医疗器械专题之脑机接口：中国脑机接口行业现状与展望

——中国脑机接口行业现状与展望 分析师：谭国超（S0010521120002）邮箱: tangc@hazq.com分析师：钱琨（S0010524110002）邮箱：qiankun@hazq.com2025年3月3日 华安研究•拓展投资价值 核心观点： n政策引导+技术突破，全球脑机接口产业进入高速发展阶段，中国非侵入式脑机接口技术全球领先。脑机接口正进入爆发式增长阶段，根据前瞻产业研究院预测，2023年全球市场规模达19.8亿美元，预计2028年将突破60亿美元，五年复合年增长率25.22%。中国起步较晚，但政策支持力度显著：2024年工信部将其列为“十大标志性未来产业”，北京、上海等地提出2030年实现核心技术自主可控及临床应用目标。中国围绕非侵入式脑机接口方向，实现弯道超车，首创实现“双环路”脑机交互系统，打破了传统脑机接口的信息交互，并极大突破了操控时间的限制，该技术突破使得中国在非侵入式脑机接口领域处于全球领先地位。 n医疗健康领域商业化进程领先，多场景应用潜力逐步释放。医疗健康是当前脑机接口最成熟的赛道，覆盖神经疾病诊断、康复治疗及功能替代。例如，侵入式技术已帮助瘫痪患者实现意念控制机械臂，中国清华大学与宣武医院合作的半侵入式接口临床试验取得突破。根据麦肯锡的测算，全球脑机接口在严肃医疗应用潜在规模在150亿-850亿美元，消费医疗应用潜在规模在250亿-600亿美元。除医疗外，技术正向教育、娱乐、军事等领域渗透：非侵入式设备在VR游戏中的意念交互、教育中的注意力监测等应用已进入试点阶段。长期看，脑机接口或成为元宇宙的核心交互入口，驱动智能家居、无人驾驶等场景革新。 n技术路线分化与产业链整合并行，基础研究与产品性能仍需突破。技术路径上，美国以侵入式（Neuralink）和半侵入式（Synchron）为主，中国以非侵入式（BrainCo）为主，形成差异化竞争。我国脑机接口行业面临的核心挑战包括，1）基础学科限制：语言的脑电解码面临挑战，由机到脑的传输缺乏理论支持；2）技术瓶颈与产业链短板：技术瓶颈包括信号稳定性（非侵入式）、创伤风险（侵入式）、解码算法效率等，产业链短板主要是上游高精度传感器、专用芯片依赖进口，中游设备商与下游场景协同不足；3）伦理与监管风险：数据隐私、黑客攻击、意念控制等安全问题，社会公平性（如“脑际鸿沟”）可能引发争议，我国近期虽出台数据安全标准，但全球统一监管框架尚未建立。 n相关海外企业：NeuraLink,Synchron, Blackrock Neurotech,Paradromics,Neurabale, Kernel,BrainGate,NeuroPace等；n相关国内企业：强脑科技（BrainCo），博睿康，宁矩科技，脑虎科技，阶梯医疗，优脑银河，脑陆科技，柔灵科技等；n相关上市公司（医药生物板块）：三博脑科，创新医疗，爱朋医疗，伟思医疗，翔宇医疗，复旦复华，迈普医学。 目录 脑机接口的定义与分类脑机接口市场分析脑机接口的核心技术与挑战脑机接口的产业趋势预判上市公司梳理风险提示123456 脑机接口的定义与分类1 脑机接口市场分析2 脑机接口的核心技术与挑战3 脑机接口的产业趋势预判4 上市公司梳理5 1.1脑机接口：一种将大脑与外部设备连接的通讯系统 n脑机接口是一种软件和硬件结合的通讯系统，是神经科学和科技的融合。脑机接口可以将大脑（人或动物）与外部设备连接起来，通过使用脑电活动产生的控制信号与周围环境互动，无需外周神经和肌肉的参与。n根据脑机接口与大脑的相互作用方式，可将脑机接口分为：侵入式、半侵入式和非侵入式三大类。 1.2脑机接口发展历程：2020年以来，脑机接口应用逐步增多 n脑机接口的发展主要分为：学术探索、科学论证和应用实验三个阶段。