脑机接口深度产业分析报告.pdf

量子位硬科技深度产业报告脑机接口脑机接口脑机接口深度产业分析报告深度产业分析报告技术篇定义及主要分类、关键技术要素产业篇市场规模、产业链及中外主要玩家对比、行业驱动力、竞争格局、行业门槛展望篇量子位硬科技深度产业报告脑机接口核心观点1.我国脑机接口市场的未来可达1250亿，CAGR26%。纯设备市场规模可达560亿，CAGR21%，全球占比显著提升。但目前与国外在现有规模、成熟产品、细分赛道、参与玩家等方面差异明显。2.脑机接口的产业价值来源于生理评估及调节治疗（短期变现最为确定）、高级人机交互（想象空间最大）、推进脑科学及其借鉴研究三大板块。其中，医疗康复成为公认的刚性市场。3.现有市场规模相对有限，仍需进一步催熟潜在场景或挖掘新的高潜场景。B端科研设备售卖对应的总消费量有限。在睡眠、注意力检测、解压等C端场景，受认知度、价格、心理偏差等影响，消费者整体接受度有限。4.由于研发成本过高、我国脑机接口产业链高度不成熟，缺乏专有供应商。芯片等关键环节受制于特定厂商。政府、高校、医疗机构、销售渠道的合作成为重点。行业开放体系及标准化模组出现，有助于场景挖掘与需求培养这一关键行业驱动力成熟。其他驱动力包括全产业链协调、产品化及工程化及底层技术进步。5.由于现有行业规模与盈利水平有限、技术门槛较高、国内玩家较少等原因，现有市场竞争尚不激烈，但未来各厂商可能在芯片、核心算法等关键技术领域，以及消费级医疗康复市场上形成竞争。目前脑机接口厂商角色可分为基础设施/生态提供商、产品/APP提供商、二次定制服务商。大多公司选择并行。如需进一步交流探讨、加入垂直社群等，请联系量子位官方或量子位分析师：刘萌媛（请标注所在单位+职位）邮箱：感谢以下单位及个人对本报告的深度参与：宏智力BrainLink、红杉中国、熔拓资本、IDG、NeuroSky、臻泰智能、脑陆科技、瑞金医院孙伯民教授、清华大学盛兴副教授、脑机接口社区及多位业内多年从事者量子位硬科技深度产业报告脑机接口1.1 定义及分类脑电*由于神经元间的通讯，脑部活动时会产生特定的电信号，形成脑电、该现象由汉斯伯杰首次观测到。经仪器记录并绘制后，脑电会呈现有波图形，即为脑电波。基于不同的脑部活动，产生电信号的神经元位置（如额叶主要负责注意力等认知功能）、数量（与脑部活动复杂度相关），以及电信号自身的频率、幅度（脑电波分为波、波等）等都会有所不同。因此，脑电信号（即在仪器上输出的脑电波结果）在一定程度上可以被转化为特定的计算机信号，用以后续观测分析。在癫痫、睡眠、麻醉三个领域中，脑电被视作评判的金标准。大脑本身在广义的脑机接口定义中，“脑“还包含周围神经系统。因此，除脑电（EEG）外，眼电(EOG)、肌电（EMG）也会包含在内。广义上，人工耳蜗成为应用最为广泛的脑机接口（思路无法推广），Ctrl-Labs推出的肌电手环同样可视为脑机接口。*除脑电外，脑机接口还会利用脑部血流、磁信号等。由于基于脑电的科研及应用占据主导地位，本文中特指基于脑电运行的脑机接口。*为进一步提升脑机接口的准确性，部分脑机接口会在脑电的基础上，结合眼电、肌电、眼动等其他生物信号，各信号之间相互印证，形成多模态脑机接口。脑直接指用于观察、计算、分析的计算机及相关软件，同时间接体现为手机应用、用于操纵的设备（如外骨骼、轮椅）等。机接口 脑机接口（brain-computer interface，简称BCI）是在人或动物脑（或者脑细胞的培养物）与外部设备间创建的直接通路。可以将脑机接口理解为一种新型的信息传输渠道，通过这种渠道，信息能够绕过原有的肌肉及外围神经通路。