、焊接等工序，他們正在生產(chǎn)的是國(guó)內(nèi)首個(gè)獲

得美國(guó) FDA、歐盟 CE 和日本 PMDA 認(rèn)證的神經(jīng)介

入栓塞產(chǎn)品——Avenir ?機(jī)械解脫彈簧圈。

顱內(nèi)彈簧圈是腦血管破裂動(dòng)脈瘤治療中的常用器

械，神經(jīng)血管介入治療需要超高的精準(zhǔn)度與最低的誤

差范圍，是臨床醫(yī)學(xué)上最具挑戰(zhàn)的血管區(qū)域，如果產(chǎn)

品不夠好，就會(huì)出大問題，嚴(yán)重會(huì)致死或致殘，因此

神經(jīng)介入醫(yī)生對(duì)產(chǎn)品很是挑剔。

其實(shí)，數(shù)年前國(guó)內(nèi)已有企業(yè)涉足顱內(nèi)彈簧圈研發(fā)，

并率先完成了國(guó)產(chǎn)創(chuàng)新替代。但國(guó)產(chǎn)的推送桿和彈簧

圈相對(duì)僵硬、解脫機(jī)制緩慢，質(zhì)量和可靠性與進(jìn)口產(chǎn)

品存在一定差距，導(dǎo)致了目前國(guó)產(chǎn)化率仍不足 10%。

這讓沃比醫(yī)療意識(shí)到，要與國(guó)際大公司去競(jìng)爭(zhēng)，

把產(chǎn)品做成國(guó)際一流水平，才是突破的關(guān)鍵。因此，

沃比醫(yī)療堅(jiān)持以國(guó)際化路線打造旗下產(chǎn)品。

沃比醫(yī)療在美國(guó)設(shè)立研發(fā)中心，將國(guó)外先進(jìn)的產(chǎn)

品研發(fā)體系和創(chuàng)新理念引進(jìn)中國(guó)，從產(chǎn)品研發(fā)、材料

選擇到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)加工，沃比醫(yī)療都嚴(yán)格按照國(guó)

際頂尖的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

但這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化，

才能具備足夠的競(jìng)爭(zhēng)力。

如何創(chuàng)新突破？沃比選擇從用戶的需求出發(fā)。

顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者做介入手術(shù)，需要用推送桿將彈

簧圈輸送至動(dòng)脈瘤內(nèi)，解脫釋放彈簧圈，利用彈簧圈

的機(jī)械閉塞作用以及繼發(fā)的血栓作用，防止動(dòng)脈瘤再

破裂。這過程中，彈簧圈的解脫是關(guān)鍵的一步，也是

產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的難點(diǎn)。

圍繞臨床在動(dòng)脈瘤栓塞時(shí)快速填充，意外解脫或

無(wú)法解脫，踢管和推送等方面的痛點(diǎn)，沃比醫(yī)療在國(guó)

際先進(jìn)的機(jī)械解脫的基礎(chǔ)上，優(yōu)化創(chuàng)新出了銷索式機(jī)

械解脫機(jī)制，“醫(yī)生手術(shù)時(shí)，只需要彎折推送桿末端

的折斷點(diǎn)，就可以實(shí)現(xiàn)即刻解脫，解脫時(shí)間平均不超

過 1.5 秒，極大縮短了手術(shù)時(shí)間?！蔽直柔t(yī)療董事長(zhǎng)

劉冰邊說(shuō)邊輕輕折斷了手中的推送桿，輕松抽出了連

接彈簧圈的金屬絲。

此外，沃比醫(yī)療還創(chuàng)新研發(fā)了漸變推送系統(tǒng)，讓

醫(yī)生操作推送桿時(shí)更加順滑省力，彈簧圈采用鉑烏絲

纏繞而成，非常柔軟，完美實(shí)現(xiàn)動(dòng)脈瘤的均勻致密填塞。

Avenir ?機(jī)械解脫彈簧圈的順應(yīng)性、成籃可靠性、

收尾圈柔軟性、解脫時(shí)間及解脫可靠性及并發(fā)癥發(fā)生

率等關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)都達(dá)到國(guó)際一流水平。

除了顱內(nèi)彈簧圈，沃比醫(yī)療還成功研發(fā)了業(yè)內(nèi)公

認(rèn)非常難制造的導(dǎo)管——血栓抽吸導(dǎo)管。

在中國(guó)，急性缺血性腦卒中（AIS）占所有腦卒

中約 70% 的比例，機(jī)械取栓是治療急性缺血性卒中

大血管閉塞的一個(gè)重要手段。目前，國(guó)內(nèi)神經(jīng)介入公

司集中于取栓支架產(chǎn)品領(lǐng)域。

抽吸導(dǎo)管在臨床應(yīng)用中更方便醫(yī)生操作，可靠性適

用性有效性更具優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是機(jī)械取栓的未來(lái)趨勢(shì)。

不過抽吸導(dǎo)管比取栓支架在產(chǎn)品開發(fā)上復(fù)雜得

多，其對(duì)于抗折疊性能、管內(nèi)涂層、通過性等都有很

高的要求。目前國(guó)內(nèi)臨床中使用的血栓抽吸導(dǎo)管基本

上依賴進(jìn)口。

為打破壟斷，沃比醫(yī)療決定率先攻下這個(gè)“高壁

壘的城堡”。

“由于要通過血管又要抽取血栓，這要求導(dǎo)管外

徑要足夠小，內(nèi)徑又要足夠大，而且還不能太薄，不

然承受不住壓力會(huì)導(dǎo)致變形?！蔽直柔t(yī)療副總經(jīng)理?xiàng)?/p>

軍介紹。

面對(duì)這種“既要又要”的難題，唯有創(chuàng)新才能得

到最優(yōu)解。

沃比醫(yī)療攻克了抽吸導(dǎo)管的設(shè)計(jì)壁壘，推出了全

球首款中國(guó)自主研發(fā)的抽吸導(dǎo)管——Esperance? 系

列，其中 Esperance?6F 抽吸導(dǎo)管的大內(nèi)腔 0.071\"

為臨床帶來(lái)更大的抽吸力，且在目前內(nèi)腔同類產(chǎn)品中

擁有較小外徑，提供柔順的輸送和近端操控性，在抽

吸流量和頭端抽吸力方面都達(dá)到領(lǐng)先水平。

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先獲國(guó)際認(rèn)可，再國(guó)產(chǎn)替代

我國(guó)腦卒中新發(fā)病例占全球的 40%，然而，國(guó)

產(chǎn)產(chǎn)品目前僅占不到 20% 的市場(chǎng)份額。

在產(chǎn)品方面，沃比醫(yī)療已經(jīng)兌現(xiàn)了把產(chǎn)品做好的

理念，如何讓大家知道中國(guó)的醫(yī)療產(chǎn)品也能做到國(guó)際

一流水平，讓國(guó)人能夠非常自信地去選擇國(guó)產(chǎn)品牌，

是沃比醫(yī)療一直努力的方向。

為了實(shí)現(xiàn)這一夢(mèng)想，沃比醫(yī)療市場(chǎng)化的道路和國(guó)

內(nèi)其它醫(yī)療企業(yè)走得有點(diǎn)不一樣。

沃比醫(yī)療率先讓自己的產(chǎn)品通過了國(guó)際認(rèn)證，贏

得國(guó)際市場(chǎng)的認(rèn)可后再回國(guó)內(nèi)與進(jìn)口產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)。

沃比之所以走上“出口替代”的道路，除了產(chǎn)品

本身優(yōu)秀，也離不開公司的創(chuàng)始基因。

沃比醫(yī)療兩位創(chuàng)始人，安穆克曾就職美敦力市場(chǎng)

部，在美國(guó)、歐洲、南美、日本等地區(qū)都有豐富的銷

售渠道積累和良好的合作伙伴關(guān)系；劉冰是北京人，

在神經(jīng)介入領(lǐng)域沉浸多年，對(duì)醫(yī)療器械的各個(gè)銷售渠

道都非常了解。

2018 年，Avenir ?機(jī)械解脫彈簧圈獲得美國(guó)

FDA 認(rèn)證，2019 年獲得歐盟 CE 認(rèn)證，并于 2019

年下半年正式進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)，成為當(dāng)時(shí)唯一在歐美銷

售的國(guó)產(chǎn)彈簧圈產(chǎn)品。

作為在歐美市場(chǎng)與國(guó)際領(lǐng)先品牌直面競(jìng)爭(zhēng)的

中國(guó)自主品牌彈簧圈，Avenir ?憑借卓越的表現(xiàn)，

已在超過 30 個(gè)國(guó)家或地區(qū)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，進(jìn)

入 UCLA、Kaiser（ 凱 撒 醫(yī) 療 集 團(tuán)）、Klinikum

Stuttgart、BHR Hospital 等國(guó)際知名醫(yī)院，獲得了

國(guó)外市場(chǎng)的高度認(rèn)可。

2019 年 12 月，沃比醫(yī)療與 Phenox 簽署了商

業(yè)化戰(zhàn)略合作協(xié)議，由 Phenox 在美國(guó)和歐洲獨(dú)家代

理沃比醫(yī)療的 Avenir 彈簧圈銷售業(yè)務(wù)，這也為沃比

醫(yī)療能成功收購(gòu) Phenox 埋下了伏筆。

2021 年，Esperance?5F&6F 抽吸導(dǎo)管，獲批

FDA 上市許可。

國(guó)際市場(chǎng)的戰(zhàn)績(jī)?cè)鰪?qiáng)了沃比醫(yī)療國(guó)產(chǎn)替代的信

心，“我們不僅具備國(guó)際大公司的研發(fā)和生產(chǎn)出國(guó)際

高水準(zhǔn)產(chǎn)品的能力，同時(shí)也具備中國(guó)公司的靈活性，

可以跟國(guó)內(nèi)醫(yī)生進(jìn)行更深入更密切的學(xué)術(shù)合作，跟國(guó)