n1）学术探索阶段，主要在20世纪20年代至70年代，1924年脑电波首次被记录，为后续脑机接口的研究奠定了基础；2）科 学论证阶段，主要在20世纪70年代至2000年，1973年脑机接口的概念正式被提出，1988年John Donoghue教授带领团队发明可将人脑与电脑芯片连接的技术，1998年PR Kennedy和RA Bakay完成了首个脑机接口植入，是侵入式脑机接口研究的突破；3）应用实验阶段，主要从2000年至今，脑机接口的各种应用被陆续开发，2004年，在巴西世界杯上，一位截肢残疾者通过脑机接口和机械外骨骼开球，2020年，我国浙江大学完成中国首例植入式脑机接口临床研究。 脑机接口的定义与分类1 脑机接口的核心技术与挑战3 脑机接口的产业趋势预判4 上市公司梳理5 2.1全球脑机接口市场快速增长，中国脑机市场接口开始起步 n全球脑机接口市场规模快速增长，据Grand View Research数据表明，全球脑机接口市场规模2019年为12亿美元，增长至2023年达到了19.8亿美元，预计2024年能达到24.8亿美元，同比增长25.25%，同时脑机接口行业进入高速发展时期，根据前瞻产业研究院基于海外机构预测测算，2025-2029年全球脑机接口市场规模将以年复合增长率25.22%的速度，增长至76.3亿美元规模。 n中国脑机接口市场开始起步，根据量子位数据显示2019年，中国脑机接口市场规模为10亿元，据前瞻产业研究院测算，2022年，中国脑机接口市场规模为17.3亿元，同比增长20.14%，维持稳步发展。 华安研究•拓展投资价值 2.2投融资2022年达到高峰，行业回归稳步发展 n中国脑机行业投融资在2022年达到高峰，据前瞻产业研究院数据表明，中国脑机接口投融资起步于2018年，2018年投融资金额为0.2亿元，2019-2022年增长迅速，2022年达到7.88亿元，同比增长60.16%，2023年后，受投融资环境影响，开始下滑，维持在2亿元左右规模。 2.3脑机接口产业链：软件与硬件相结合，上中下游协同发展 n脑机接口产业链主要涉及软件和硬件两部分。上游主要是脑机接口芯片和基础数据库和系统软件、中游主要包括硬件设备制造与软件/算法开发、下游主要是脑机接口的应用。 脑机接口的定义与分类1 脑机接口市场分析2 脑机接口的核心技术与挑战3 脑机接口的产业趋势预判 上市公司梳理5 3.2中国脑机接口竞争格局：整体呈现医疗应用为主 华安研究•拓展投资价值 3.3脑机接口的核心技术与壁垒：传输、芯片、算法 n脑机接口的技术体系主要分为硬件层和软件层。我们认为，脑机接口产业形成技术壁垒或造成技术瓶颈的主要有传输系统、芯片和核心算法。n传输系统：涉及脑电信号的采集。对于侵入式脑机接口设备，传输系统以电极的形式存在。传输系统对采集脑电信号的 噪比、信号质量都有一定要求。目前国内缺乏商业化的侵入式电极，而美国的研究更深、产业成熟度更高，例如Blackrock的NeuroPort电极，以及后来的NeoruLink电极；国内研究团队主要集中在非侵入式脑电采集并取得了较多进展。n芯片：脑电信号预处理与分析。芯片是将脑电信号转化为数字信号的芯片。芯片原材料依赖于国外供应商，例如硅晶圆 主要由美国的GlobalFoundries和台积电生产，金属线材主要由美国的TE Connectivity和日本的Furukawa Electric等公司生产。n核心算法：脑电信号深度分析与算法。核心算法是脑机接口实现“脑-机”高效交互的核心驱动力，算法对脑电信号的信 号处理和特征提取、意图解码与分类、提升系统性能和应用扩展有重要意义，直接影响技术应用的可行性与普及度。 华安研究•拓展投资价值 3.4脑机接口的技术瓶颈和挑战：处于技术早期阶段 Ø业界跨学科复杂性 Ø学界基础研究不足 学界对大脑反馈刺激和大脑工作机制的神经学研究依然十分有限。脑机接口技术的研究尚处在解决“从脑到机”方向的输出和控制问题，虽然效率和准确率很低，但在未来5-10年仍有优化潜力。