图片来源:图虫创意
谁也没有想到,一场新冠肺炎引起的呼吸机大战直接把全球各国拉回了“战时状态”。
图片来自:REUTERS/Benoit Tessier
确诊人数爆炸式飞增,拥有呼吸机成了各国争抢的战略物资。“纽约市长质问特朗普,索要呼吸机”、“xx国抢购中国呼吸机”等新闻接连冲上热搜。正在准备大选的川普一拍脑门,决定让手握高精尖技术,无所不能的汽车大厂出动,发推点名福特、通用汽车、特斯拉,指令只有三个点:FAST、NOW和12个感叹号。“国家需要什么,我们就生产什么!”的口号响起,造过坦克和轰炸机,造宇宙飞船都不在话下的各车企纷纷发声,准备砸钱引入呼吸机生产线,认为汽车产业强大的产能优势与高精尖技术可以补足呼吸机缺口,“救场”不在话下。这一幕似曾相识,五菱、比亚迪等转战口罩的成功就发生在昨天。然而,呼吸机不是口罩,一帆风顺可能仅仅只是梦想。呼吸机是治疗呼吸衰竭患者的重要手段。当病人肺部功能不全或失效时,由呼吸机模仿人的呼吸速率将含氧气体送入肺部,帮助病人进行有效的气体交换。呼吸机种类型号繁多,使用方法和特点也各异。依照连接方式可分为有创呼吸机与无创呼吸机。有创的机体较大,一般运用于无自主呼吸能力的危重症患者,通过插管的方式为患者建立人工气道,虽然会造成极大的痛苦,但通气效果好;无创呼吸机机体轻便,仅需要用面罩、鼻塞的方式通气,对患者起到呼吸辅助的作用。从结构上来看,呼吸机由主机、空氧混合气、气源、湿化器、外部管道组成。空氧混合器将气源提供的压缩空气源参入氧气,控制好吸氧浓度后,由主机调节气体压力、呼吸机频率、吸呼比等参数,同时湿化器模拟鼻腔口腔的湿化升温功能,减少气体刺激性,最后外部管道负责将气体供给。呼吸机在我国的正式普及在“非典时期”,还是壮老年的钟南山院士用无创呼吸机救治了大批患者。而这一次,呼吸机又成为救命稻草。根据WHO给出的“针对2019-nCov患者治疗指南”来看,重症以及危重症患者的治疗方案中,呼吸机与ECMO都是极为关键的。最近才进入人们视野的“人工肺”ECMO,其实已是危重症患者最后的希望,对于2019-nCov病毒导致的呼吸衰竭还是主要靠呼吸机来应对。若撤去呼吸机,呼吸恶化的病人几分钟之内就会失去生命。大流行期间的定量分配是效率而冷酷的,呼吸机的短缺正逼着医生做生命的取舍。可以说,在尚且缺乏病毒特效药的情况下,呼吸机已然成为重要的战略物资。供:根据约翰·霍普金斯大学健康安全中心2018年的数据,美国作为拥有呼吸机最多的国家,目前医院约有16w台现机。3.15日,有美国“钟南山”之称的安东尼·福西透露,美国国家库存有12700台呼吸机可供部部署。(据东兴证券数据,美国2010年的呼吸机百万人均保有量就是我国18年数据的3倍)需:美国疫情最严重的纽约确诊人数处于日均2w的暴涨中,收到联邦紧急事务管理局的4000台援助后,还额外购买了7000台,纽约州州长库莫预计将来十四天缺口达30000台。官方:美国卫生研究所称目前拥有的这个数量根本不够,随着疫情大流行,预估全美将有96万左右的患者需要配备呼吸机。结论:你看,底子如此丰厚,还是顶不住新冠疫情来势汹汹。供:DHSC称,NHS目前拥有5000台成人呼吸机和500台儿童呼吸机。需:预计需求在20000台,英国卫生大臣汉考克称呼吸机需求没有上线。需:按照我国重症(13%)、危重症(6%)的发病率和当前意大利确诊人数估算,意大利的呼吸机保有量只能满足疫情七分之一的需求,还差两万多台。我们反观德国,虽然感染人数达11w,但其全球首列的ICU保有量为其国人提供了极高的生存保障。疫情前拥有近一万台呼吸机,加上充足的检测设备和完备的医护人员,其死亡率不可思议的仅有约1%。有着如此强大的工业背景,严谨的德国人仍然向德国呼吸机龙头德尔格医疗下单了一万台呼吸机。据东兴证券的研报数据,截至3月31日,海外累计确证638928例新冠肺炎,无创呼吸机、有创呼吸机储备需求量分别为62.9万台、20.5万台,这个天文数字的缺口怎么补?谁来补?