內(nèi)醫(yī)生一起開發(fā)新的產(chǎn)品，這樣才能持續(xù)創(chuàng)新，這是

我們具備的一個(gè)綜合能力。”劉冰說(shuō)。

2021 年 8 月，Avenir ?機(jī)械可解脫彈簧圈獲得

國(guó)家藥品監(jiān)督管理局（NMPA）注冊(cè)批準(zhǔn)。截至目前，

Avenir ?機(jī)械解脫彈簧圈共有涵蓋 6 大系列的 175

個(gè)型號(hào)在中國(guó)獲批上市，在中國(guó)近百家卒中中心展開

試用。

2022 年 4 月，Esperance?6F 抽吸導(dǎo)管獲得國(guó)

家藥品監(jiān)督管理局 NMPA 批準(zhǔn)上市，成為全球首款

同時(shí)獲得 NMPA 以及美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局 FDA

批準(zhǔn)的“雙證”國(guó)產(chǎn)抽吸導(dǎo)管。

我們能看到高端醫(yī)療器械的國(guó)產(chǎn)替代和出口替代

大潮正在涌來(lái)。收購(gòu) Phenox 后，浦東企業(yè)沃比醫(yī)療

也將擁有豐富的、國(guó)際化的神經(jīng)介入產(chǎn)品組合，向神

經(jīng)介入器械領(lǐng)域的全球領(lǐng)先企業(yè)邁進(jìn)。

PAGE | 104 為激光手術(shù)鍛造一把國(guó)產(chǎn) 瑞柯恩

刀

：

摘要：

一手創(chuàng)新，一手品質(zhì)

把直徑數(shù)厘米的結(jié)石

碎成小米粒般大小的一堆碎石

再?gòu)哪I臟里盡數(shù)排出

排石簡(jiǎn)單方便、無(wú)出血

這是瑞柯恩鈥激光技術(shù)的優(yōu)勢(shì)所在

從“無(wú)技術(shù)、無(wú)品牌、無(wú)市場(chǎng)”

到上海市“質(zhì)量標(biāo)桿”企業(yè)

國(guó)家級(jí)重點(diǎn)專精特新“小巨人”企業(yè)

瑞柯恩正在迎接屬于自己的高光時(shí)刻

5 月 16 日，工信部公示了關(guān)于建議支持的國(guó)家

級(jí)專精特新“小巨人”企業(yè)名單 ( 第三批第一年 )，

上海瑞柯恩激光技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“瑞柯恩”）

成功入選國(guó)家級(jí)重點(diǎn)專精特新“小巨人”企業(yè)。6 月，

瑞柯恩成功入選上海市“質(zhì)量標(biāo)桿”（2021-2022）

企業(yè)名單，其醫(yī)用激光光纖獲市藥監(jiān)局批準(zhǔn)為首次

注冊(cè)醫(yī)療器械產(chǎn)品，醫(yī)用激光光纖項(xiàng)目還成功入選

2022 年第 2 批上海市高新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目名單。

專精特新

PAGE | 105“醫(yī)工結(jié)合”，

圍繞臨床痛點(diǎn)開展技術(shù)攻關(guān)

自上世紀(jì) 90 年代末起，國(guó)內(nèi)三甲醫(yī)院泌尿外科已

逐漸開始使用鈥激光刀來(lái)進(jìn)行泌尿外科微創(chuàng)手術(shù)，使用

的主要是進(jìn)口鈥激光設(shè)備。由于臨床對(duì)鈥激光的需求量

非常大，很快國(guó)內(nèi)就出現(xiàn)了大量仿制的鈥激光設(shè)備。

這些國(guó)產(chǎn)仿制設(shè)備進(jìn)入醫(yī)院后，實(shí)際使用效果非

常差，要么用幾次就壞了，要么出光不穩(wěn)定，久而久之，

臨床醫(yī)生逐漸開始認(rèn)為“國(guó)產(chǎn)鈥激光，沒有一個(gè)好貨”。

以致于到了 2014年前，國(guó)產(chǎn)鈥激光已淪落至“無(wú)技術(shù)、

無(wú)品牌、無(wú)市場(chǎng)”的境地。

彼時(shí)盡管看不到未來(lái)，李會(huì)永和張敬申依然決定

收購(gòu)瑞柯恩，對(duì)其進(jìn)行徹底的“基因”改造。一切源

于心底的使命感：打造一個(gè)全新的瑞柯恩，做國(guó)人信

得過的國(guó)產(chǎn)激光第一品牌。

收購(gòu)之初他們就確定了走品牌化道路，以樹立民

族品牌為己任。他們認(rèn)為，未來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)老齡化及

分級(jí)診療的推進(jìn)，可降低對(duì)醫(yī)生個(gè)人能力的依賴、實(shí)

現(xiàn)穩(wěn)定可靠的微創(chuàng)手術(shù)的激光設(shè)備將在基層醫(yī)院市場(chǎng)

大有可為。僅過去 8 年時(shí)間，一個(gè)脫胎換骨的瑞柯恩

就是最好的證明。

“基因改造”從植入“研發(fā)能力”開始，主要交

由李會(huì)永來(lái)負(fù)責(zé)。收購(gòu)后的第一年，瑞柯恩的研發(fā)人

員即從 0 上升至了 10 人，研發(fā)投入也占到了營(yíng)業(yè)收

入的 10%；截至目前，研發(fā)人員占比已超過 30%，

研發(fā)投入占到了營(yíng)業(yè)收入的 15% 以上。

作為“工科男”，李會(huì)永的研發(fā)方法很簡(jiǎn)單：圍

繞臨床痛點(diǎn)開展技術(shù)攻關(guān)，使所有的研發(fā)活動(dòng)落于實(shí)

處，并最終形成市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

當(dāng)時(shí)，國(guó)產(chǎn)鈥激光受到泌外專家質(zhì)疑的最大一個(gè)

問題便是功率衰減問題：大多數(shù)國(guó)產(chǎn)鈥激光設(shè)備的使

用壽命僅有半年。

為了解決該問題，李會(huì)永就帶著技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)每個(gè)

零部件逐一排查，進(jìn)行優(yōu)化，并不分晝夜反復(fù)試驗(yàn)、

進(jìn)行測(cè)試。最終，僅用半年時(shí)間，瑞柯恩的團(tuán)隊(duì)就解

決了鈥激光的功率衰減問題，使得國(guó)產(chǎn)設(shè)備的性能不

亞于進(jìn)口設(shè)備。

此外，瑞柯恩的激光設(shè)備也是國(guó)內(nèi)首家通過

EMC 檢驗(yàn)合格的激光醫(yī)療器械。

瑞柯恩董事長(zhǎng)李會(huì)永（左）和總經(jīng)理張敬申（右）

瑞柯恩品質(zhì)部員工在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)檢

瑞柯恩是專業(yè)從事醫(yī)療激光及其相關(guān)配套器械

的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù)的創(chuàng)新型企業(yè)，主打產(chǎn)品

是超脈沖光纖銩激光治療機(jī)、摻銩光纖激光治療機(jī)、

Ho：YAG 激光治療機(jī)，以及醫(yī)用激光光纖。但在

2014 年前，它還只是一個(gè)做仿制鈥激光設(shè)備的小作

坊式的企業(yè)，通常買些零部件組裝一下，再經(jīng)由銷售

渠道賣到醫(yī)院。企業(yè)沒有研發(fā)人員，也沒有能力進(jìn)行

產(chǎn)品研發(fā)。

而改變，始于當(dāng)時(shí)就職于國(guó)內(nèi)某知名大藥廠的張

敬申（現(xiàn)為瑞柯恩總經(jīng)理）和券商從業(yè)者李會(huì)永（現(xiàn)

為瑞柯恩董事長(zhǎng)）對(duì)其的收購(gòu)和“基因”改造。

PAGE | 106 優(yōu)良的機(jī)器性能和高超的碎石效率，使瑞柯恩的

醫(yī)用鈥激光成了泌尿外科軟鏡碎石的標(biāo)配。在這次上

海疫情防控期間，還成功幫助臨床醫(yī)生救治了不少陽(yáng)

性患者。

不止鈥激光，還有銩激光。考慮到企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)

展，瑞柯恩早在 2013 年就開始了對(duì)光纖銩激光展開

科研立項(xiàng)。

光纖銩激光平均波長(zhǎng) 1940nm，接近于水的能量

吸收峰值，因而在外科手術(shù)中能發(fā)揮有效的組織汽化、

切割和凝固作用。光纖銩激光具有術(shù)式靈活、學(xué)習(xí)曲

線短、高效汽化、精準(zhǔn)切割、術(shù)中安全不出血、術(shù)后

并發(fā)癥少、“零”死亡率等特點(diǎn)，在良性前列腺增生

（BPH）的治療中是替代等離子電切的“利器”。

瑞柯恩生產(chǎn)車間一角

另一個(gè)典型案例來(lái)自“激光軟鏡手術(shù)”。隨著微

創(chuàng)手術(shù)需求的日益強(qiáng)烈，泌外臨床應(yīng)用對(duì)鈥激光性能

提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)：要求鈥激光能夠聯(lián)合輸尿管軟鏡

解決腎臟部位的結(jié)石。但當(dāng)時(shí)，軟光纖存在無(wú)法承載

高功率、效率低、手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)等弊端，碎石專家普遍

認(rèn)為做軟鏡只能用進(jìn)口設(shè)備。

瑞柯恩技術(shù)團(tuán)隊(duì)立馬重新設(shè)計(jì)耦合光路，反復(fù)進(jìn)