研究“从机到脑”的问题难度更大，原因是目前神经科学相对于神经编码的具体方式还处于未知状态，“从机到脑”几乎是无从下手的阶段。 脑机接口技术是一个跨学科的研究领域，需要多个学科的支持和协同合作。为此，需要加强不同领域之间的交流和合作，建立起一个开放的平台，促进各方面的资源整合和知识共享。同时，还需要提高不同学科专家的综合素质，加强对多学科知识的了解和掌握，从而实现跨学科合作的无缝对接。 Ø存在安全伦理挑战 Ø难以商业化和规模化 目前，脑机接口的发展阶段还处在实验室展示以及医疗康复用途，娱乐、教育等脑机接口产品距离大规模商业化仍然有着一定距离。例如，如何降低成本打造大众消费级脑机接口产品，如何连接手机、耳机、VR/AR眼镜等电子设备互通互联，从而突显脑机接口作为消费级产品的必要性。 人脑在现阶段可以被视为最安全的生物信息智能处理系统，具备不可替代性。脑机接口技术的应用可能会涉及到一系列的安全和伦理问题，并破坏隐私性，如黑客攻击、意念控制、数据窃取等安全问题，以及人性问题、伦理问题、审查问题等。脑机接口的成熟也可能导致人与机器、精神世界与物质世界边界更模糊。 脑机接口的定义与分类1 脑机接口市场分析2 脑机接口的核心技术与挑战3 脑机接口的产业趋势预判 上市公司梳理5 华安研究•拓展投资价值 4.1脑科学和类脑研究是国策，呈现“一体两翼”布局 n脑科学研究已经被提升至国家战略。我国的脑科学和类脑研究已经被提升为国家战略，中国脑计划自2016年启动，包括探索大脑秘密和攻克大脑疾病的脑科学研究以及建立并发展人工智能技术的类脑研究两个方向。在2017年《“十三五”国家基础研究专项规划》中，脑与认知、脑机智能和脑的健康被明确提出作为核心问题；在十四五规划和2035年远景目标纲要中，人工智能和脑科学为国家战略科技力量，其中类脑计算和脑机融合技术研发是重要领域之一，而脑机接口技术是脑机智能融合技术的关键之一。n我国脑机接口框架呈现“一体两翼”的布局。国家对脑机接口的布局设想可用“一体两翼”来概括，其中以研究脑认知 的神经原理为“主体”，其中以绘制脑功能联结图谱为重点，而研发脑重大疾病诊治新手段和脑机智能新技术为“两翼”。 华安研究•拓展投资价值 4.2中央上升至国家战略，地方出台政策快速跟进 n各地方政府出台相关政策大力支持脑科学与类脑研究的发展，上海和北京优先成立脑科学和类脑研究机构。我国的脑科学和类脑研究已经被提升为国家战略，中国脑计划自2016年启动，包括探索大脑秘密和攻克大脑疾病的脑科学研究以及建立并发展人工智能技术的类脑研究两个方向。2016年国务院《“十三五”规划纲要》中提出，将“脑科学与类脑研究”列为国家重大科技创新项目和工程，标志“中国脑计划”启动。在2017年《“十三五”国家基础研究专项规划》中，脑与认知、脑机智能和脑的健康被明确提出作为核心问题。地方陆续出台政策跟进，其中以北京和上海最快。 4.3全球政策现状：主流国家均支持或推动脑机接口产业发展 n主流国家高度重视脑机接口产业的发展，通过政策、资金和技术等多方面支持，抢占脑机接口行业高地。美国最早通过奥巴马提出了脑计划项目的设想，在2017年正式通过DARPA神经工程系统设计项目（NESD）进入脑机接口领域，民间资本活跃，是推动脑机接口产业技术进步和应用落地最快的国家；中国将脑科学与类脑研究列为国家战略科技力量，2024年出台了《关于推动未来产业创新发展的实施意见》，将脑机接口设定为未来产业；欧盟、日韩等国家也均通过政策引导和资金支持，加速脑机接口技术的创新与应用。 4.4产业应用发展现状：医疗应用为起点，未来不断迭代完善 n美国案例：Neuralink专注于侵入式脑机接口技术的医学应用。其核心目标是通过植入柔性电极和自主研发的高集成度芯片，实现脑部信号的精准采集与解码。目前，Neuralink已获得美国FDA批准开展人体临床试验，主要针对瘫痪患者和神经系统疾病（如帕金森病、脊髓损伤）的康复治疗。例如，其技术旨