为帮助理解后续的脑机接口产业，我们选取了大脑侵入程度和主要实现功能两类标准，进行详细说明。除去这两类标准外，还分为内源（使用者自行控制，需长期训练，可识别模式有限）、外源（对外部刺激进行回应）、被动（大脑无意识状况，如疲乏困倦等）。此外，产业界还应当关注目前多见的多模态脑机接口*。种类特征相关现状非侵入式采集设备不会进入人脑，仅需体外佩戴。采集信号粒度在毫伏，主要采集多个神经元的协同活动。以脑电图（EEG，采集头皮电信号）为主。还包括功能近红外光谱（fMIRS）、功能核磁共振成像（fMRI）、脑磁(MEG)。易受外部干扰存在脑硬膜、颅骨等生物衰减作用、头发摩擦、外部电磁等干扰。电极的采样效率为业界改进重点信号精细度较差，但足以满足目前主流需求（生理指标检测）无法观测单个神经元，难以探测深层脑区信号。但仍能通过记录神经元间的协作行为达成检测睡眠质量、注意力集中程度等目的。存在医学金标准癫痫、麻醉、睡眠细分种类较多，运动想象为市面控制类产品的常用手段如事件相关电位P300、视觉诱发电位VEP、运动想象MI等。其中，运动想象是目前控制类产品的主要手段。如Nature公布的意念打字和Neurable最新发布的脑机接口耳机是市场上最为普遍的消费级设备和短期主要增长点底层技术相对成熟，在B端以脑电帽为主，在C端以头环（如Muse头环）、耳机（如Neurable）的穿戴式设备为主。将基于注意力集中程度、睡眠质量等指标延展出系列应用半侵入式贴合硬脑膜目前科研及应用层面的探讨相对较少侵入式需通过手术植入大脑皮层，直接从大脑皮层采集电信号。信号质量最高，可达到微伏，即单个神经元活动级别。对大脑的损伤相对较大。我国在该领域目前的技术差异较大，间接导致了在瘫痪、帕金森等高难医学方向上的落后距离大规模推广仍有相当距离受限于底层技术、临床试验、伦理审批等，我国目前仍停留在动物试验的科研阶段。瑞金医院等前沿机构已率先进入临床试验，但仍需充分的样本及数据积累，及伦理、资质方面的考虑需要多学科协同推进，技术难度高芯片及采集电极均需植入大脑内部，需额外考虑材料相容性（否则会因免疫及愈伤，信号逐渐衰减）、电极形状（经典的犹他电极由于比柔性电极更为坚硬、且体积更大，会造成更多脑损伤）、充电时长、植入手段等问题。成纤维细胞导致的瘢痕效应，是目前无法回避的医学难题脑机接口未来的重要选择信号质量有明确提升，更少受到外部干扰。且能够观察单个神经元（非侵入式目前仅能采集神经元间协作结果）与深部脑区状况（深层次认知等），在精细化操作或情感等方面会成为主要手段技术篇1量子位硬科技深度产业报告脑机接口种类特征相关进展运动以运动想象为主，用于替代/增强运动皮层神经元对运动的控制是发展相对较早、目前相对成熟的部分针对脑卒中、阿尔茨海默症、残障病人2021年Nature发表的意念打字，其本质是完成对写字动作的动作想象；浙江大学实现的瘫痪老人借助机械臂自主喂食，也是运动想象脑机接口结合机械臂的临床试验通过结合机械臂、轮椅、电脑光标等外部设备，已在帮助残疾病人恢复正常生活上成为重要的探索方向。同时可通过想象对目标的选择动作实现人机交互。未来可能应用于无人驾驶、无人机等但目前只能区分下肢运动及左右手的粗糙整体活动，可实现的运动精细度尚不足以完全辅助日常生活。还需采集精度、样本数据和相关算法的共同进步情感学界探索的重要方向，目前主要用于治疗重度抑郁症，未来可能应用在成瘾控制上33位科学家在Nature共同发布的，促进小鼠社交行为的脑机接口属于这一领域。由于效果无法及时观测、观测位置位于深度皮层、底层原理更为复杂、神经认知学的空白等，目前进展相对较慢，但是重要的未来发展方向。