行驗(yàn)證，最終以 272μm 光纖輸出 69.8W 超高激光

功率，完全滿足了臨床的軟鏡功率需求。后來(lái)，瑞柯

恩又對(duì)此進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化，于 2016 年實(shí)現(xiàn)了超軟

光纖（200μm）輸出 52.1W 激光功率的技術(shù)水平，

一舉超越了進(jìn)口設(shè)備！“我們的鈥激光耦合技術(shù)是世

界領(lǐng)先的?！崩顣?huì)永表示。

這一舉奠定了瑞柯恩的市場(chǎng)地位。主要負(fù)責(zé)市場(chǎng)

營(yíng)銷及企業(yè)戰(zhàn)略制定的張敬申終于敢大聲說(shuō)出：“瑞

柯恩鈥激光如今成為各大醫(yī)院軟鏡指定專用激光，是

軟鏡黃金搭檔！”

“現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)大型三甲醫(yī)院的醫(yī)生們用的都是瑞

柯恩！”

“醫(yī)工結(jié)合”的思路還在繼續(xù)：瑞柯恩是全球第

一家實(shí)現(xiàn)醫(yī)用鈥激光脈寬可調(diào)的醫(yī)療器械公司。

在泌尿結(jié)石碎石手術(shù)中，窄脈寬可將結(jié)石碎塊化，

寬脈寬可將結(jié)石粉末化，脈寬可調(diào)意味著，瑞柯恩的激

光設(shè)備可以根據(jù)臨床需求及醫(yī)生使用習(xí)慣，自行調(diào)整；

使用進(jìn)口設(shè)備時(shí)，噪音太大，瑞柯恩可以做到“無(wú)聲”

操作，被稱為手術(shù)室的“無(wú)聲手槍”“靜音王”，給醫(yī)

生打造非常舒適的手術(shù)室環(huán)境，保護(hù)醫(yī)生的身心健康。

PAGE | 107

瑞柯恩自主研發(fā)的光纖銩激光治療機(jī)于 2016 年

上市。該治療機(jī)在業(yè)內(nèi)率先采用融合波技術(shù)，可精準(zhǔn)

控制被切割組織溫度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)傘狀止血，使術(shù)野更

加清晰，在標(biāo)桿三甲醫(yī)院的臨床應(yīng)用中得到了多位專

家的認(rèn)可。在治療泌尿外科疾病方面，光纖銩激光治

療機(jī)具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

值得一提的是，瑞柯恩如今即將上市的超脈沖光

纖銩激光，超越了以往的同類產(chǎn)品，突破了原有的碎

石理念和手術(shù)方式，必將掀起泌尿系碎石技術(shù)的新浪

潮，成為新的真“金標(biāo)準(zhǔn)”!

此外，為了將先進(jìn)的技術(shù)普及到更多區(qū)域，為地

方老百姓帶去福利，瑞柯恩積極搭建學(xué)術(shù)平臺(tái)，引導(dǎo)

和激發(fā)醫(yī)生不斷探索更好的術(shù)式；通過舉辦線上線下

培訓(xùn)活動(dòng)幫助青年醫(yī)生快速提升手術(shù)技藝和臨床服務(wù)

能力，造福更多患者；持續(xù)開展科技賦能·泌尿行、

走進(jìn)中國(guó)前列縣（腺）、U 醫(yī)公益行等大型公益活動(dòng)；

開展手術(shù)視頻大賽，助力年輕醫(yī)生成長(zhǎng)。迄今為止，

瑞柯恩已提供學(xué)術(shù)會(huì)議支持 596 場(chǎng)，會(huì)議覆蓋 75 萬(wàn)

人次，開展專家授課 1450 余場(chǎng)，手術(shù) 1220 場(chǎng)，公

益手術(shù) 500 多臺(tái)……

中華醫(yī)學(xué)會(huì)泌尿外科分會(huì)最佳戰(zhàn)略合作伙伴

經(jīng)過幾年的“換血改革”，瑞柯恩成功脫掉了

“散裝”的帽子，并從國(guó)產(chǎn)激光企業(yè)中脫穎而出，成

為一顆冉冉升起的新星。“現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)大型三甲醫(yī)院

的醫(yī)生們用的都是瑞柯恩！”張敬申興奮地告訴記

者。數(shù)據(jù)上，瑞柯恩“激光刀”的市占率演繹了一條

漂亮的增長(zhǎng)曲線：從 5% 到 30% 再到 2021 年底的

37.84%。

更為重要的是，瑞柯恩激光設(shè)備、配套耗材的采

購(gòu)價(jià)格平均比進(jìn)口便宜約一半，售后服務(wù)價(jià)格也要比

進(jìn)口少 10 萬(wàn)元 / 臺(tái)，這更有利于激光設(shè)備在基層醫(yī)

療市場(chǎng)的應(yīng)用推廣。

有估算稱，如果瑞柯恩每年銷售 400臺(tái)激光設(shè)備，

則在設(shè)備采購(gòu)上每年為國(guó)家節(jié)約 5 億元左右；若瑞柯

恩銷售激光設(shè)備 1000 臺(tái)，在售后維修上就為醫(yī)院節(jié)

約 1 億元左右；與激光治療機(jī)配套的瑞柯恩醫(yī)用激光

光纖耗材較競(jìng)品更纖細(xì)、更柔韌、傳輸效率更高，但

是價(jià)格僅是進(jìn)口產(chǎn)品的 1/2，1 年也可節(jié)約上億元。

敢為是瑞柯恩最鮮明的標(biāo)簽。李會(huì)永計(jì)劃，激光設(shè)

備三大核心零部件：聚光腔、晶體、激光氙燈，未來(lái)

要全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈可控并降低

成本。其中，在聚光腔、晶體兩方面，瑞柯恩已經(jīng)完成

了國(guó)產(chǎn)化，性能優(yōu)于進(jìn)口；對(duì)激光氙燈的性能參數(shù)則“還

在摸索，預(yù)計(jì)明年年底可以達(dá)到進(jìn)口同等水平”。

張敬申則表示，除繼續(xù)深耕泌尿外科領(lǐng)域，推進(jìn)

瑞柯恩激光設(shè)備進(jìn)入基層醫(yī)院的泌尿外科科室外，醫(yī)

美、消化科、骨科、婦科、呼吸科、神經(jīng)外科等領(lǐng)域

都是激光設(shè)備可為之處。未來(lái)，瑞柯恩將基于現(xiàn)有的

核心技術(shù)能力，進(jìn)一步向其他科室拓展：“屬于激光

的醫(yī)療設(shè)備革命才剛剛開始?！?/p>

如今的瑞柯恩已逐漸走上了正向發(fā)展循環(huán)：“隨

著公司體量的進(jìn)一步壯大，對(duì)于人才的吸引力也在提

升，以后還會(huì)做股權(quán)激勵(lì)，企業(yè)的發(fā)展會(huì)越來(lái)越好。”

光纖銩激光波長(zhǎng) 1940nm，

位于水吸收峰值，汽化切割效率高。

PAGE | 108 摘要：

車規(guī)芯片的國(guó)產(chǎn)化和自主化

迫在眉睫

新冠肺炎疫情暴發(fā)以來(lái)，全球汽車產(chǎn)業(yè)都受到了

芯片短缺的嚴(yán)重沖擊。中國(guó)由于汽車、芯片兩個(gè)產(chǎn)業(yè)

協(xié)同發(fā)展不足，汽車芯片對(duì)外依賴度高，受芯片短缺

影響更為突出，已成為阻礙汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)亟待解

決的關(guān)鍵問題。實(shí)現(xiàn)車規(guī)芯片的國(guó)產(chǎn)化和自主化迫在

眉睫。

2012 年，在浦東張江成立的上海芯旺微電子技

術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“芯旺微電子”）是國(guó)內(nèi)最早

面向汽車和工業(yè)領(lǐng)域的芯片設(shè)計(jì)公司之一。十年來(lái)，

始終堅(jiān)持自主創(chuàng)新，發(fā)布了近五十款基于 KungFu 內(nèi)

核的車規(guī)產(chǎn)品并成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，從 8 位 MCU 到

32位MCU,從汽車后裝到前裝，從燃油車到新能源車，

從國(guó)內(nèi)到國(guó)外，廣泛覆蓋車身控制、汽車電源與電機(jī)、

汽車照明、智能座艙四大場(chǎng)景，成為國(guó)產(chǎn)車規(guī)芯片產(chǎn)

業(yè)發(fā)展的一個(gè)縮影。

2021 年 7 月，芯旺微電子被工信部評(píng)為專精特

新“小巨人”企業(yè)。

自研 KungFu 內(nèi)核架構(gòu)突破

“卡脖子”瓶頸

因?yàn)槠嚿婕叭松戆踩?，所以車?guī)級(jí)芯片的準(zhǔn)

入門檻高，研發(fā)測(cè)試和驗(yàn)證的投入也很大，而其中，

MCU 即微控制器的應(yīng)用非常廣泛。

具體來(lái)講，大到車身控制與動(dòng)力總成，小到雨刷、

車窗、車燈和照明、車門、后備廂、座椅、空調(diào)和風(fēng)扇、

車鎖和鑰匙、側(cè)視鏡、安全帶、安全氣囊等的控制單元，

都離不開它。

一輛車一般用數(shù)十顆 MCU 芯片，有些高端電動(dòng)

車最多甚至可用到一百多顆 MCU 芯片。

但目前全球車規(guī)級(jí)芯片供應(yīng)商主要有恩智浦、瑞

薩電子、英飛凌、意法半導(dǎo)體、博世等，MCU 的話

語(yǔ)權(quán)掌握在歐美日等國(guó)的少數(shù)半導(dǎo)體巨頭手中，國(guó)產(chǎn)

