「善思微」:打造高端影像核心部件,实现国产零突破 | 解码“专精特新”
36Kr四川 / 李霜霜 尹子璇 王星冯
中国医疗影像设备的发展史,是一部紧紧围绕着“国产替代”延展的历史。
20世纪50年代前后,许多中国科学家与本土医疗器械企业关注到了医疗影像设备的国产化趋势;20世纪80年代之前,北京医用射线机厂与西南医用设备厂相继落座,一南一北坐镇中国医学影像设备科研生产;20世纪80年代左右,大批海外企业进入中国,国内医疗器械生产厂商受到挑战。至此,市场波涛翻涌,此后一度被称为中国医疗器械三巨头的万东、东软、安科正于此时诞生。进入21世纪,随着中国加入WTO,“与跨国品牌同台竞技”成为中国医疗头部企业们的目标之一。
在国产医疗影像设备发展的“至暗时刻”,MR和CT等设备市场中,进口产品曾占据国内90%以上的市场份额。历经多年发展,据第三方咨询公司益普索(Ipsos)提供的数据显示,中国医疗器械/设备的国产化市场份额占比已从2010年的35%增长到2020年的60%;同期影像设备的国产化率也从33%增长到64%,复合增长率达到19%。
在成都善思微科技有限公司(以下简称“善思微”)创始人罗杰看来,解决医疗影像设备“卡脖子”的关键,不在于整机生产,而在如何实现核心零部件的自主可控。罗杰博士毕业于清华大学,在半导体、辐射探测、医疗影像领域拥有多年从业经历。基于过去的技术积累、经验和产业机会,罗杰成立「善思微」,专注固态成像芯片及探测器模组等相关产品的研发、生产和销售。
「善思微」
公开资料显示,「善思微」早期团队曾研发出第一款国产晶圆级CMOS成像芯片及CMOS平板探测器。当前,「善思微」已掌握X射线成像探测器底层三大核心芯片技术,并将进一步拓展布局其他固态成像芯片及探测器产品,其主营产品CMOS平板探测器、X射线成像ASIC芯片已量产并投入医疗影像、工业无损检测领域使用,下一步将布局CT探测器产品系列。2022年,「善思微」成功入选四川省“专精特新”中小企业。
专注固态成像芯片及探测器模组,实现国产化零突破
早在19年前,罗杰就已经开始接触集成电路领域。
据他回忆,2004年他进入哈工大学习集成电路,2008年进入清华开始研究辐射探测专用ASIC芯片:“虽然是不同的学科,但是本质上我都在做集成电路芯片,只是从通用方向进入了更细分的辐射探测成像领域,这一背景也奠定了我之后创业的基础。”
X射线成像是指通过X射线穿透不同密度(或厚度)物质的衰减差异,即X射线探测器探测到的X射线穿透被测物体后的剩余光子数量不同,可以得到被检测物体的内部结构成像,通过影像分析而判定物体内部是否存在缺陷及缺陷类型、等级。
接触这一领域之初,罗杰或许还没有意识到,他已经踩上了未来的行业发展风口。
2015年,罗杰毕业后回到家乡成都,进入了中电科某研究所。工作一年多后,他以技术合伙人的身份进入北京纳米维景科技有限公司并负责组建芯片及探测器研发团队,该团队研发出全国首款CMOS平板探测器,并为静态CT研发定制化CT探测器。截止目前,纳米维景的静态CT为全球独有,且其时间分辨率较传统CT提升十倍,空间分辨率提升64倍,辐射剂量降低40%。
工作中,罗杰也发现了底层探测器相关产品实现国产化零突破的重要性:“真正卡脖子的是上游技术,在2019年底,随着国际形势的变化,我们意识到机会来了,成立了「善思微」,专注固态成像芯片及探测器模组等相关产品研发、生产和销售。”
「善思微」生产场景