感觉该部分以机-脑接口为主，对感觉相关脑区直接进行电等刺激，用于替代/增强听觉、视觉、触觉等感觉2002年，William Dobelle通过皮层刺激电极，帮助患者通过光幻视获得一定”视觉“。该患者后期甚至能够倒车入库近年关注度较低基于实现功能的脑机接口分类由技术特性决定，非侵入和侵入式脑机接口面临不同的使用场景。侵入式往往针对精细度更高、底层原理更复杂、更难以实现的领域。例如，同为运动能力的康复场景，非侵入式往往应用于症状较为轻微、还具有部分神经代偿能力的患者，提升其康复训练效率。侵入式则应用于运动神经基本丧失能力的患者，直接替代患者的运动周围神经。在目前，非侵入式的定位在于市场教育、需求挖掘与可穿戴设备等消费级应用，重点在于工程化和产品化的改进。而侵入式脑机接口目前还主要停留在实验室阶段，需完成“实验室临床资质”的转化。大规模商用推广之前，侵入式脑机接口仍有较长的时间去在电极的柔韧度、体积大小、植入方式去进行相关改进。但基于目前的学术进展和公众认知，我们可以预见，侵入式脑机接口将首先以医疗康复产业为发力点。在帮助残障人士等恢复对外界的控制及表达能力，帮助抑郁症、成瘾等病人调节心理状态，及治疗神经退行性疾病三个方面创造价值。1.2 基于产业的关键技术要素按照原有技术流程，脑机接口可以分为采集、处理、控制和反馈环节。其中，反馈环节具有革新性意义。具有反馈功能的脑机接口被称为“双向脑机接口”，是目前科研界关注的重点。在反馈环节，机器会将外部环境的信息传递回脑部或进行相应刺激。以利用机械臂抓取物体为例，脑-机通道确保机械臂能够按照实验者的意图进行移动，由实验者通过视觉观察抓握行为是否需要调整。而在能够形成完整闭环的脑机接口中，机-脑通道将在反馈环节，通过电刺激等方式将是否触碰物品、触碰力度等信号反馈给大脑。目前为止，由于缺乏反馈环节，脑机接口尚未形成完整的闭环。但由于可以以视觉反馈替代机-脑反馈，使用者在现有场景中仍能完成特定任务。在对脑机接口产业进行深度了解的基础上，我们对脑机接口的技术流程结合产业需求进行了重新拆分，并将其潜在的应用市场分为评估调节、人机交互及借鉴科研三个部分。在基于实现功能的脑机接口分类中，运动想象的应用占比和成熟度是最高的。除去与机械臂、轮椅等控制设备的结合外，运动想象还会与虚拟目标（如光标）、实体目标（如无人机）、目标识别（如想象书写，由计算机识别字符）等结合，实现虚拟操作、远程控制、意念打字等。2量子位硬科技深度产业报告脑机接口在各环节中，最为关键的是神经解码。由于不同动作与感官将对应不同的电信号，如何对各类信号选择合适的算法解读，提升了神经解码的技术难度。由于神经解码无法完全依靠深度学习解决（单个行为可能调动多脑区的多个不同神经元，脑电信号与具体行为间难以被准确观测和建模），且脑电信号的个体差异较大，脑科学领域的欠缺和数据不足均为神经解码发展的瓶颈。基于业内人士的观点，脑机接口产品的最终性能并非各项指标简单叠加。一方面，不同使用场景对于使用便捷度（如高频的注意力检测比低频的脑健康检测更强调佩戴和使用中的便捷性）、信号时延（如运动类场景比情绪类场景更强调信号实时性）、信号准确度（如科研级对信号准确度的要求远高于消费级）的要求均有所不同，脑机接口的评价需要和具体的场景相对应。在满足特定需求的前提下，脑机接口能达到成本与性能平衡即可。另一方面，脑机接口的各部分间有承接关系，彼此间性能需要紧密配合。以电极数量为例，尽管电极数量的增加能够采集到更多数据，但由于解码和功能算法的限制、以及临床上对特定数据的认知不足，多余的数据无法发挥其价值，会导致性能冗余与不必要的成本增加。