MCU 芯片市場(chǎng)份額一度不足 1%。

那為什么國(guó)內(nèi)車規(guī)級(jí) MCU 始終被“卡脖子”？

芯旺微電子 CEO 丁曉兵解釋說(shuō)，IC 設(shè)計(jì)分為兩

類，一類考驗(yàn)的是計(jì)算能力，如 CPU、GPU 等先進(jìn)

制程芯片；另一類就是 MCU，不需要先進(jìn)制程和高

精度，但對(duì)可靠性技術(shù)要求很高。“這是兩種截然不

同的技術(shù)。”丁曉兵強(qiáng)調(diào)道。

MCU 的開發(fā)沒有任何捷徑?？此坪?jiǎn)單的 MCU

芯片內(nèi)，從數(shù)字到模擬集成了至少 50 個(gè)核心 IP。每

個(gè) IP 都需要以匠心打磨，長(zhǎng)時(shí)間地大量仿真，不斷

地調(diào)整電路和參數(shù)，不斷地流片和迭代。

并且，因?yàn)槠渫ㄓ眯?，在?yīng)用場(chǎng)景上非常多樣化

并難以預(yù)測(cè)。而大量的出貨又要求產(chǎn)品具有高度一致

性和極低的不良率。

這就要求電路的設(shè)計(jì)需要具備更好的容忍度——

容忍一定的工藝偏差，容忍不同的溫、濕度和電磁工

作環(huán)境，容忍各種外設(shè)組合工作下的穩(wěn)定性，甚至需

要考慮外圍應(yīng)用設(shè)計(jì)的容錯(cuò)性。高可靠性也是高品質(zhì)

MCU 產(chǎn)品的基本要求。

專精特新自研架構(gòu)讓車規(guī)級(jí) 芯旺微電子MCU不被卡脖子

：

PAGE | 109

丁曉兵手上拿著一長(zhǎng)條封裝樣品，一顆顆細(xì)小

的黑色甲片看起來(lái)并無(wú)特殊之處，但在外殼下，是芯

旺微電子專注十多年的核心，也是其最大的核心競(jìng)爭(zhēng)

力——KungFu 內(nèi)核。

“我們?cè)?CPU 架構(gòu)上花了很大力氣，汽車只是

一個(gè)市場(chǎng)?！睘榱舜蛟鞓O具差異性的 MCU 產(chǎn)品，芯

旺微電子放棄了大部分芯片公司使用 ARM 核的短平

快路線，從創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)中抽出部分核心骨干專注于研發(fā)

具有中國(guó)特色的 KungFu 內(nèi)核。

但在時(shí)代洪流里開辟一條自己的道路，絕不輕松。

很多人都在質(zhì)疑，現(xiàn)成的 ARM 不用，為什么要吃力

不討好自研架構(gòu)？丁曉兵也坦言，經(jīng)常會(huì)收到市場(chǎng)和

工程師的“拷問”。

但丁曉兵堅(jiān)信，自研架構(gòu)是最重要的技術(shù)能力之

一。芯旺微電子自主研發(fā)的 KungFu 內(nèi)核是基于精簡(jiǎn)

指令集的 CPU 內(nèi)核，具有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和完

善的工具鏈，包含 8 位處理器內(nèi)核 KungFu8、32 位

通用處理器內(nèi)核 KungFu32、數(shù)字信號(hào)控制器內(nèi)核

KungFu32D，以及多核系統(tǒng)內(nèi)核 KungFu32DA。

從技術(shù)指標(biāo)來(lái)講，基于 KungFu 內(nèi)核架構(gòu)的

MCU 芯片不但計(jì)算能力增強(qiáng)，功能安全得到保障，

并且部分性能指標(biāo)還可以超越市場(chǎng)巨頭的產(chǎn)品。丁曉

兵介紹，“幾乎每個(gè) MCU 巨頭都有自己的內(nèi)核架構(gòu)，

保證企業(yè)不會(huì)被架構(gòu)提供商卡脖子的同時(shí)，也是企業(yè)

研發(fā)能力的產(chǎn)品級(jí)體現(xiàn)?！?/p>

為了保持產(chǎn)品和技術(shù)的創(chuàng)新性，芯旺微電子每年

投入大量研發(fā)經(jīng)費(fèi)致力于新產(chǎn)品和新技術(shù)的研發(fā)，持

續(xù)迭代升級(jí)，加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，填補(bǔ)行業(yè)發(fā)展短板，以

滿足產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)新需求，加速實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵汽車芯片的

國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。

2019 年，芯旺微電子推出基于 KungFu 內(nèi)核架

構(gòu)的 32 位 MCU，面向汽車、工業(yè)、AIoT 領(lǐng)域，將

高端芯片國(guó)產(chǎn)化的關(guān)注度推向新的高度。目前市面上

的 32位MCU產(chǎn)品，針對(duì)不同的應(yīng)用或者主打高性能、

高可靠性，或者主打低功耗，尚無(wú)一款能兼顧三方面

需求的產(chǎn)品。

而 KF32 系列在保證和提升高可靠性的同時(shí)，進(jìn)

一步實(shí)現(xiàn)了在低功耗、高可靠性、高性能三方面的極

致均衡，補(bǔ)齊了這三者不兼容的短板，樹立了低功耗

高性能高可靠性的 32 位 MCU 新標(biāo)桿。

從車身到動(dòng)力系統(tǒng)，一步步打入汽車前裝市場(chǎng)

突破了技術(shù)關(guān)后，要完成一顆高可靠性的、可大

規(guī)模應(yīng)用的 MCU 也絕非易事，相關(guān)的市場(chǎng)和生態(tài)建

設(shè)一樣都不能少。

簡(jiǎn)單易用的開發(fā)板、完善的軟件工具鏈、豐富的

應(yīng)用筆記文檔、成熟的 SDK 開發(fā)包、及時(shí)有效的線

上線下技術(shù)支持、人氣旺盛的社區(qū)論壇、機(jī)制健全的

線下技術(shù)培訓(xùn)，以及全面的銷售渠道體系等都起著舉

足輕重的作用。

“技術(shù)層面和 ST（意法半導(dǎo)體）等巨頭不相上下，

但不足的是產(chǎn)品體系。ST 幾十年來(lái)積累了幾千個(gè)型

號(hào)，而我們只有 200 多個(gè)。同時(shí)，他們對(duì)行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)

景的深度理解，也是我們目前無(wú)法達(dá)到的。最大的差

距是信任，對(duì)產(chǎn)品長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠的信任?！?/p>

丁曉兵解釋說(shuō)，這類應(yīng)用除了高可靠性外，還需要

確保供貨的可持續(xù)性，同一產(chǎn)品通常需要保證 10 年以

上的供貨，在產(chǎn)品生命期內(nèi)，廠商一般不會(huì)貿(mào)然更換方

案；恩智浦可以在最少 15 年內(nèi)保證長(zhǎng)期供貨，而國(guó)內(nèi)

MCU 廠商最多也只有十幾年歷史。而汽車領(lǐng)域的要求

則更為苛刻，前裝市場(chǎng)入局的國(guó)產(chǎn)品牌鳳毛麟角。

“可靠性能力是一種看不見的能力。”丁曉兵說(shuō)。

從 2009 年開始，芯旺微電子一直都在解決可靠性的問

題，多年積累的經(jīng)驗(yàn)方法學(xué)是很多創(chuàng)業(yè)企業(yè)無(wú)法比擬的。

由于車規(guī)級(jí)芯片打入供應(yīng)鏈非常難，用戶對(duì)產(chǎn)品

測(cè)試需要 3—5 年時(shí)間，直到 2015 年，芯旺微電子

才慢慢進(jìn)入汽車后裝市場(chǎng)，到 2019 年才正式進(jìn)入前

裝市場(chǎng)，客戶包括韓國(guó)現(xiàn)代、大眾等汽車廠商。

同樣是車規(guī)級(jí)芯片，根據(jù) AEC 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中的

溫度等級(jí)劃分，可分成 Grade0/1/2/3 四個(gè)等級(jí)，其

中 Grade0 是最高等級(jí)，需要滿足 150℃的要求，

Grade1 需要滿足 125℃的要求；而根據(jù)功能安全等

級(jí)的不同，可分為從 QM 等級(jí)到 ASIL 等級(jí)，ASIL

又分 ASIL-A/B/C/D 四個(gè)等級(jí)。

汽車 E/E 架構(gòu)中車身、底盤、動(dòng)力系統(tǒng)等不同應(yīng)

用下需要不同級(jí)別的 MCU 芯片。從簡(jiǎn)單的控制應(yīng)用

開始，芯旺微電子一點(diǎn)點(diǎn)進(jìn)入可靠性要求高的場(chǎng)景，

如車身控制和 BMS。丁曉兵坦言，除了功能安全要求

需達(dá)到 ASIL-D 等級(jí)的應(yīng)用，目前還進(jìn)不去，芯旺微

電子已經(jīng)能滿足汽車整車 70%左右的MCU芯片需求。

不僅如此，芯旺微電子非常重視與供應(yīng)鏈的協(xié)同

合作，建立了完善的供應(yīng)鏈管理體系，并在幾輪融資

中持續(xù)引入供應(yīng)鏈上下游合作伙伴，形成共生、共建、

共贏的強(qiáng)勢(shì)合作關(guān)系，構(gòu)建協(xié)同發(fā)展、合作共贏的供

應(yīng)鏈合作伙伴生態(tài)，確保在產(chǎn)能端的優(yōu)先供應(yīng)優(yōu)勢(shì)。

基于強(qiáng)大的供應(yīng)鏈體系，在近幾年整個(gè)芯片產(chǎn)業(yè)

產(chǎn)能嚴(yán)重不足的前提下，芯旺微電子突破了“缺芯”

