中商情報網訊：腦機接口技術是将人腦與計算機、外部裝置等智能系統相連的一種技術，它可以将人腦中的資訊轉化為計算機可以了解的信号，實作對機器的控制和互動。腦機接口已成全球科技前沿熱點，世界主要國家和地區都在加快腦機接口産業布局，積極開展相關技術研發。大陸将腦機接口列入培育未來産業發展的重要方向，國内腦機接口行業将邁向發展快車道。
一、産業鍊
一個完整的腦機接口系統包括腦電信号采集、資訊解碼處理、信号輸出/執行、外部裝置、回報環節五個部分。腦機接口産業鍊上遊為軟硬體裝置供應，主要包括腦電采集裝置、BCI晶片、資料庫及相關算法、外部嵌套等；中遊為腦機接口産品供應，包括腦機采集平台和腦機接口裝置；下遊應用于醫療健康、康複訓練、教育娛樂、智能生活、元宇宙等領域。
資料來源：中商産業研究院整理
二、上遊分析
1.電極
腦機接口技術是将人腦與計算機、外部裝置等智能系統相連的一種技術，它可以将人腦中的資訊轉化為計算機可以了解的信号，實作對機器的控制和互動。腦機接口電極是腦電信号的采集和擷取的重要裝置，根據按照信号采集方式不同，主要分為侵入和非侵入兩種技術路線。侵入式腦機接口電極主要分為剛性電極和柔性電極，非侵入式腦機接口主要分為濕電極、幹電極和半幹電極三種。
2.晶片
晶片是信号處理端的核心硬體，目前BCI晶片主要有通用晶片和ASIC兩種方案，通用晶片通常使用TIADS1299+ST32MCU+配套電源管理晶片+藍牙/私有協定晶片等方案組成模組。而為了實作更高性能/更低功耗，特别是對于侵入式/半侵入式方案，需要研發定制ASIC混合信号處理晶片。目前國内專門開發腦機接口晶片的企業較少，國内浙江大學、複旦大學、中科院等高校院所正在開展相關研究。
模拟晶片是內建電路的一大重要分支，主要可分為電源管理晶片、信号鍊晶片兩大類，具有産品生命周期長、競争格局穩定等特點。大陸是全球最大的電子産品生産及消費市場，消費電子領域的巨大需求帶動了國内模拟晶片産業的飛速發展。中商産業研究院釋出的《2023-2028年中國模拟晶片設計行業市場前景預測與發展趨勢研究報告》顯示，2022年中國模拟晶片市場規模約為2956.1億元，2017-2022年複合增長率約為6.7%。中商産業研究院分析師預測，2023年中國模拟晶片市場規模将達3026.7億元。
資料來源：中商産業研究院整理
3.人工智能算法
人工智能算法是新一輪科技革命和産業變革的重要驅動力量，近年來，大陸人工智能産業在技術創新、産業生态、融合應用等方面取得積極進展，已進入全球第一梯隊。中商産業研究院釋出的《2022-2027年中國人工智能行業需求預測及發展趨勢前瞻報告》顯示，2022年中國人工智能軟體市場規模達307.3億元，同比下降6.9%。中商産業研究院分析師預測，2023年中國人工智能軟體市場規模将增至327億元。
資料來源：IDC、中商産業研究院整理
從細分市場來看，2022年在人工智能軟體市場中，機器視覺市場規模為123.0億元，占比40%；機器學習平台市場規模為35.4億元，占比11.5%。在信号處理環節中，特征提取和識别分類的主流方法是機器學習，目前業界正在嘗試深度學習以期提高計算速度和分類正确率。
資料來源：IDC、中商産業研究院整理
4.外部裝置
與腦機接口通信或可控制的外部裝置主要包括計算機系統（操作其字元輸入/光标移動等）、機器系統（如機器人、機械臂、無人機等）。目前，國内天津大學神經工程團隊是國内最先從事腦-機接口領域研究的團隊之一，天津大學神經工程團隊研發的全球首台适用于全肢體中風康複的“純意念控制”人工神經機器人系統“神工-神機”（“神工一号”）通過CFDA檢測，主要性能名額處于國際領先水準。
5.上遊主要企業