信号采集及预处理神经解码信号再编码持续评估并进行模式识别，通过电、磁、超声等进行反向刺激*，完成调节治疗指令控制人机交互反馈（目前主要为视觉反馈，但用于完成反馈环节的双向脑机接口已引发科研界关注）原理分析借鉴科研获得足量的高质量脑电数据通过电极采集原始脑电数据，并通过降噪、放大等（材料等传感器设计+预处理算法设计）排除噪声、电磁等环境影响，提升信号质量将脑电信号精准转化为计算机信号包含特征提取和模式分类，基于深度学习的相关算法或专家知识将脑电信号转化为计算机信号对计算机信号进一步提取特征，进行分类判断形成具体信息或控制指令根据具体任务，将已有的转化信息进行二次识别或加工，形成进一步指令外设工具等类脑芯片等生理评估调节治疗采集处理控制反馈3量子位硬科技深度产业报告脑机接口产业篇2.1 市场规模估算未来综合市场规模可超1200亿，CAGR达26%根据Value Reports的报告，2027年，全球脑机接口的市场规模约230亿人民币，年复合增长率约13%。据臻泰智能介绍，尽管我国脑机接口纯设备的市场规模不足百亿人民币，但在使用场景中与具体产业（如老龄化、心理疾病等）的结合具有明显的放大效应，未来可能达到千亿规模。为明确脑机接口在经产业放大作用后，可创造的总市场规模，我们首先将脑机接口的应用场景分为调节治疗、高级人机交互和借鉴科研三大板块。脑机接口未来的市场规模将取决于各使用场景自身的规模及脑机接口在其中的改造效果和市场接受程度。生理评估&调节治疗短期变现最为确定定义：生理评估 借助外部刺激（音乐、VR等）或直接检测脑电、并对检测结果进行分析，从而确定相关指标（此类指标同样需要临床、医学等经验）。为睡眠状态、注意力集中程度、反应程度、心理状况、成瘾状况等指标评估提供了更为准确的手段。调节治疗 在完成评估并检测到调节需求后，脑机接口产品能通过电刺激等直接手段（侵入式脑机接口）*、音乐等间接手段（头环等非侵入式接口）调节大脑状态，或是通过机器人、人为等外部手段刺激对应部位，实现调节治疗。此外，还存在利用通过“检测设备+应用交互”，实现注意力提升等训练效果的方法。高级人机交互想象空间最大定义：用于替代键盘、语音等原有的人机交互形式，以脑电向计算机等设备传输相关指令，完成控制。可以将信息通量从原有的103上升至106比特，且交互过程将被极大简化，无需传统的神经肌肉通路。应用效果：医疗方面仍需侵入式接口，消费端的交互效率仍有待提升在广受关注的瘫痪/阿尔茨海默症患者等医疗辅助领域，脑机接口能够绕过神经肌肉通路，直接利用大脑信号控制相关工具（如外骨骼、轮椅）。这类场景属于蓝海场景，但该类应用以侵入式为主，需要考虑临床和资质。此外，由于无法建立从机到脑的反馈环节，无法对控制的结果进行力度等更精细的感知，仍有一定局限性。在娱乐等消费端场景，相较于语音、触摸屏、眼电（以面部电极测量眼动）、肌电（Ctrl-labs的感应腕带）等交互方式，脑机接口将更为直接，同时减少外部干扰。目前会以想象光标移动/选择目标为交互形式，使用效率仍待显著提升。常用场景及市场：娱乐领域相对成熟、残障辅助成为临床重点娱乐（如以脑部活动控制进球的BrainArena游戏、淘宝意念购、Neurable脑电耳机）、残障辅助（机械臂、机器人、轮椅等，适用于重度残疾、脑卒中等）、底层操作系统（如微软选择开发脑机接口）、物联网应用效果：目前接受度较高，部分实现大规模商用评估方面，替代了原有的量表式主观检测、人脸识别、眼电/肌电等其他识别手段，效率和准确性明显提升。调节方面，替代了传统药物和被动治疗手段。解决了、传统药物治疗难以直达病灶、被动康复无法发挥病人主动性等问题，提升了治疗效果，同时也为重度抑郁症等疾病提供了新的解决方案。