短板，仍能以快交期保障車廠的芯片使用需求。

2020 年 11 月 26 日，芯旺微電子車規(guī)級(jí) 32 位

MCU KF32A15X 榮獲“第五屆鈴軒獎(jiǎng)前瞻類集成電

路優(yōu)秀獎(jiǎng)”；2021 年 12 月 4 日，KF32A152 又榮獲

了“第六屆鈴軒量產(chǎn)類金獎(jiǎng)”。從前瞻到量產(chǎn)，代表著

KF32A15X 系列 MCU 已經(jīng)初步導(dǎo)入到國(guó)內(nèi)汽車廠商。

KungFu MCU 憑借高可靠、低功耗、高性能三

大特性，已應(yīng)用于全球多家世界五百?gòu)?qiáng)和國(guó)內(nèi)知名企

業(yè)，累計(jì)出貨數(shù)億顆。

PAGE | 110 摘要：

用合成生物技術(shù)制造尼龍

聚酰胺，俗稱尼龍，一種廣泛應(yīng)用于紡織品、工

程塑料的原材料，已逐漸邁入生物制造時(shí)代，這背后

就有上海凱賽生物技術(shù)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“凱

賽生物”）的推動(dòng)。2021 年，凱賽生物入選工信部

專精特新“小巨人”企業(yè)，同年 8 月正式登陸科創(chuàng)板。

作為國(guó)內(nèi)首家合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)化企業(yè)，凱賽生物

正在將玉米、秸稈等植物，通過微生物的“工廠”，

加工制作成服裝、手機(jī)內(nèi)框、汽車部件和輕量化復(fù)合

材料的原材料。其生物法生產(chǎn)的生物基尼龍全過程碳

排放，僅為化學(xué)法生產(chǎn)尼龍 66 的一半。

早在十幾年前，凱塞生物就用生物法替代化學(xué)法

生產(chǎn)聚酰胺。該公司生產(chǎn)的生物法長(zhǎng)鏈二元酸系列產(chǎn)

品在全球市場(chǎng)處于主導(dǎo)地位，于 2018 年被工信部評(píng)

為制造業(yè)單項(xiàng)冠軍。

生物法與化學(xué)法“硬碰硬”

的經(jīng)典案例

進(jìn)入凱賽生物的展廳，展臺(tái)擺放的典型產(chǎn)品記錄

著凱賽生物 20 多年的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。凱賽生物副總裁臧

慧卿拿起一罐裝有白色粉末狀產(chǎn)品的玻璃罐介紹到，

這是凱賽生物 2003 年量產(chǎn)的生物法長(zhǎng)鏈二元酸，它

早在 2016 年就已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)全球化學(xué)法同類產(chǎn)品的

市場(chǎng)替代。

時(shí)間的齒輪撥回到 2003 年。凱賽生物拿著用生

物法生產(chǎn)的第一個(gè)產(chǎn)品長(zhǎng)鏈二元酸敲響了化工巨頭杜

邦的大門。該產(chǎn)品也是凱塞生物第一個(gè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的

長(zhǎng)鏈二元酸種類。

“如果杜邦能夠接受，產(chǎn)品的質(zhì)量上就沒有問

題?！标盎矍浠貞浀剑?dāng)時(shí)，杜邦是全球二元酸市場(chǎng)

的主導(dǎo)者，已經(jīng)擁有 2 萬(wàn)噸化學(xué)法生產(chǎn)線，也曾嘗試

過用生物法制造該產(chǎn)品，但無(wú)法完成產(chǎn)業(yè)化。凱賽生

物法產(chǎn)業(yè)化成功后不久，杜邦就將其經(jīng)營(yíng)二元酸業(yè)務(wù)

的子公司英威達(dá)售賣給了科氏集團(tuán)，完全放棄了二元

酸業(yè)務(wù)。

“僅靠對(duì)環(huán)保有貢獻(xiàn)這一點(diǎn)對(duì)于合成生物來(lái)說(shuō)是

遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，最重要的是要做到成本可競(jìng)爭(zhēng)，尤其是

在和石油化工材料相競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)候，只有成本可競(jìng)爭(zhēng)，

生物材料才有機(jī)會(huì)?！眲P賽生物創(chuàng)始人劉修才曾表示。

“當(dāng)時(shí)化學(xué)法的報(bào)價(jià)是每公斤 9 美元，而凱賽生

物的生物法報(bào)價(jià)則是每公斤 5 美元，這樣的價(jià)格差讓

杜邦感到非常吃驚?！倍嗄旰螅盎矍淦届o地?cái)⑹鲞@

個(gè)生物法與化學(xué)法正面 PK 的經(jīng)典案例。

此后，該品類的生物法產(chǎn)能便逐漸替代了化學(xué)法。

2015 年，凱賽生物的生物法產(chǎn)能從 2003 年的 5000

噸上升到 2 萬(wàn)多噸，產(chǎn)能已經(jīng)足夠與化學(xué)法產(chǎn)能分庭

抗禮。到了 2016 年，英威達(dá)關(guān)閉其在美國(guó)的長(zhǎng)鏈二

元酸生產(chǎn)線，凱賽生物最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)化學(xué)法長(zhǎng)鏈二元

酸的完整替代。

“與食品、醫(yī)藥這些對(duì)原材料成本不敏感的領(lǐng)域

相比，這是在材料領(lǐng)域‘硬碰硬’的經(jīng)典案例。證明

了無(wú)論是質(zhì)量還是成本，在大宗化工品領(lǐng)域生物法與

化學(xué)法競(jìng)爭(zhēng)是可行的?！标盎矍湔f(shuō)。

專精特新

這家公司是如何做到的 合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)化難 凱賽生物

：

，

？

PAGE | 111

立足產(chǎn)業(yè)化，

牢牢掌握關(guān)鍵核心技術(shù)

大宗化工品的傳統(tǒng)化學(xué)法已經(jīng)有幾十年形成的成

熟工藝，質(zhì)量和成本上已經(jīng)牢牢筑起護(hù)城河。生物制

造如何再另開一片天地？

凱賽生物聚酰胺產(chǎn)品在成本上的相對(duì)優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)

在生產(chǎn)端和應(yīng)用端兩個(gè)維度：

在生產(chǎn)端，例如傳統(tǒng)化學(xué)法生產(chǎn)的尼龍 66 利潤(rùn)

主要集中在國(guó)外大廠，經(jīng)過催化、高溫高壓等生產(chǎn)工

藝，且價(jià)格容易受石油價(jià)格因素影響而波動(dòng)；

而在應(yīng)用端，一些特定規(guī)格的尼龍產(chǎn)品加工也有

難易之分，如果用傳統(tǒng)化學(xué)法生產(chǎn)，售價(jià)比普通尼龍

高出 2-3 倍。而采用生物法生產(chǎn)的產(chǎn)品與普通尼龍生

產(chǎn)成本基本相當(dāng)。

多年來(lái)，臧慧卿也多次被問到同一個(gè)問題：連國(guó)

際化學(xué)公司都研發(fā)不出來(lái)的生物法產(chǎn)品，凱賽生物是

如何做到的？臧慧卿給出答案：多學(xué)科交叉技術(shù)背景

和專注生物制造 20 多年經(jīng)驗(yàn)積累。

“合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)化難，難在解決實(shí)際問題，產(chǎn)

業(yè)化落地是一個(gè)系統(tǒng)性的問題。” 臧慧卿表示，凱賽

生物非常明確在產(chǎn)業(yè)化中要攻克的關(guān)鍵問題，而且能

夠從原理上找出解決問題的辦法。例如，在生產(chǎn)過程

中污水排放問題，凱賽生物會(huì)從生物端，如調(diào)控代謝

過程，或者通過調(diào)控生物基因，給出解決辦法，而非

簡(jiǎn)單的污水處理。

凱賽生物展廳里還擺放著以生物質(zhì)尼龍為原材料

的服裝制品。用生物質(zhì)尼龍生產(chǎn)的面料，具有親膚、

柔軟、吸水的特性，可以制成瑜伽服、內(nèi)衣等產(chǎn)品。

除了質(zhì)量?jī)?yōu)越性，國(guó)際的下游廠商更在意的正是生物

原材料低碳環(huán)保的特性。

據(jù)介紹，凱賽生物生產(chǎn)的生物基尼龍 56 全過程

碳排放僅為尼龍 6 或尼龍 66 的一半。也就是說(shuō)，每

生產(chǎn) 1 噸生物基尼龍 56 比生產(chǎn) 1 噸化學(xué)法尼龍 6 減

少碳排放約 4-5 噸。如果考慮產(chǎn)品輕量化帶來(lái)的節(jié)能，

以及產(chǎn)品可回收再利用使得生命周期延長(zhǎng)帶來(lái)的碳排

放降低，減碳效應(yīng)就更加可觀。

隨著“雙碳”戰(zhàn)略的提出，凱賽生物基聚酰胺（尼

龍）受到各行各業(yè)的關(guān)注，包括國(guó)內(nèi)外紡絲服裝、輪胎、

汽車噴涂、手機(jī)部件、食品包裝等領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，

如日本東麗、廈門長(zhǎng)塑等企業(yè)。

將綠色制造進(jìn)行到底

合成生物學(xué)無(wú)疑是當(dāng)下最尖端、最具顛覆性和發(fā)

展?jié)摿Φ馁惖乐?。?jù)麥肯錫預(yù)測(cè)，全球 60% 的產(chǎn)

品可以用生物法生產(chǎn)。合成生物學(xué)鼻祖 Amyris 曾經(jīng)

試圖設(shè)計(jì)一種細(xì)菌，吃進(jìn)去甘蔗汁，吐出金合歡烯，

再經(jīng)過化學(xué)步驟形成高度可燃的燃料，并夢(mèng)想“把巴

西甘蔗地化為無(wú)底的油井”，但最終因轉(zhuǎn)化率未能達(dá)