2021年12月,工信部、国家发改委等8个部门正式印发《“十四五”智能制造发展规划》,其中的“四大任务”之一是加强自主供给,壮大产业体系新优势。针对感知、控制、决策、执行等环节的短板弱项加强创新,突破一批“卡脖子”基础零部件和装置。此外,据公开资料,2016-2021年间,全球X线探测器整体市场保持持续增长态势,其中CMOS探测器需求增长速度明显高于非晶硅探测器增速,市场发展势头更为强劲。
随着国家高度重视高端芯片领域的研发投入,也让这家企业迅速乘风而起。
当前,「善思微」以X射线探测为主,重点研发CMOS平板探测器。在研发方面,「善思微」选择了相比于传统非晶硅平板探测器具有更快成像速度、更高分辨率、更高探测效率、更低剂量的单晶硅CMOS平板探测器技术路线。目前,「善思微」推出的CMOS平板探测器以单晶硅晶圆为衬底,将光电二极管阵列、读出电路集成在一块晶圆上,技术上明显优于非晶硅探测器,能够在降低辐射剂量的同时提升图像质量,让医疗影像产品更加安全。
在应用场景方面,罗杰基于对国内市场发展空间的观察与分析,选择以医疗影像领域为切入口。「善思微」先从面向民营口腔诊所的牙科CBCT(Cone beam CT,锥形束投照计算机重组断层影像设备)所需的核心部件小尺寸CMOS 探测器切入市场,目前已经实现量产与商业化。
实现规模化生产,探索更多应用场景
目前,「善思微」聚焦于X射线探测器,并以CMOS平板探测器为重点研发方向,打造CMOS平板探测器、CT探测器、光子计数探测器等技术产品。
得益于国内研发团队的努力与政策支持,在近三年,国产CBCT整机价格持续下降,年产规模增长到10000台。也正是2021年,「善思微」依托底层芯片技术不断打磨,根据市场反馈意见进行优化,最终正式实现小尺寸CMOS平板探测器规模化生产。
“我们选择在CBCT设备核心部件进入全面国产化时进入市场,踩对了节奏”,罗杰向36氪介绍,“另外,相比于要等待数月的进口设备部件,国产化设备部件能够保证供货周期,同时售后服务也更及时,解决了行业发展迅速的需求。”当前,「善思微」小尺寸CMOS 探测器年产量在千台上下。
目前,「善思微」的大尺寸拼接CMOS平板探测器已实现技术突破,随着企业规模化生产能力的增强,「善思微」也开始逐渐探索更多的应用场景,赋能更多领域的客户。
事实上,凭借优良的检测能力,X射线检测设备应用领域广泛。根据沙利文咨询的统计和预测,除医疗健康外,2021年我国X射线检测设备的市场规模约为119亿元,受到下游集成电路及电子制造、新能源电池等行业需求的快速增长影响,X射线检测设备预计在未来五年将维持高速增长趋势,预计到2026年,我国X射线检测设备除医疗健康领域外的其他主要应用领域的市场规模为241.4亿元。
「善思微」Merak1313X射线动态平板探测器
据罗杰介绍,芯片尺寸差异不同,技术难度也会不同。目前实现量产的是小尺寸CMOS平板探测器,大尺寸拼接CMOS平板探测器即将完成开发,计划面向C型臂X光机、乳腺X光机及工业无损检测等场景应用。他表示,“未来两年,「善思微」将逐渐转向CT探测器方向,然后再到光子计数探测器、光电成像探测器,面向医疗、工业、安检等多个领域,一步步铺展产品线,拓展市场覆盖。”
“最后在行业胜出的一定是成本、质量、性能都优的,我们致力于做到‘进口品质’和‘有竞争力的价格’两个保证,我们有相应的技术实力”,罗杰说。实现高端零部件的国产化,能够进一步降低整机的成本,「善思微」也将依托成本优势打开国际市场。
在发展的下一阶段,「善思微」计划凭借技术实力和资本支持,给下游整机厂商带来更有竞争力的产品和解决方案。