腦機接口的工作流程包括腦電信号的采集和擷取、信号處理（特征提取和分類判斷）、信号的輸出和執行，最終再将信号回報給大腦，過程中涉及的軟硬體裝置主要包括腦電采集裝置、BCI晶片、人工智能算法、外部嵌套裝置等。全球腦機接口産業鍊發展仍在初期階段，上遊裝置尚未實作标準化量産，自研BCI晶片和算法是核心技術壁壘，大陸腦機接口産業鍊上遊重點企業及科研院校包括甯矩科技、腦虎科技、階梯醫療、複旦大學、天津大學等。
三、中遊分析
1.市場規模
腦機接口目前已成全球科技前沿熱點，世界主要國家和地區都在加快腦機接口産業布局，積極開展相關技術研發。中商産業研究院釋出的《2022-2027年中國腦機接口産業發展趨勢及投資風險研究報告》顯示，2019-2022年全球腦機接口市場規模從12億美元增長至17.4億美元，期内年均複合增長率達13.19%。全球腦機接口産業仍處于初期發展階段，未來市場增長空間巨大，中商産業研究院分析師預測，2023年全球市場規模将達到19.7億美元。
資料來源：Data Bridge Market Research、中商産業研究院整理
2.市場結構
目前，非侵入式腦機接口是主流的研究方向，可以應用于康複訓練、教育娛樂、智能生活、生産制造等衆多方面，國内外已有相關試用或應用案例，非侵入式腦機接口約占腦機接口市場規模的86%。侵入式腦機接口技術壁壘和成本較高，主要應用在醫療健康領域，其市場占比約為14%。
3.投融資情況
近年來，腦機接口技術備受關注，标志性事件不斷湧現，創業公司數量持續上升、融資事件頻發、投資金額加大。據動脈橙統計的公開資料，2023年1-7月，中國腦機接口領域共發生投融資事件10起。其中，深圳市應和腦科學有限公司以超億元的融資金額在上半年領跑。
資料來源：動脈橙、中商産業研究院整理
4.專利情況
随着全球腦機接口技術進步，行業專利數量快速增長，産業發展正走向商業化早期階段。目前全球提供腦機接口産品和業務的公司有兩百餘家，主要集中在美國和中國。2022年，大陸腦機接口企業中，心流科技（強腦科技子公司）相關專利數量最多，達到了54件，腦陸科技和強腦科技專利數量分别為53件和34件。
5.企業布局情況
大陸腦機接口正處于發展産業發展初期，行業内大部分企業規模較小。從企業布局領域來看，目前大陸腦機接口行業獲得融資的企業中，僅腦虎科技、甯矩科技、階梯醫療、應脈醫療、博睿康等少數幾家企業布局了侵入式腦機接口，其他企業均專注于研究非侵入式腦機接口産品。
6.企業熱力分布圖
四、下遊分析
1.下遊應用領域
從應用場景來看，醫療健康領域是腦機接口技術最初且最主要的應用領域，也是目前離商業化最近的應用領域，其應用市場占比約為47.62%。随着技術的發展，腦機接口應用領域不斷拓寬，并逐漸應用于消費電子、教育、娛樂和其他領域，應用市場分别占比28.57%、13.10%、4.76%、5.95%。
資料來源：中關村産業研究院、中商産業研究院整理
2.智慧醫療
智慧醫療圍繞着資訊化基礎設施到“網際網路+醫療健康”系統建設，利用人工智能、大資料、物聯網、雲計算等技術，逐漸打通“醫、藥、險”各環節，智慧醫療已經成為推動大陸數字經濟飛速發展的“新動能”。中商産業研究院釋出的《2022-2027年中國智慧醫療産業發展趨勢及投資風險研究報告》顯示，2022年大陸智慧醫療應用規模約為780.5億元，預計未來行業将繼續高速發展，到2023年國内智慧醫療應用規模可達到936.6億元。
更多資料請參考中商産業研究院釋出的《中國腦機接口市場前景及投資機會研究報告》，同時中商産業研究院還提供産業大資料、産業情報、行業研究報告、行業白皮書、商業計劃書、可行性研究報告、園區産業規劃、産業鍊招商圖譜、産業招商指引、産業鍊招商考察&推介會等服務。