到量產(chǎn)而失敗。

一直到今天，如何選品，以及如何從實(shí)驗(yàn)室到規(guī)

模化生產(chǎn)，仍然是合成生物學(xué)賽道的兩大難點(diǎn)。另外，

生物學(xué)家的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)驗(yàn)不足，是造成合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)

化過程中出現(xiàn)很多被卡脖子的節(jié)點(diǎn)的主要原因。

創(chuàng)始人劉修才從博士論文開始研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。

人類化學(xué)合成的第一個(gè)高分子材料，尼龍 66 就是模

仿蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)做出來(lái)的。用生物的方法來(lái)仿照生物的

結(jié)構(gòu)，劉修才認(rèn)為可以做出很多現(xiàn)代化學(xué)法做不出來(lái)

的一些奇妙的功能。

“生物基聚酰胺的量產(chǎn)證明生物制造可以規(guī)模化

生產(chǎn)，能夠做出有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。我們一直在繞

開傳統(tǒng)行業(yè)的進(jìn)入門檻，使生物材料擁抱大型應(yīng)用市

場(chǎng)?！眲⑿薏耪f(shuō)。

對(duì)于具有雄心的企業(yè)家來(lái)說(shuō)，生物材料是一個(gè)令

人激動(dòng)的產(chǎn)業(yè)，耐高溫生物基聚酰胺、可降解生物材

料都會(huì)大力發(fā)展?？苫厥盏纳锘鶡崴苄岳w維增強(qiáng)復(fù)

合材料可以取代不能回收的熱固性材料，如環(huán)氧樹脂、

聚氨酯等，這在車輛和風(fēng)電等需要輕量化應(yīng)用領(lǐng)域非

常重要；生物紡織材料，有機(jī)會(huì)替代中國(guó)幾千萬(wàn)噸的

化學(xué)纖維；生物可降解材料在包裝材料的市場(chǎng)，中國(guó)

的禁塑令加速了這個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在海水里降解、在

服裝和農(nóng)膜上，應(yīng)用的突破都將會(huì)給生物可降解材料

帶來(lái)更大的應(yīng)用場(chǎng)景……

凱賽生物目前在建多個(gè)產(chǎn)能擴(kuò)建項(xiàng)目。新疆烏蘇的

生產(chǎn)基地聚酰胺項(xiàng)目調(diào)試漸趨正常，山西太原生產(chǎn)基地

的生物法癸二酸募投項(xiàng)目即將建成，年產(chǎn) 50 萬(wàn)噸生物

戊二胺和 90 萬(wàn)噸生物基聚酰胺項(xiàng)目也已開工建設(shè)。

過去的 20 多年，凱賽生物在突破中壯大?！罢?/p>

正研究一個(gè)項(xiàng)目需要沉下心來(lái)，沒有 20 年時(shí)間，根

本無(wú)法完成真正的產(chǎn)業(yè)化?！眲⑿薏派钣懈杏|。

盡管凱賽生物的生物制造產(chǎn)品在質(zhì)量、性能和成

本上具備與傳統(tǒng)化工產(chǎn)品進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)，但是要替

代傳統(tǒng)能源或傳統(tǒng)化工產(chǎn)品原有成熟的市場(chǎng)，仍然面

臨不小的阻力。

比如，“以塑代鋼”替代金屬，聚酰胺產(chǎn)品進(jìn)入

集裝箱或軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用，原先采用鋼鐵品種的檢

測(cè)標(biāo)準(zhǔn)就不再適用于生物法復(fù)合材料。凱賽生物需要

花費(fèi)大量精力與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定者進(jìn)行溝通。去年 7 月，

凱賽生物正式加入碳中和行動(dòng)聯(lián)盟，成為首批理事成員。

據(jù)悉，凱賽生物在新的品種儲(chǔ)備上正在用生物制

造方式，將秸稈作為原材料，進(jìn)行可降解材料的生產(chǎn)，

這將使得生物制造擺脫糧食生產(chǎn)的依賴。

PAGE | 112 摘要：

數(shù)字技術(shù)賦能材料研究

電影《模仿游戲》中，“計(jì)算機(jī)科學(xué)之父”圖靈

在二戰(zhàn)期間設(shè)計(jì)了一種名為 Bombe 的機(jī)器，能夠替

代數(shù)以千計(jì)的譯碼員，通過程式縮短解碼所需的步驟，

快速地破解各種密碼。歷史學(xué)家稱圖靈的這項(xiàng)工作至

少讓第二次世界大戰(zhàn)提前兩年結(jié)束。

加速，正是計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的核心價(jià)值。利用這

項(xiàng)技術(shù)工具，科研人員在虛擬世界完成實(shí)驗(yàn)過程的加

速。成立于 2014年的鴻之微科技（上海）有限公司（以

下簡(jiǎn)稱鴻之微）致力于多尺度材料仿真技術(shù)的研發(fā)，

將計(jì)算材料學(xué)引入材料實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，通過仿真工藝設(shè)計(jì)

工具加速材料設(shè)計(jì)研發(fā)過程，正是鴻之微技術(shù)創(chuàng)新帶

來(lái)的核心價(jià)值。

填補(bǔ)國(guó)內(nèi)商業(yè)化材料

仿真軟件空白

通常研發(fā)人員要設(shè)計(jì)一款材料或?qū)Σ牧闲阅苓M(jìn)行

改進(jìn)，會(huì)有一個(gè)非常清晰的目標(biāo)需求，但是卻面臨非

常多的復(fù)雜變量，如溫度、配比等。如果每個(gè)條件都

進(jìn)行一次驗(yàn)證，至少需要萬(wàn)億次以上的研發(fā)，這就是

為什么材料設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)研究周期非常長(zhǎng)。這幾乎是一

個(gè)靠運(yùn)氣實(shí)現(xiàn)的概率性事件，需要極其龐大的工作量。

理論學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、數(shù)學(xué)模型計(jì)算已經(jīng)是從事

材料設(shè)計(jì)研究的人熟知的三種實(shí)驗(yàn)加速的方法。而鴻

之微就像一個(gè)科學(xué)的搬運(yùn)工，盡可能多地將科學(xué)理論、

算法轉(zhuǎn)化為代碼。

根據(jù)該邏輯，鴻之微的技術(shù)架構(gòu)包括多尺度仿真

技術(shù)、數(shù)學(xué)求解器以及材料數(shù)據(jù)庫(kù)，其中多尺度仿真

技術(shù)用于材料理論學(xué)習(xí)，數(shù)學(xué)求解器包含人工智能等

標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)學(xué)方法。

盡管如此，科研人員仍要面臨千萬(wàn)次、百萬(wàn)次級(jí)

別的實(shí)驗(yàn)次數(shù)。這時(shí)就需要通過計(jì)算仿真與實(shí)驗(yàn)相結(jié)

合，將實(shí)驗(yàn)次數(shù)降到可以接受的范圍。

“因?yàn)橛?jì)算機(jī)是可以復(fù)制的，當(dāng)計(jì)算機(jī)通過學(xué)習(xí)

將實(shí)驗(yàn)次數(shù)壓縮到千萬(wàn)次，接下來(lái)只要增加計(jì)算機(jī)的

數(shù)量，比如一千萬(wàn)臺(tái)計(jì)算機(jī)，就可以只做一次實(shí)驗(yàn)，

從而節(jié)省大量時(shí)間和成本?！兵欀?chuàng)始人曹榮根解

釋說(shuō)，“鴻之微的定位是一家標(biāo)準(zhǔn)的工具公司，給釣

魚的人提供魚鉤、魚線?！?/p>

目前國(guó)內(nèi)外主流商業(yè)化材料仿真軟件，基本上被國(guó)

外軟件所主導(dǎo)。為了填補(bǔ)國(guó)內(nèi)商業(yè)化材料仿真軟件的空

白，避免未來(lái)“卡脖子”問題，鴻之微發(fā)展了多款自主

可控的材料仿真軟件。同時(shí)，鴻之微基于集成計(jì)算材料

工程技術(shù)，打通各尺度材料仿真軟件數(shù)據(jù)流，建立了自

主可控的材料多尺度仿真軟件平臺(tái)及材料仿真數(shù)據(jù)庫(kù)。

在國(guó)內(nèi)材料設(shè)計(jì)與工藝仿真領(lǐng)域，鴻之微處于領(lǐng)

跑的位置。其自主研發(fā)的多尺度材料仿真軟件，可以

應(yīng)用于和材料相關(guān)的各行業(yè)中。結(jié)合鴻之微自身的專

家知識(shí)庫(kù)，其引領(lǐng)的多尺度仿真技術(shù)和方法已經(jīng)服務(wù)

于集成電路、鋰電能源、合金制造及生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。

專精特新

國(guó)產(chǎn)仿真軟件如何突圍 加速材料設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn) 鴻之微

：

,

？

PAGE | 113

有數(shù)據(jù)顯示，鴻之微國(guó)產(chǎn)材料設(shè)計(jì)與仿真軟件細(xì)分市

場(chǎng)的占有率在全國(guó)范圍內(nèi)位居前列。

慢熱的市場(chǎng)，

技術(shù)和品牌難以逾越的高峰

技術(shù)領(lǐng)先市場(chǎng)的另一面，便是受制于當(dāng)前國(guó)內(nèi)材

料設(shè)計(jì)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域特定發(fā)展階段。

材料生產(chǎn)周期可以分為設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)三個(gè)階

段?！安牧显O(shè)計(jì)與工藝仿真技術(shù)在三個(gè)階段都可以產(chǎn)

生價(jià)值，但是不同階段對(duì)技術(shù)有延伸要求?！辈軜s根

介紹，當(dāng)前鴻之微技術(shù)服務(wù)客戶主要集中在材料設(shè)計(jì)