常用场景及市场：以保健和医疗康复为核心场景教育（注意力集中程度监测，如强脑科技“FocusZen”头环）、保健（睡眠状态监测、压力水平检测，Muse的冥想头环2016年已上市）、安全（脑部疲劳监测，适用于工地、无人驾驶等领域）、体检及保险等相关领域（脑部健康评估及脑病早筛，脑陆科技已将脑状况评估设备成本压缩至百万以下）、心理康复（抑郁症调控，瑞金医院已实现对7位抑郁症患者的临床治疗）、运动康复（运动恢复训练，臻泰智能“BCI+VR+医疗机器人”已对外商用）。4量子位硬科技深度产业报告脑机接口在三类场景中，由于用户的尝试意愿高，包含睡眠/帕金森/阿尔茨海默/偏瘫等在内的医疗场景被红杉中国、瑞金医院、NeuroSky、臻泰智能等多方公认为将首先迎来增长的刚性市场。BCI+机器人/轮椅的组合已受到上海交大等校的长期关注。特别是此前一直受限于脑认知程度的脑疾病领域，将有望通过脑机接口获得解决方案和深度研究。基于对以上使用场景的认知及判断，我们对2040年我国脑机接口市场的规模进行了测算。其中，综合市场规模指包含脑机接口设备、平台解决方案及周边产业的总规模。医疗康复场景中涉及的机械臂、医疗机器人，娱乐行业中的玩具硬件、软件开发等均被考虑在内。直接市场规模则指与脑机接口直接相关，如设备、零部件等的对应产值。在目前，我国的脑机接口市场主要由科研相关设备售卖支撑，伴有部分消费级设备，衍生市场较小。基于业内人士提供的科研设备价格（非侵入式约40万，侵入式约500万）、脑机接口研究机构的数量统计，以及国内消费级设备的年销量（约50万套）及单价（千元级别），我们测算出目前脑机接口设备的市场规模在十亿级，约占全球市场总份额不足十分之一。经测算，到2040年，我国脑机接口行业的综合市场规模将超过1200亿人民币，CAGR约26%。直接市场规模可超500亿，CAGR达到21%。市场增长速度明显高于全球增长，在脑机接口全球市场中的比重将有明显上升。市场规模的高速增长主要源于使用场景扩展，体现为设备本身消费及附加产业的增长。心理康复、残障辅助、注意力训练等将因其广大的潜在人群成为重点细分市场。据宏智力预估，在消费领域中，游戏外设也有可能会成为一大趋势、乃至消费主力。事实上，军事及特种应用领域是长期以来脑机接口产业发展的重要动力之一，DARPA（美国国防高级研究计划局）曾大力资助相关研发，并于2017年正式官宣进入脑机接口领域。在军事中，脑机接口会覆盖作战、指挥、后勤保障、训练等方面，如操控武装载具平台、外骨骼，生理状态监控及增强，电子战、情报战，模拟训练，伤残病人的治疗及恢复等领域。特种应用领域则涉及特种装备的控制，外层空间探索中控制机器人等。市场规模具体测算结果及逻辑列举如下。需特别注意的是，该测算是基于现有可实现场景估算的。由于存在潜在场景、脑科学等相关学科发展、国家重视等，脑机接口行业也“可能是一个指数级的发展”。推进脑科学及其借鉴研究间接创收，科研意义大定义：更加直观的探测和分析大脑信号及其工作机制。应用效果：推进脑科学及衍生研究进一步完善脑疾病、脑原理、成瘾机制等脑部相关研究，实现解析单个神经元工作原理、提升脑疾病预防治疗效果的终极目标。同时借鉴脑部结构等相关研究成果，推动类脑芯片、深度神经网络等相关研究。常用场景及市场：娱乐领域相对成熟、残障辅助成为临床重点脑部运作机制研究、脑部疾病/成瘾机制/心理状态研究、类脑芯片等5量子位硬科技深度产业报告脑机接口尽管未来市场规模可观，但我们依旧要注意到我国目前的整体行业发展仍处于相对落后状态，特别是在市场成熟度方面。海外市场由于研发（如欧洲的杜克大学和苏黎世理工大学）及市场教育较早、已形成一定消费习惯、产业链完善等原因，市场成熟度远高于我国。