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21世纪最具发展潜力的明星产业
根据市场研究机构Databeans预测,至2011年医疗电子用半导体产值将超过40亿美元,以家用市场成长速度最快,平均年成长率高达12%。另一研究机构BCC Research的最新调查报告也指出,全球家用医疗设备市场规模将从2007年的146亿美元,至2012年时成长到204亿美元,年成长率(CAGR)将达到6.8%。辅助复健、治疗装置、监视/传感器与遥测装置等,成为家用电子医疗市场的大头,光以血糖测量仪来看在2007年就有70亿美元商机,而到了2012年将成长到89亿美元;而有益健康的家用医疗装置,预估更将大举成长25%。
全球医疗电子市场的热闹,受到以下趋势所影响:(1)人口老龄化。(2)发达国家和发展中国家的人们对于增进健康照顾的期望持续增加。(3)保险公司和雇主在医疗开销的支付和保险范围逐渐消减,但受保人或病患需缴纳的费用却日益增加。(4)日新月异的科技可针对许多症状较轻微的疾病,给予早期分析、预防与治疗。
其中,人口老龄化是推动家用医疗电子发展的主力之一,也是全世界各国都面临的问题。根据联合国报告指出,公元2000年全球老年人口达6亿人,预估至2050年将增至20亿,老年人口比例将高达21%。人口数最多的中国,同样也将拥有最多的老年人口。根据国家统计局的数据显示,2007年65岁及以上人口占全国总人口的比重达到8.1%,估计到2025年,老年人口将从现在的1亿4千6百万,增加到2亿9千万人。
BCC分析报告也指出,若以区域性来看家用医疗电子市场的销售额百分比,美国与加拿大目前是最大、也是成长最快的市场,占有全球市场的34.2%;而药品和医疗器械产品在其医药总产值中各占一半的欧盟占28.9%;包含中国在内的其它二十个发展中国家,则占市场比例的22.8%。
从生病了才看医生的治疗,到预防疾病的预防,在电子科技的推波助澜之下,保健医学将是未来的显学。不但大型的医院用治疗仪也逐渐朝便携式、经济型家用康复治疗器的方向发展,例如,全自动体外电击器(Automated External Defibrillator,AED)、生育监测仪(Ferfility Monitoring Device)等;每个家庭也会将家庭医疗与保健视为必要的投资,选购家用医疗电子设备就像选购电视与冰箱等家电般平常。
以上种种因素,让家用医疗电子设备被美国《财富》杂志预测为21世纪前十年最具发展潜力的产业的第一名,也成为半导体厂商抢进的重点市场。
全球半导体厂商积极投入
目前家用医疗电子市场的主要供货商包括强生(Johnson&Johnson)、罗氏诊断(Roche Diagnostics)与拜耳医疗保健事业(Bayer Healthcare)三大龙头,并且都拥有超过10%的市场占有率,其中强生更以37%的市占率稳居首位。近年来,全球半导体、硬件与软件等代表性的大公司动作频频,进行垂直整合的计划性投入,包括微软、英特尔、飞利浦等厂商,已开始将焦点移到家用医疗电子市场,希望以高新技术与成本优势切入原本封闭的医疗产业,局势渐渐有所不同。
先是英特尔成立数字医疗事业部(DigitalHealth Group),并与美国微芯科技(Microchip)宣布成立医疗产品部门,再与医疗器材制造商合作,陆续发表医疗用相关感测芯片与技术;德州仪器也于2007年初,在其高效能模拟事业群下成立医疗/高可靠性产品线,集中所有可用于医疗电子的相关产品;飞利浦在新加坡成立亚太第一座医疗诊断设备学习中心,强化在亚太地区对先进医疗保健的投入;而韩国三星集团旗下的三星首尔医院,则广泛应用了三星电子自行开发的医疗系统。