階段?？蛻糁饕歉咝?、科研院所和大型企業(yè)，大型

公司諸如寧德時(shí)代、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、華為等，只有這類的

公司才有動(dòng)力做新材料或材料的改進(jìn)。

“仿真設(shè)計(jì)軟件工具與新材料設(shè)計(jì)是伴生的。國(guó)

內(nèi)大多數(shù)企業(yè)多集中在材料生產(chǎn)階段，材料設(shè)計(jì)階段

的需求較少，而在新材料設(shè)計(jì)研發(fā)領(lǐng)域，國(guó)外的研發(fā)

體系工具大量被沿用，國(guó)產(chǎn)材料仿真與工藝設(shè)計(jì)軟件

企業(yè)仍然有較長(zhǎng)的路要走?！辈軜s根感嘆道。

其實(shí)，材料設(shè)計(jì)仿真最終用武之地是在材料實(shí)驗(yàn)

和生產(chǎn)階段?！袄缂呻娐奉I(lǐng)域，一顆芯片器件本

身就是混合材料，其技術(shù)底層就是多尺度仿真?！辈?/p>

榮根補(bǔ)充道。

材料技術(shù)體系越成熟，進(jìn)入就越難。反而在新一

代材料設(shè)計(jì)領(lǐng)域，鴻之微材料仿真軟件應(yīng)用會(huì)相對(duì)比

較快，能夠帶來(lái)技術(shù)的更新迭代。

據(jù)了解，鴻之微原創(chuàng)性地發(fā)展了大量的國(guó)際

領(lǐng)域的仿真計(jì)算方法，包括發(fā)展的國(guó)際領(lǐng)先水平的

NEGF-DFT 量子輸運(yùn)計(jì)算軟件 Nanodcal，可以很

好地應(yīng)用于 7nm 制程以下的半導(dǎo)體電子器件仿真，

解決了傳統(tǒng) TCAD 軟件無(wú)法滿足先進(jìn)制程中出現(xiàn)的

量子效應(yīng)的仿真問題。

當(dāng)前在集成電路器件設(shè)計(jì)與工藝仿真領(lǐng)域，全

球市場(chǎng)被三家企業(yè)壟斷，三家企業(yè)基本上都可以做

到原子級(jí)別和宏觀級(jí)別的仿真設(shè)計(jì)。鴻之微自主研發(fā)

的原子級(jí)集成電路計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件（Atomistic

TCAD）仿真平臺(tái)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)多家半導(dǎo)體企業(yè)進(jìn)行模

塊驗(yàn)證，未來(lái)還將持續(xù)研發(fā)宏觀級(jí)別的仿真軟件。

產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合，

擁抱國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件創(chuàng)新

隨著國(guó)家對(duì)關(guān)鍵核心技術(shù)越來(lái)越重視，曹榮根明

顯感覺到國(guó)家技術(shù)升級(jí)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的勢(shì)頭，市場(chǎng)的反應(yīng)

要比他預(yù)想的要快?！斑@兩年公司的發(fā)展恰好踩中國(guó)

家發(fā)展的節(jié)奏，借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行研發(fā)的需求

開始熱起來(lái)?！辈軜s根發(fā)現(xiàn)，客戶需求上來(lái)了，很多

材料工業(yè)企業(yè)開始引入研發(fā)，從中低端走向高端，有

些客戶會(huì)主動(dòng)找到鴻之微。

智能制造的核心是對(duì)工業(yè)制造過程進(jìn)行控制，考

慮其核心過程控制能力。而過程控制能力的提升基于

對(duì)材料和機(jī)理模型的理解，只有將材料模型融入到智

能制造機(jī)理模型中才能夠真正提升制造業(yè)過程控制能

力，增強(qiáng)品控，提升良率。

工業(yè)軟件不僅是一門軟件信息技術(shù)，更是工業(yè)文

明的結(jié)晶。其技術(shù)創(chuàng)新難主要難在應(yīng)用，如何保持品

牌黏性和客戶使用黏性。與國(guó)外知名材料設(shè)計(jì)與工藝

仿真軟件企業(yè)相比，鴻之微在品牌、材料數(shù)據(jù)量積累

以及產(chǎn)業(yè)鏈等方面也存在著一定的差距。

2021 年，鴻之微材料仿真軟件服務(wù)順應(yīng)行業(yè)云

應(yīng)用變革趨勢(shì)，創(chuàng)建鴻之微云生態(tài)，通過 SaaS 模式

為客戶提供材料設(shè)計(jì)與工藝仿真軟件應(yīng)用服務(wù)。在鴻

之微云上，通過訂閱購(gòu)買服務(wù)，客戶不用安裝軟件，

就可以一站式解決科學(xué)計(jì)算問題。在不到 6 個(gè)月的時(shí)

間里，鴻之微云受到了行業(yè)客戶的認(rèn)可，用戶注冊(cè)量

和訂閱使用量均在不斷提高。

“材料設(shè)計(jì)仿真軟件就像搭積木，要一個(gè)模塊一

個(gè)模塊打通?！痹谄放坪蜕鷳B(tài)積累不足的情況下，鴻

之微面臨著用戶增長(zhǎng)的壓力?！坝脩袅繌膸浊У缴先f(wàn)

不是很難，再往上推就會(huì)很難。”曹榮根表示。

所幸鴻之微的技術(shù)得到很多高校和科研院所科學(xué)

家的支持，鴻之微通過聘請(qǐng)首席科學(xué)家對(duì)算法正確性

進(jìn)行指導(dǎo)設(shè)計(jì)，同時(shí)利用其在行業(yè)影響力在工具軟件

應(yīng)用上帶來(lái)市場(chǎng)推廣效應(yīng)。

鴻之微的困境也是大多數(shù)國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件推進(jìn)的難

點(diǎn)。雖然市場(chǎng)比較慢熱，但對(duì)最前沿的技術(shù)鴻之微必

須保持高度敏感。正如人工智能技術(shù)出現(xiàn)后，鴻之微

馬上開始應(yīng)用到產(chǎn)品研發(fā)。曹榮根對(duì)未來(lái)量子計(jì)算機(jī)

給計(jì)算仿真技術(shù)帶來(lái)的變革充滿了期待。隨著國(guó)家產(chǎn)

業(yè)升級(jí)的需求，他相信未來(lái) 5 到 10 年鴻之微的市場(chǎng)

將會(huì)進(jìn)入不錯(cuò)的階段。

正如“鴻之微”的名字——“鴻鵠之志起于毫微”，

曹榮根覺得，鴻之微要成為一家踏實(shí)的且有一定規(guī)模

的公司，在加速材料研發(fā)這件事上一點(diǎn)一點(diǎn)積累。

PAGE | 116 摘要：

CTP、CTC、CTB，動(dòng)力電池

集成化趨勢(shì)

電動(dòng)汽車替代燃油車勢(shì)不可當(dāng)

國(guó)內(nèi)新能源汽車技術(shù)迭代也正快馬加鞭

動(dòng)力電池作為新能源汽車心臟

其制造成本、續(xù)航里程以及安全性

不僅關(guān)系到電動(dòng)汽車的普及

更是電池廠商決勝電動(dòng)汽車市場(chǎng)的關(guān)鍵

日前，寧德時(shí)代正式發(fā)布第三代 CTP——麒麟電

池，預(yù)計(jì) 2023 年量產(chǎn)上市。據(jù)悉，麒麟電池的三元

電池系統(tǒng)能量密度提升至 255Wh/kg，磷酸鐵鋰電池

系統(tǒng)能量密度提升至 160Wh/kg。在相同的化學(xué)體系、

同等電池包尺寸下，麒麟電池包的電量較特斯拉主推

的 4680 電池系統(tǒng)提升 13%，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了續(xù)航、快充、

安全、壽命、效率及低溫性能的全面提升。

與電子信息業(yè)遵循的“摩爾定律”不同，新能源

汽車的續(xù)航里程，大多通過工程技術(shù)，如電池包集成

化設(shè)計(jì)，提升電池包容積的方式，來(lái)循序漸進(jìn)地提升

電池能量密度，同時(shí)兼顧制造成本和電池安全性。

今天我們就來(lái)了解， CTP、CTC、CTB 各個(gè)技

術(shù)推動(dòng)電池包集成化發(fā)展趨勢(shì)。

電池包集成化是大勢(shì)所趨

2019 年，寧德時(shí)代在全球首創(chuàng)了無(wú)模組電池包

CTP，率先使電池體積利用率突破 50% 大關(guān)。比亞迪

緊隨其后，于 2020 年 3 月發(fā)布其創(chuàng)新技術(shù)刀片電池。

此后國(guó)內(nèi)外整車廠、電池廠在 CTP 技術(shù)上各顯神通，

推出了不同的代表作品。

CTP 全稱為 Cell To Pack，是一種電池結(jié)構(gòu)和集

成技術(shù)。動(dòng)力電池技術(shù)迭代的關(guān)鍵在于材料升級(jí)和結(jié)

構(gòu)革新，CTP 技術(shù)屬于后者。

一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)力電池組的電池結(jié)構(gòu)可以分為三層，