面对疫情撕开的大口子,其实全球各地的呼吸机生产商早就超负荷工作,疫情爆发后呼吸机价格平均上涨50%,为国为民为自己,拼了命的生产也不够。中国作为全世界最大的呼吸机生产国之一,国内的有创与无创呼吸机供给主力分别由迈瑞医疗和鱼跃医疗两家公司承担。中国疫情爆发时期,国内呼吸机生产商满负荷生产加上国外采购,已经为湖北提供了无创呼吸机约1.8万台、有创呼吸机4000余台,基本满足湖北前方防疫的需要。再来看国外的呼吸机制造商,全球市场占有率最高的德尔格(德国30%),其次美敦力(美国18.5%)、迈克唯(德国16.6%)、飞利浦(荷兰9.2%)、哈美顿(瑞士6.8%),这些产业龙头都在工厂不停工,员工三班倒的加速增产中。比如美敦力已经将产能增加了40%,德尔格则足足增加两倍,同属一线生产商的汉密尔顿医疗也平时周产量220台的基础上,又增加至400台每周。五大国际知名呼吸机厂家合计产能约为301台/天,已达产能极限,可面对将近百万的需求,只能是杯水车薪。况且海外疫情爆发,占市场份额近70%的德企美企地处重灾区,上岗人数难保证,材料短缺等难题接踵而至,国外呼吸机企业真的尽力了。缺口之下,众多跨界“选手”只能来临时救场,车企看似成了呼吸机产业增产的救命稻草。从技术上来说,改生产线对无所不能的车企听起来真不像是难事,国内口罩吃紧的时候,车企上阵,集中了工业技术精锐的车企做起口罩来易如反掌。三层熔喷无纺布、口罩带、金属压条这些配件的原料车企本身就有,制作组装起来也不是什么难事,无尘车间产出后就可以供给市场。你看,上汽一天内就完成了口罩机的结构设计,72小时内就做到了口罩机下线,效率高得可怕。但几十万一台的呼吸机的制造工艺毕竟不是几块钱的口罩能比的。从上面这张图可以看到,呼吸机的制造技术极其复杂,不仅需要具备一定水平的人工以及高水准生产线,对于车企来说,行业技术壁垒,零部件供应等等存在了不小的问题。首先,呼吸机的上游材料零部件高度特定,供应方面大家都难。参考呼吸机的系统构成,硬件方面主要由气路、电路、传感检测器和外围辅助装置构成,关键部件有混合气阀、流量阀,还有各式(压力、流量)传感器和空气压缩机等;软件部分则包括各种算法研究,是考研厂家实力的标准。据鱼跃医疗内部人员介绍,为了模拟人脑对呼吸系统的调控,改善人机不同步问题,软件与相应呼吸机高度配套且要不断更新磨合。关键硬件集中度较高,据赛迪顾问医药健康产业研究中心王宁介绍,传感器是日本SMC和美国霍尼韦尔的天下,涡轮风机则是德产或瑞士制造,供应大头被业内认可的生产商牢牢控制,疫情蔓延,各国设卡、物流受阻…零部件供应链就得了肺炎一样难受。通用汽车与医疗设备制造商Ventec Life Systems进行的“V计划”看起来很靠谱,但通用汽车集中其供应商资源,也只能做到在4月6日凑齐95%的零部件,仍有37种必要部件需要寻找采购。巧妇难为无米之炊,通用就算有通天的实力,也只能等到零部件入手才能开工。其次,医疗设备生产有着高技术壁垒。据环球网对业内人士的采访可知,现代医用呼吸机早已不是简单向病患肺部通氧气的压力罐,它会根据患者的病情、生命体征、血氧饱和度等指标,通过肺动力学参数随时调整氧气的供应量,并依靠伺服反馈控制系统,利用优化算法保持供氧频率与患者呼吸同步。这套复杂系统对稳定性的要求也很高,无论是压力驱动系统、患者回路、过滤器还是阀门,任何零部件发生故障,呼吸机都可能失灵,进而危及患者生命。为应对断电等突发情况,呼吸机还需要独立的备用动力源。