半导体厂商目前着墨的医疗应用领域包括移植设备(心律调整、神经刺激、药物供给和肥胖治疗)、便携式设备(诊断影像、氧气治疗和病人监护)、家用设备(生理监视器、疾病管理、康复、遵守监督和医疗信息终端)及安全设备(耗材鉴定和数据保密),以及无线技术(如Bluetooth和IrDA)与RFID等。
为了能尽快进入医疗市场,英特尔、三星电子、德州仪器、松下、摩托罗拉与飞利浦等大厂,也共组开放性业界联盟Continua Health Alliance,希望通过合力建构统一标准来解决互通性问题,并降低研发成本、提升医疗技术与质量。该联盟勾勒了包括健身、疾病管理和老年人保健系统的市场远景,认为这些系统都将相互连接并通过PC、手机和数字电视连接到网络,预计在今年年底推出第一批具备互通性的相关商品。
根据专业研究机构Databeans最新的报告内容,2007年医疗半导体市场由Toshiba、意法半导体与德州仪器等大厂所独占。然而随着更多新兴的需求增加,越来越多其它供货商正逐渐分食这块市场大饼(如表1所示)。由于产品设计对于更小尺寸、更低功耗与更高速度的要求提高,因此传感器、电源芯片、数据转换器等为是医疗电子需求最大的半导体器件;而信号调节和处理、接口以及无线技术,为最看好的新兴产品领域。预估2008年电子医疗的销售总额将达到30亿美元。
然而,产业链若要完备当然还需要软件厂商的支持,其中以甲骨文(Oracle)及德国思爱普(SAP)最为积极,持续研发多项相关软件平台,希望符合各硬件大厂所推出的医疗产品及规格,解决互通性的问题,促进市场成熟。
诊断与治疗为医疗电子现阶段最主要的应用范畴,不过快速成长的家用医疗电子市场,才是半导体供货商最看好的商机焦点。尤其在开发中国家市场,家用医疗设备是逞可能成长更为快速。开发中国加经济起飞、所得翻升数十倍,但人们花费在在医疗的开支也相对的节节高升。然而,传统的医疗基础设施不一定能满足现有需求,而且建设与医疗成本皆高昂,人力资源也不一定足够,因此有市场分析师认为,家用医疗电子设备可能如手机般,以跳跃式的成长,在短期间内获得实现。
家用医疗设备将走消费性电子路线
医疗装置与电子技术的革新及整合,让人们可以居家照顾并监测自己的健康状况,不需完全仰赖医护人员或住进医院。家用医疗电子装置与系统主要为预防导向,并由消费者的需求所主导,这些智能型装置的使用接口亲和,甚至可穿在身上、记录病患信息,并且能透过无线网络传送,不仅有益人们及早发现健康问题,也能协助医生有效率的掌握病患状况。
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二、进出口公司:
自营和各类商品和技术的进出,但国家限定公司经营或禁止进出口的商品和技术除外。
三、科 技 类:
计算机技术咨询服务、网络科技、网络技术、通讯工程、网络工程、电子计算机与电子技术信息、生物与医药、化工新材料、光机电一体化、航天海洋与现代运输装备、能源与环保、民用核能技术、传统产业中的高科技运用。
四、商贸销售类:
日用百货、针纺织品、服装鞋帽、服装服饰、装饰品、工艺礼品玉器、玩具、花木、保健用品、文体用品、电脑软硬件及配件、包装材料、办公用品、文化办公用品、纸制品、纸张、化妆品、家具、木材、装潢材料、建筑材料、化工原料及产品、印刷机械、卫生洁具、陶瓷制品、皮革制品、橡塑制品、汽摩配件、压缩机及配件、制冷设备、轴承、管道配件、阀门、金属材料、电线电缆、电动工具、机电设备、仪器仪表、健身器材、照相器材、电讯器材、通讯器材、音响器材、音响设备、电子产品、五金交电、医疗器械、珠宝首饰、汽车等。