激发光纤传感基因后,佰为深的下一步

左键@36氪浙江·2021-10-08
外行看热闹,内行看门道。

正如1891年的奈史密斯博士猜不到日后篮球如何风靡全球一样,20世纪初的一位希腊玻璃工人也不会想到,他偶然发现的光纤传导现象,会在未来与光通信技术结合,迅猛发展成一种新型技术——光纤传感技术。

经过40余年发展,光纤传感在机械、电子仪器仪表、航天航空、石油、化工、食品安全等领域的生产过程自动控制、在线检测、故障诊断等方面,得到了卓有成效的发展和推广。

中国光纤传感研究虽晚,但产业化格局已初步形成,从最初单一的技术产品推广逐步向成熟的整体解决方案迈进,产品种类、工艺质量及工程实施服务等多方面日趋完善,甚至已展现出与国际巨头一争高下之势。

佰为深是36氪持续关注的一家点式光纤传感技术领先企业,虽成立于2016年年底,其创始团队已积累了10年以上光纤传感技术研究和产品开发经验。因同时拥有MEMS光纤传感器和FFR压力导丝技术,佰为深也成为了全球唯二拥有这两项技术的企业之一。

外行看热闹,内行看门道。近日,36氪与佰为深创始人兼CEO张立喆深入畅聊其技术发展的历程和现状,期以掀开光纤传感产业“神秘”一角。

佰为深创始人&CEO 张立喆

四年三级跳,技术为王

满打满算来看,佰为深的发展历程不足四年,却已经历了三级跳跃。

初创阶段,CEO是张立喆,“小兵”也是张立喆。不足3人的小小团队,在为公司的产品调试做各种准备。不过资本并不会放过任何一名潜力选手,也就是这在一时期,佰为深获得了种子轮投资。

进入2017年下半年,佰为深完成微型光纤FFR样机,并着手申请美国FDA认证,正式步入正轨阶段。人员得到扩充,多笔融资纷至沓来。

去年年底、今年年初至今,佰为深的发展更上一层,不仅获得FDA认证,建立了生产工厂;在团队构建上,也初步形成了一支30人左右,涵盖技术研发、产品生产、销售售后等方面的队伍。

佰为深科技

为什么佰为深能有如此快速的发展?关键在人。

创始人张立喆本身拥有北京航空航天大学仪器仪表工程硕士学位,还曾任职于中航工业国防科技重点实验室、光纤传感技术中心等,其负责及参与的多个光纤传感项目多次获得航空科学技术奖、国防科学技术进步奖。其他核心成员,均来自帝国理工学院、清华大学、天津大学、北京理工大学、南开大学等海内外光电专业著名高校 。

基于这支精悍队伍,佰为深自主研发了MEMS法珀腔光纤传感器技术,光纤布拉格光栅(FBG)传感器技术以及基于白光干涉和扫描光谱的光纤传感解调技术。

其中,FBG光纤传感器技术在国内已发展20余年,技术较为成熟,多家企业在此赛道竞争。佰为深在近年来持续性投入研究,已和部分行业客户达成合作,实现商业化应用。

而兼具“时间成本高、资金投入大、技术要求深”三大特性的MEMS工艺,则是佰为深的核心竞争力之一。

MEMS本身是微电路和微机械按功能要求在芯片上的一种集成,通过光刻、腐蚀等传统半导体技术,融入超精密机械加工,使得一个毫米或微米级的 MEMS 具备精确而完整的机械、化学、光学等特性结构。

早在2007年,张立喆就开始研究MEMS工艺,投入的资金不下千万。时至今日,经过多年的技术积累,佰为深研发的超微型光纤传感器尺寸仅0.23mm,具有精度高、稳定性好等特性,而且不受电磁干扰。

选择MEMS工艺并非为了“炫技”,张立喆表示,相较于其他商家采用的激光焊接工艺,MEMS更能提高产品生产的一致性,成本也相对较低。

 医疗与工业,双线与无线 

有了技术作底,佰为深将医疗与工业用一根小小的光纤串联起来。

“医疗与工业看似是两个毫无相关的产业,但是对于我们光纤传感器生产商来说,两者的技术底座是相同的。无非提供的具体参数和功能,会根据场景变化而变化。”

张立喆举例,在医疗行业,需要的光纤传感器得兼具小巧、抗电子干扰、信号漂移小等特性,佰为深从FFR(血流储备分数)压力导丝切入市场。

近年来,国内冠心病患病数量逐年攀升。根据弗若斯特·沙利文数据显示,2016-2020年间我国冠心病患者从2270万人增至2530万人,预计到2025年我国冠心病患者将达到2860万人。