電池單體、電池模塊、動(dòng)力電池系統(tǒng)，也就是電芯、模組、

電池包。其中，電池單體（Cell，簡(jiǎn)稱電芯） 構(gòu)成電

池系統(tǒng)的最小單元，由正極、負(fù)極及電解質(zhì)等組成。

電池模組可以理解為鋰離子電芯經(jīng)串并聯(lián)方式

組合，加裝單體電池監(jiān)控與管理裝置后形成的電芯與

pack 的中間產(chǎn)品。模組的設(shè)計(jì)是為了方便 BMS 進(jìn)行

電芯管理，提高電池安全性，便于維護(hù)維修。

動(dòng)力電池市場(chǎng)迎接“去模組”的動(dòng)力很大部分來(lái)自該

技術(shù)能夠提高電池能量密度，同時(shí)帶來(lái)制造成本的降低。

傳統(tǒng)電池系統(tǒng)是先把電芯組裝成模組，再把模組

安裝到電池系統(tǒng)里面，進(jìn)行分級(jí)管理。由模組的機(jī)械

結(jié)構(gòu)對(duì)電芯起到支撐、固定和保護(hù)的作用，再由電池

系統(tǒng)對(duì)模組支撐、固定和保護(hù)。

CTP 則是通過取消模組設(shè)計(jì)，直接將電芯集成為

電池包，電池包又作為整車結(jié)構(gòu)件的一部分集成到車

身底板上。

由于其減少了模組本身的側(cè)板、端板（模組結(jié)構(gòu)件）

和原本用于分隔模組以及幫助模組連接的橫梁、縱梁

新賽道動(dòng)力電池?zé)o模組時(shí)代

CTP為何能獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷？

，

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（電池包裝配支撐結(jié)構(gòu)）等材料，整個(gè)電池結(jié)構(gòu)極大

簡(jiǎn)化，利用空間得到釋放，同等尺寸的電池包容量得

以擴(kuò)展、電池組質(zhì)量得以減輕，由此帶來(lái)電池能量密

度的提高和成本的降低。

數(shù)據(jù)顯示，相比于此前的電池包模式，CTP 方案

能將電池包的空間利用率提高 15%-20%，電池組零

部件數(shù)量減少 40%，生產(chǎn)效率提高 50%，也能有效降

低電池成本。

此外，寧德時(shí)代正在研究 CTP 的下一代技術(shù)

CTC（Cell to Chassis，一體化電動(dòng)底盤），將動(dòng)力

電池電芯、有關(guān)組件和底盤進(jìn)行集成，進(jìn)一步降低制

造成本，提升新能源車?yán)m(xù)航表現(xiàn)。

寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群之前在中國(guó)汽車藍(lán)皮書論

壇上曾表示，CTC 將使新能源汽車成本可以直接和燃

油車競(jìng)爭(zhēng)，乘坐空間更大，底盤通過性變好。CTC 在

某種意義上可理解為 CTP 的進(jìn)一步延伸，其核心在于

省去模組、打包過程，將電芯直接集成到汽車底盤上，

實(shí)現(xiàn)更高程度集成化。

無(wú)論是 CTP，還是 CTC，電池包集成化是大勢(shì)

所趨，但安全性和電池壽命也必須是產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代必

須考慮的因素。在這種趨勢(shì)下，有專家建議一定要用

耐熱穩(wěn)定的材料，比如電解液中揮發(fā)性強(qiáng)的溶劑必須

要去掉。

據(jù)了解，麒麟電池的兩塊電芯之間夾著一塊水冷

板，使得相鄰兩塊電芯的熱傳導(dǎo)效率降低，避免熱失

控的出現(xiàn)。得益于水冷板的存在，麒麟電池的壽命相

比傳統(tǒng)的鋰電池有了極大提高。

與刀片電池相比，誰(shuí)將更勝一籌？

在電池材料和結(jié)構(gòu)兩大技術(shù)的驅(qū)動(dòng)下，國(guó)內(nèi)比亞迪

和寧德時(shí)代兩大電池廠商在能量密度和續(xù)航里程展開競(jìng)

賽。勝出者將在全球新能源汽車市場(chǎng)中分得大塊蛋糕。

根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，電芯分為圓柱形電芯、軟包電芯、

方形電芯。業(yè)內(nèi)人士稱，未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，以特斯拉

為代表的大圓柱電池有可能與國(guó)內(nèi)電動(dòng)車的方形電池

共存。兩種電池有望共同成為主流，正如目前三元鋰

電池與磷酸鐵鋰電池共存一樣。

市場(chǎng)的選擇是技術(shù)創(chuàng)新含金量的試金石。據(jù)中國(guó)汽

車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟發(fā)布的數(shù)據(jù)，1-5 月我國(guó)動(dòng)力

電池累計(jì)裝機(jī)量為 83.10GWh，同比增長(zhǎng) 100.80%。

排名前三的企業(yè)分別為寧德時(shí)代、比亞迪和中創(chuàng)新航。

其中，寧德時(shí)代以 39.10GWh 裝機(jī)量占據(jù)全部市場(chǎng)的

47.05%，較第二名比亞迪高出近 25 個(gè)百分點(diǎn)。

按計(jì)劃，麒麟電池將于明年量產(chǎn)上市，理想創(chuàng)始

人李想曾和寧德時(shí)代在一條關(guān)于麒麟電池的微博上互

動(dòng)，雙方表示“明年見”“麒麟有理想”。李想也在

采訪中透露，與寧德時(shí)代全資子公司合資了數(shù)條生產(chǎn)

線，以保證動(dòng)力電池的產(chǎn)能供給。

在方形電池結(jié)構(gòu)中，與寧德時(shí)代 CTP 技術(shù)相似的

還有比亞迪刀片電池，被業(yè)內(nèi)稱為比亞迪的“封神秘器”。

2020 年 3 月 29 日，比亞迪推出具備 100% 自

主研發(fā)和設(shè)計(jì)能力的“刀片電池”，因?yàn)槠錉钏频镀?/p>

由此得名。

今年 5 月 20 日，比亞迪在海豹的預(yù)售發(fā)布會(huì)上發(fā)

布了 CTB 技術(shù)，即 Cell To Body，即電池與車身一體

化技術(shù)，刀片電池技術(shù)是其 CTB 技術(shù)中的重要一環(huán)。

刀片電池與寧德時(shí)代?CTP 技術(shù)類似，均是將電池

包集成由電芯（Cell）-模組（Module）-電池包（Pack）

三級(jí)改為電芯（Cell）- 電池包（Pack）兩級(jí)結(jié)構(gòu)。由

于去掉了“模組”這一層中間結(jié)構(gòu)，使得電池系統(tǒng)復(fù)雜

度大幅下降，由此帶來(lái)更高產(chǎn)品穩(wěn)定性和更低故障率。

比亞迪 2020 年發(fā)布的刀片電池的能量密度為

140wh/kg，約為第三代麒麟電池能量密度的 54.9%。

即便考慮到近兩年的技術(shù)進(jìn)步，假設(shè)刀片電池能量密

度達(dá)到 180wh/kg 的極限狀態(tài)，也僅占第三代麒麟電

池能量密度的 70%。

但是對(duì)于汽車廠商來(lái)說(shuō)，挑選動(dòng)力電池并不是唯

“能量密度”是從，而是要綜合考慮續(xù)航、價(jià)格、壽命、

安全等多方面因素。

比亞迪的刀片電池屬于磷酸鐵鋰電池，雖然能量

密度在上述三者中最低，但勝在安全、實(shí)惠。寧德時(shí)

代的第三代麒麟電池和特斯拉的 4680 電池都屬于三

元鋰電池，正極材料構(gòu)成較為復(fù)雜，包含鎳、鈷、錳

等元素，造價(jià)昂貴，只適合定位較高的車型。

助力浦東“未來(lái)車”核心零部

件配套產(chǎn)業(yè)

動(dòng)力電池對(duì)汽車主機(jī)廠商來(lái)說(shuō)是心臟般的重要地

位。電池包集成化發(fā)展趨勢(shì)，要求電池供應(yīng)商與主機(jī)

廠進(jìn)行緊密配合。因此在產(chǎn)業(yè)鏈布局選址上，動(dòng)力電

池廠商會(huì)向主機(jī)廠所在區(qū)域的產(chǎn)業(yè)鏈集聚。

今年 2 月，寧德時(shí)代產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目于正式落地浦東臨

港，該項(xiàng)目距離特斯拉上海超級(jí)工廠不到 3 公里，將

致力于研究低能耗長(zhǎng)續(xù)航動(dòng)力電池系架構(gòu)及控制系統(tǒng)

集成開發(fā)和應(yīng)用、高效能電池系統(tǒng)熱管理及低溫環(huán)境

應(yīng)用技術(shù)研發(fā)應(yīng)用及多層級(jí)電池安全防護(hù)技術(shù)研發(fā)，

大幅提升新能源汽車系統(tǒng)集成效率，系統(tǒng)解決新能源

汽車?yán)锍探箲]、快充等行業(yè)關(guān)鍵痛點(diǎn)。

項(xiàng)目建成后，寧德時(shí)代還將在上海建設(shè)布局包括

先進(jìn)材料、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、極限制造和商業(yè)模式創(chuàng)新在內(nèi)

的“四大創(chuàng)新體系”，以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)升級(jí)。

2020 年 2 月，特斯拉和寧德時(shí)代曾簽署一份為

期兩年的合同，時(shí)間從 2020 年 7 月到 2022 年 6 月。

根據(jù)合同，寧德時(shí)代為特斯拉上海工廠生產(chǎn)的電動(dòng)汽

車供應(yīng)磷酸鐵鋰電池。2021 年 6 月，雙方合作進(jìn)一步

延續(xù)，寧德時(shí)代將在 2022 年 1 月至 2025 年 12 月期

間繼續(xù)向特斯拉供貨。2021 年 11 月，寧德時(shí)代臨港

工廠便已經(jīng)開始向特斯拉供應(yīng)產(chǎn)品。

根據(jù)“未來(lái)車”發(fā)展目標(biāo)，浦東將以特斯拉、智

己等新能源汽車為契機(jī)，布局“三電”等核心零部件

配套產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的示范應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)

程，進(jìn)一步推進(jìn)現(xiàn)有傳統(tǒng)汽車的技術(shù)水平，提升零整比，

形成深度跨界融合的智能網(wǎng)聯(lián)和新能源汽車產(chǎn)業(yè)體系。