化工产品 ( 除危险品 ) 、粮油制品、水产品、调味品、干鲜果品、保健食品、酒 ( 零售 ) 、油 ( 零售 ) 、包装食品、针纺织品、日用百货、橡胶制品、塑料制品、玻璃仪器、玻璃制品净化产品、环保材料、环保设备、椰子油、棕榈油、电气设备、包装材料音响设备、阀门管道设备化妆品、厨房设备、纺机配件、标准件、汽配专用轴承及紧固件、工矿机电、陶瓷洁具、瓷制品、瓷砖、防水堵漏材料、彩钢板、铝型材料、灯具,珠宝玉器、自动门、石材、鲜花、船舶配件、船舶用品、水泵阀门、压缩机及配件、印刷机械、汽车保洁用品、电梯配件、床上用品、水性涂料、电力热器、强磁化器、电子系统设备、工艺美术品 ( 除金 ) 、泠排水产品、气球、餐厅设备羊毛衫、速冻食品、墙壁开关、绘图仪器件、电子原器件、酒店配套用品、工程机械配件设备、棉纺织品、酒店宾馆用品、皮革制品、玩具、服装鞋帽、钟表眼镜及配件、花木盆景、纸制品、文教办公用品、照相器材、体育用品、家具、五金交电、建筑五金、水暖器材、冷设备、家用电器、食品添加剂、电脑及配件、钛白粉、铜金粉、闪光片、胶浆、工艺品 ( 除金银 ) 、金属材料 ( 除专控 ) 、普通机械、汽摩配件、电子产品、通信设备 ( 除专控 ) 、电讯器材 ( 除专控 ) 、机械模具、通用零部件、木材、钢材、建筑材料、电光源产品、照明设备、木制品、不锈钢制品、矿产品 ( 除专控 ) 、仪器仪表、计量衡器具、成品饮料、扫描设备、电线电缆、健身运动器材、花卉、轴承及配件、医疗器材 ( 需经营许可证 ) 、庞物用品、 IP 卡、空白智能卡等。
五、食 品 类:
粮油制品、速冻小包装食品、奶制品、土特产、南北货、糖果糕点、饮料、日用香料、调味剂、保健食品、罐头食品、米面制品、植物油、茶叶、水产品、农副产品、食品添加剂。
六、生产加工型:
3D打印所采用的制造技术和原材料多种多样,从目前的市场应用情况来看,FDM型(熔融层积)3D打印机是市场的主流,这种打印机在2D打印机的基础上加入了Z轴的概念,使用可热熔固态耗材成形完成3D塑形,耗材与整机的售价都较低,但同时也存在耗材热稳定性不足、打印精度不高的缺点。除此之外,SLA型光固化3D打印机通过激光将光敏树脂液体耗材固化,规避了原有的固体耗材热胀冷缩的问题,大幅提升了打印精度,因而成为许多厂商开发的重点之一。而在高端工业级3D打印应用中,近年来SLS金属激光烧结3D打印技术也取得了迅猛的发展。
商业应用仍占主流
以3D打印技术制造产品原型一直都是该技术自发展以来最重要的用途,它能够让使用单位在研发阶段降低或缓和因产品设计、造型和功能等因素所带来的风险,还能支持新的制造流程,缩短产品研发周期。
例如在模具制造业中,Stratasys公司的3D打印解决方案被运用在车载应用供水与供暖系统制造商Whale 公司的加工制造过程中,成功将原型部件注塑模具工具的交付周期缩短了97%左右。 Whale 公司 3D 技术服务部负责人 Jim Sargent 表示,公司现在使用 Objet350 Connex 多材料 3D 打印机,在 24 小时内就能打印出 3D 注塑模具工具,且只需花费制造金属工具成本的一小部分。“过去,我们生产金属工具的交付周期为 4―5周,且生产成本十分高昂;现在,凭借3D 打印机,可以在白天完成工具的设计,夜间进行 3D 打印,次日早晨利用一系列最终产品材料对其进行测试。这一全新的加工方法显著节省了我们的时间和成本。”
利用3D打印技术制造医疗器材是另一个令人振奋的发展方向。以较为成熟的齿科应用为例,3D打印技术运用计算机辅助设计(CAD) 文件数据,为每位患者逐层创建出专用的塑料制品,满足了定制化以及大批量生产这两项要求,并且协助提升了手术的精准度,因此在牙科治疗和美容手术中受到了欢迎。另外,在骨科应用中,3D打印技术同样也能够以优良的单位成本优势实现定制化生产骨科植入物或其它医疗器械的目标。