治疗冠心病的主流方法就是PCI(经皮冠脉介入治疗)。作为非外科手术疗法,PCI通过FFR和IVUS等方式来指导PCI实现冠脉介入的精准诊断和治疗。其中,FFR测量已在《2014欧洲心脏学会心肌血运重建指南》和《中国经皮冠状动脉介入治疗指南(2016)》中都获得最高等级IA类推荐使用。

心脏冠脉FFR压力导丝

FFR好用,但不是所有人都用得起。由于技术链条复杂、对精密制造和质量控制要求高,国内FFR压力导丝市场基本被雅培飞利浦和波士顿科学等进口厂商垄断。昂贵的导丝价格使得FFR在我国的渗透率不佳。

结合技术优势,佰为深将微型光纤压力传感器集成在FFR系统中,从而实现微创压力测量。事实上,早在更为严苛的军工领域应用中,其光纤压力传感器就已很好完成了关于灵敏度、精度、离散性测试以及稳定性、抗温度湿度电磁等其他干扰的测试。

目前,佰为深微型光纤FFR获得FDA认证,这也是国内首个获得FDA认证的FFR产品。在MEMS光纤传感器和FFR压力导丝技术的双技术加持下,佰为深赢得了更多的研发、生产主动权。

医疗场景应用

“仅医疗这一领域,就可以拓宽至泌尿科、内科、骨科、耳鼻喉科等。”张立喆介绍,这些需求很多都是医生自己找上门的,他们会提出更细致的需求,比如控制药量、做好测评等。为此,佰为深科技在肾压、尿动力学、肠压和腹腔压力等领域开发出了多款微型压力传感器产品。比如,借助泌尿肾压导丝,来实现激光碎石过程压力监测等。

工业领域,光纤传感的应用则比想象的广阔。石油、地热井下稳压检测,风力发电叶片检测、列车行驶检测等佰为深均有涉及。

比如石油地热的温压检测,佰为深科技的传感器产品测量范围可达105MPa,温度测量范围为0°C至300°C,精准测量可以帮助石油开发企业降低热能消耗,达到最佳开采效果;在风电领域,佰为深科技研发了用于监测风力发电叶片负载,监测叶片受力情况的加速度传感器。它可以有效协助风电场提升运营质量,降低叶片损耗和成本。

“两大行业不过是佰为深的发展‘线索’,在此之上,正在演化出无数个应用场景与商机。”张立喆说道。

工业业务即将大放光彩

技术突破、场景打磨之后,就是商业化的落地了。

随着微型光纤FFR系统获得美国FDA认证,该产品的出海也到了正式起航之日。虽然国内国外市场,仍旧被国际巨头如雅培垄断,但佰为深也并非毫无胜算。性能上,该系统拥有测量时间短、低风险、兼容稳定性好、穿透病变能力强等诸多亮点;成本上,仅国外品牌的十分之一。

同时,佰为深计划在国内开展FFR系统临床试验,为III类医疗器械注册证书认证铺路。“这是与时间赛跑,谁能先拿到证书,谁就能率先在国内上市,进入医院,提前占领市场。”

FFR系统以外的医疗场景,佰为深主要是为客户提供定制化产品与服务。比如四川某医院耳鼻喉科需要定制一款光纤传感器,那么佰为深就会与客户深入沟通,经过一周左右的产品调试和测试,就能提供产品上岗工作。

至于工业领域,张立喆介绍,佰为深目前已和国内不少军事、交通、水力、风力、石油等行业的头部企业建立合作,未来还将继续沿着这一路径前进。“工业领域,有很明显的头部效应。只要你和头部合作了,并成了标杆案例,那么吃透这个行业也是早晚的事。这和医疗领域的证书注册、下基层跑市场完全不同。”

FP-P法珀工业压力传感器

目前来说,佰为深医疗业务与工业业务占比相当。但张立喆相信,随着市场教育程度的提高,以及工业领域的智能化升级,单价高、场景广的工业业务将在未来3到5年内,反超医疗业务。

“光纤传感器在工业领域的应用,颇有英雄主义色彩。企业会想到用光纤传感器往往是因为原先的普通传感器已经不能适用场景了,是被动式选择。但从我们和客户的实际合作效果中来看,一旦客户体验了产品,他们的认可度就会极速上升,订单随之增加。”

电力行业传感器应用

目前,佰为深已自建工厂,自主生产光纤传感器等产品,进一步降低产品价格,提升市场竞争力。谈及规划,张立喆透露,公司正在寻求新一轮融资,该笔费用将主要用于产品研发、半自动化生产线打造、销售投入及知识产权布局等。

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