脑机接口产业链"卖铲人"的机遇与挑战

图：柔性电极、脑电芯片和生物传感器是脑机接口产业链的核心器件，也是国产替代的关键环节

"淘金热里最赚钱的不一定是挖金子的人，而是卖铲子和牛仔裤的人。"这句投资圈的名言，同样适用于脑机接口产业。在脑机接口从实验室走向产业化的进程中，上游核心器件供应商扮演着"卖铲人"的角色——无论下游哪家系统企业最终胜出，都需要采购电极、芯片和传感器等核心部件。本文将深度解析脑机接口上游核心器件产业的技术壁垒、市场格局和国产替代进展。

一、上游核心器件：产业链的战略制高点

上游产业定位：

· 脑机接口产业链上游涵盖柔性电极材料、低功耗脑电芯片、生物相容封装等关键部件

· 上游企业数量占比约8%，但技术壁垒最高，是产业链的核心价值高地

· 上游价值量占产业链的25%-30%，是国产替代空间最大的环节

· 电极和芯片直接决定整个系统的信号质量与运行稳定性

人民网报道指出，脑机接口产业链条长、环节多。上游涵盖柔性电极材料、低功耗脑电芯片、生物相容封装等关键部件；中游包括系统集成、神经编解码算法；下游连接医疗器械注册与医保对接、康复服务体系。其中，电极技术门槛最高，是整个产业链的"卡脖子"环节。

证券之星的分析也指出，上游核心元件包括电极、芯片、传感器和材料，是技术壁垒最高、国产替代空间最大的环节。中游设备与系统集成是价值量占比最高的环节，达40%至50%。下游临床应用与场景则直接面向患者和消费者。

二、电极：信号采集的"咽喉"要道

2.1 技术壁垒

电极是脑机接口与大脑之间的直接接口，其性能直接决定了信号采集的质量。对于侵入式脑机接口来说，电极需要同时满足多个苛刻要求：

微型化：国内首个128通道全植入脑机接口临床试验使用的皮层内柔性电极，厚度只有成年人头发丝直径的几十分之一。智冉医疗展出的超百通道柔性电极在大脑中的体积不到半粒米大小。

柔性化：传统刚性电极与柔软的脑组织之间存在机械 mismatch，长期植入可能导致炎症和瘢痕形成。柔性电极能够更好地贴合大脑表面，减少免疫反应，提升长期稳定性。

生物相容性：电极材料需要在大脑环境中长期稳定工作，不引起严重的免疫排斥反应。聚酰亚胺、Parylene-C等聚合物材料是目前的主流选择。

高通量：从数十通道到数百通道，电极通道数的提升意味着能够同时采集更多神经元的活动，从而实现更复杂的意念解码。"北脑一号"采用128通道柔性高密度电极，代表了国内半侵入式电极的先进水平。

2.2 国产替代进展

汉威科技（300007）：子公司能斯达量产0.1mm超薄柔性电极，是国内柔性脑电传感器的代表性企业。产品覆盖医疗级和消费级双赛道，成本比海外同类产品低约50%，全球市占率约15%。128通道超柔性脑电传感器已实现量产。

山海医疗：2026年9月，其自研的"刺激记录电极"获得国家III类医疗器械注册证，是全国首款双宏端脑深部神经元Spike/LFP信号采集与刺激一体化电极。山海医疗是国内少数同时掌握侵入式脑机接口主机设备与配套核心电极耗材研发能力的企业。

智冉医疗：临床级高通量侵入式柔性脑机接口系统，由高通量柔性电极和全植入式无线神经信号采集器两部分组成，超百通道柔性电极体积不到半粒米大小。

尽管国产电极取得了显著进展，但在超高通道数（千通道以上）侵入式微电极阵列、长期植入稳定性等方面，与国际先进水平仍存在一定差距，是未来国产替代的重点方向。

三、芯片：信号处理的"大脑"