对于大众消费类市场而言,尽管有关机构表示,由于生产技术和产品价格等因素,3D 打印技术在这一领域中仍需5到10年才能达到成熟期,但一些行业领导企业已经开始积极布局这一市场。在3D Systems公布的2014下半年战略重点中,其中之一就是继续拓展3D打印产品与技术的消费级应用,例如通过与消费领域的领先企业如:好时 (Hershey)、孩之宝(Hasbro)、史泰博(Staples)和美泰(Mattel)等公司联手,进一步推动消费级3D打印市场的容量。
此外,据称,3D Systems于2014年秋天在洛杉矶推出了世界上第一家数字面包店,该面包店有助于促进其开发的糖果ChefJet系列3D打印机的市场推广度。
3D打印机市场格局初显
越来越多的OEM厂家正加入到3D打印机供应商的行列中。Gartner曾预测,2015年全球3D打印机的出货量会成倍增长;而2014年全球市场对3D打印机的支出同比增长 62%,达到6.69亿美元,其中企业支出为5.36亿美元,消费类支出约为1.33亿美元。
尽管市场空间仍然有限,但最近几年3D打印机的销售增长速度有目共睹。
有行业人士指出,一旦市场容量达到100万台的水平,一些资金、技术实力雄厚的大型供应商将在行业中占据更为重要的位置,并主导重新定义该行业的标准和业务模式,而那些小公司则会逐渐退出市场竞争或是被收购。
在顶级3D打印机供应商的名单中,3D Systems和Stratasys公司是两大代表,他们目前的研发重点也是行业的主流趋势之一,那就是如何令3D打印设备的价格能够被更广泛的市场所接受。在过去,主要用于工业应用的3D 打印机的价格至少要在10万美元以上,而如今,3D打印机的目标价位要降至1300美元左右。特别是对于小型公司而言,成功的关键在于能否满足1300 美元范围内的市场需求,以适应大批量生产和销售,或者是否拥有一些专利技术,以求被收购。总之,未来几年里,大多数规模较小的3D打印机公司将遇到严峻的考验。
与此同时,那些领先的3D打印机制造厂商还在不断的发展壮大之中,他们通常采用企业收购行为,进一步刺激业务增长率并引入更先进的技术,以巩固自己在行业中的领导地位。例如,2013年年中,Stratasys收购了桌面型3D打印设备厂商Makerbot;3D Systems并购了金属粉末SLS 3D打印机生产厂商Phenix Systems。2014年4月,Stratasys同意以2.95亿美元收购北美最大的3D打印、模具、注塑建模和快速成型服务提供商Solid Concepts,以及另一家3D打印公司Harvest Technologies。而为了进军医疗行业,2014年3D Systems宣布收购定制化医疗设备和个体化手术治疗公司Medical Modeling、仿真手术设备公司Simbionix等多家企业。
传统2D打印机厂商同样是一股不可忽视的势力,许多商业化3D技术都是由2D打印机厂商所开发的,其中包括佳能、惠普、京瓷、理光和富士施乐等。毫无疑问,这些2D打印机制造商一直都在等待3D市场的成熟和出货量的起飞,目前他们正利用已有的自身品牌积累,积极作好进军3D打印市场的准备。
中国3D打印产业迎来重要“窗口”期
作为全球重要的制造业大国,3D打印技术在中国同样获得了政策面和产业面的高度重视。未来几年是中国3D打印发展的重要 “窗口”期,到2020年3D打印产业有望实行全面产业化。
在桌面级设备方面,2014年8月,珠海西通电子有限公司了国内首款采用SLA光固化技术的3D打印机,打印精度最高可达0.025mm,打印速度可实现每小时15mm,产品定价约为2万元左右,大幅提升了产品的品质和性价比。
此外,在主流的FDM熔融层积打印机市场上,珠海西通电子、杭州先临三维科技股份有限公司、深圳武腾科技有限公司等都是目前本土重要的供应厂商。
在工业级开发上,西安铂力特激光成形技术有限公司以西北工业大学凝固技术国家重点实验室为技术依托,主要从事高性能致密金属零件的激光立体成形制造,以及金属零件的激光修复再制造。