仓促进入这个行业的跨界企业不但需要时间来改造生产线,满足硬需求,维系患者生命的软件也不是短时间就能摸索出来的。还有医疗器材生产的高度规范。像呼吸机这样的医疗设备需要经过严格测试,因为毕竟用于身体脆弱的重病患者,设备的安全性要由呼吸机制造商负责。各国都有专业的认证机构,出口欧洲需要唯一被欧盟指令授权并有资格的机构EEA成员国的医疗器械机关Cas出具自由销售证书;出口美国需要在FDA注册;出口澳洲则需要在治疗商品管理局TGA注册,在加拿大、韩国、日本也都有相应要求。除此之外,据东兴证券分析,生产线改建战线长也是跨界企业转产呼吸机壁垒之一。从流水线上下来的成品呼吸机也不可能直接量产,还需要对设备进行长期安全性能测试,以保证其安全性,从零起步的跨界企业想完整copy专业呼吸机制造商的完备生产供应链,可能也要花费18个月才能实现量产。尽管目前呼吸机的生产许可证经过各国政府协调,对于部分大型车企已经放了绿灯,在政府和巨头公司的努力下,简易呼吸机的制造图纸也已经被公示。但要注意的是,这只是疫情时期的高速车道,等过了这顿时期,FDA继续关好大门,车企必然被撵出局。想要真正生产高精度、有竞争力的呼吸机,还是要经过漫长的测试周期,搞定跑断腿也难买的零部件……这注定了车企只能半吊子救场,要不是头上悬着一把国难当头的利剑,车企的动力可真是不大。最可能实现的解决方法,不是车企安置新的呼吸机生产线,而是与呼吸机生产商合作,利用车企强大的生产优势,做个优秀的辅助,为生产商提供所缺乏的通用型零件,扩建生产线,这才是加速呼吸机产量的最快途径。关于呼吸机产业分析以及车企转产的资料,精选之后推荐给大家。研报中较为权威的是东兴证券胡博新团队的研究报告,经过疫情期间对于医疗设备的追踪调查,他们给出了呼吸机相当不错的分析。东兴证券《医药行业专题报告系列之一:环ICU医疗设备链迎来增量窗口期》东兴证券《医药行业:专题报告之一:为什么呼吸机那么紧缺》东兴证券《医药行业专题报告系列之一:海外疫情全面爆发,加速环ICU医疗设备链扩张》期刊文章中我们推荐下文,约翰霍普金斯大学在呼吸机方向做了很多研究,重点推荐。《呼吸机用了这么久,你关注过人机不同步吗?|精选》 医学界 《Ventilator Stockpiling and Availability in the US》 Johns Hopkins《A better answer to the ventilator shortage as the pandemic rages on》WORLD ECONOMIC FORUM视频中CNBC有许多呼吸机厂商和转战呼吸机车企CEO的访谈,重点推荐。
《’It‘ll never be fast enough’: 5 questions for a ventilator manufacturer》 FORTUNE
《GE CEO Larry Culp talks furloughing employees, producing ventilators in COVID-19 fight》CNBC《全世界抢购中国呼吸机!工厂24小时加班加点,1225台已空运到美国》 国器之纪录片
远川研究所制造组
张真真(制造组首席分析师):你就是信息(杰里米·边沁、温斯顿·丘吉尔)。王凤哲(制造组高级分析师):西方理论学不少,一心想把大新闻搞。喻隽哲(制造组实习分析师):坐标北美,长期跟踪美国制造业、航空航天业、国防军工多个赛道,欢迎行业交流!李泽昊(制造组实习分析师):坐标疫情中心武汉,机械系出身,追踪机械设备相关赛道,请多指教。