3.1 技术要求

脑机接口芯片负责将电极采集的微弱模拟信号放大、滤波、模数转换，并进行初步的数字信号处理。与普通芯片相比，脑机接口芯片有其特殊要求：

超低功耗：植入式设备依赖电池供电，芯片功耗直接影响设备的续航时间和使用寿命。需要在保证信号精度的前提下，将功耗控制在毫瓦甚至微瓦级别。

高集成度：数百通道的信号采集电路需要集成在毫米级的芯片上，对芯片设计和封装工艺提出极高要求。

低噪声：脑电信号非常微弱（微伏级别），芯片的输入噪声必须足够低，才能保证信号的信噪比。

无线通信：全植入式系统需要通过无线方式将数据传输到外部设备，芯片需要集成低功耗无线通信模块。

3.2 国产替代进展

目前，高端脑机接口专用芯片仍以国外厂商为主，国内企业在模拟前端、低功耗设计等方面正在加速追赶。随着国内集成电路产业的整体进步和脑机接口市场需求的增长，专用芯片的国产替代有望加速推进。

四、传感器与生物材料：支撑产业的基石

4.1 生物传感器

除传统的电极传感器外，新型生物传感器正在拓展脑机接口的信号采集方式：

近红外传感器：通过检测大脑皮层血红蛋白浓度变化来间接反映神经活动，慧创医疗的超100通道近红外脑功能成像装置已获医疗器械注册证。

超声传感器：功能超声成像（fUS）能够提供50-500微米的高空间分辨率，格式塔科技、思昇科技、脑器时代等企业纷纷布局超声脑机接口。

柔性压力/应变传感器：用于脑机接口驱动的外骨骼和假肢中，实现触觉反馈。

4.2 生物相容性材料

生物相容性材料是保证植入式设备长期安全的关键。包括：

封装材料：Parylene-C、聚酰亚胺等聚合物用于电极和芯片的封装，隔绝体液侵蚀。

导电材料：铂、铱等贵金属以及导电聚合物（如PEDOT:PSS）用于电极触点，降低界面阻抗。

柔性基底材料：聚二甲基硅氧烷（PDMS）、水凝胶等柔性材料用于提升电极的机械柔顺性。

浙江省在脑机接口产业布局中，明确将宁波定位为新型材料研发制造基地，绍兴定位为芯片先进制造及封装测试基地，体现了对上游材料和封装环节的重视。

五、上游产业的挑战与机遇

5.1 面临的挑战

技术积累不足：脑机接口核心器件涉及材料、微电子、生物医学等多学科交叉，国内在超高通道电极、低功耗专用芯片等领域的技术积累仍需加强。

量产工艺不成熟：实验室中的高性能电极在规模化量产时，良率和一致性仍面临挑战。柔性电极的微纳加工工艺复杂，对设备和工艺控制要求极高。

标准体系不完善：脑机接口核心器件的测试标准、可靠性评价方法等尚未完全建立，影响了产品的质量控制和市场准入。

市场规模尚小：目前脑机接口整体市场规模有限（2026年预计约50亿元），上游器件的市场空间更小，对企业的短期盈利能力构成压力。

5.2 发展机遇

政策大力支持：工信部《国家脑机接口产业标准体系建设指南（2026版）》将硬件标准（电极、芯片、模组器件）列为七大标准模块之一，为上游产业发展提供了政策指引。

下游需求拉动：随着博睿康NEO系统、脑虎科技"三全"系统等产品进入临床和商业化阶段，对上游核心器件的需求正在快速增长。

产业资本关注：中芯聚源等半导体产业资本开始投资脑机接口企业（如脑虎科技A+轮），体现了产业链上下游协同发展的趋势。

国产替代空间大：目前高精度植入式电极、专用芯片等部分仍对进口存在依赖，国产替代空间巨大。

六、展望

脑机接口上游核心器件产业正处于从技术积累向规模化量产过渡的关键时期。随着下游应用的不断拓展和市场规模的持续扩大，上游"卖铲人"将率先受益。柔性电极的工程化量产、专用芯片的国产替代、生物相容性材料的创新突破，将是未来3-5年上游产业的核心看点。

对于投资者和产业从业者来说，关注上游核心器件企业的技术进展和量产能力，是把握脑机接口产业机遇的重要切入点。谁能在电极、芯片、传感器等核心环节建立技术壁垒和成本优势，谁就能在脑机接口这场未来产业的竞争中占据主动。

参考资料：人民网、证券时报、证券之星、东方财富、各企业公开资料、工信部《国家脑机接口产业标准体系建设指南（2026版）》（征求意见稿）等

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