此外，在市场规模方面，尽管业内人士认为国内外在市场规模方面“没有想象中的大”，但我国现有的市场规模仍需进一步突破。科研级设备方面，尽管单价较高，其复购率与客户数量相对有限。目前，业内科研级设备供应龙头收入在千万级别。我国的脑机接口设备研究开展较晚，除去陈天桥研究院、瑞金医院等研究机构外，高校内的相关实验室数量相对有限。以脑机接口为研究主题的课题组也主要限制在清华大学、天津大学、华南理工大学、上海交通大学等数所高校。此外，出于学术认证需要，机构多采用由代理商引进的国外进口设备。消费级设备方面的问题则更为明显。据消费级设备代表神念科技估计，目前我国消费级设备的年销量在50万，而全球已达到千万。据其估计，国内外在脑机接口的消费习惯培养上差距约10年。各细分市场预估市场规模=潜在人群规模（如我国重度残障人数/重度脑疾病患者/重度抑郁症患者）*潜在人群购买转化率*对应脑机接口设备价格/衍生产品价格消费级规模=各细分市场市场规模/设备年均更换次数/设备重复使用几率；科研级规模=侵入/非侵入式设备使用个数*价格总市场规模=（消费级规模+科研级规模）*折价系数（预估为0.7）十亿级别缺乏衍生产业2040年科研级15亿消费级1240亿高级人机交互 830亿日常评估保健 415亿残障辅助 68%，娱乐 21%.心理康复 49%，注意力评估 20%.综合市场规模1250亿（高附加值）设备市场规模560亿科研级15亿，增长约10倍消费级545亿增长约50倍2020年CAGR 26%CAGR 21%6量子位硬科技深度产业报告脑机接口2.2 脑机接口产业链及相关玩家据国内最早一批开发脑机接口消费级产品的BrainLink宏智力估计，目前我国的消费级设备仍在市场教育阶段，由于普通消费者的理解程度有限，在实际使用后易产生心理偏差。消费级市场在3-5年内仍将相对偏冷，市场规模约几十亿。但在国内外的对比上，尽管国内外的接受度相差较高，国内庞大的人口基数将帮助消费级市场规模持平于欧美地区。长期来看，存在市场短期爆发的可能，长期市场规模具有很大想象空间。要实现理想的市场规模，我国脑机接口行业仍有诸多因素需要克服，详情请参照行业驱动力部分。产业链上游（厂商自研为主）中游下游操作系统及分析软件C端产品及应用脑电采集平台电极、探针脑电采集设备相关算法放大/去噪算法分类算法具体功能算法如睡眠等BCI芯片目前仍为通用芯片数据集外部嵌套VR眼镜、外骨骼、头环、APP、医疗机器人等科研机构医疗机构临床项目&科研服务教育娱乐合作伙伴底层操作设备教育日常保健睡眠、心理、状态评估娱乐残障辅助运动康复、信息传输.用于脑认知、神经科学等旗下Holens团队已申请系列专利与华南理工大学联合成立华南脑控与BrainCo等合作收购Ctrl-Labs和瑞金医院达成合作启动淘宝意念购高校医疗机构研究机构政府各国“脑计划”我国脑机接口产业链目前呈现出以下几点特征：1.产业链发展不完整，缺乏专用供应商，部分领域受制于国外由于我国脑机接口现有规模有限，且产业链建设成本极高（据脑陆科技判断，电极研发一项的研发投入就在千万人民币级别），目前我国脑机接口产业链发展尚不够完善，缺乏专有供应商，只能采用通用生物监测芯片、Matlab等通用解决方案。芯片领域可以视为我国脑机接口产业链目前最为脆弱的环节，受制于德州电气（信号处理芯片TI AD1299）、意法半导体（程序控制单片机STM32）等国外厂商。AD1299+STM32的高端组合方案，甚至会直接阻碍国内高端脑机接口厂商的顺利出货。在国内消费级领域，产业链上游（芯片及供应商）甚至可以视为仅包括神念科技一家。此外，脑机接口属于高度体系化的行业，例如，手术植入单个环节的低效率会直接影响整体植入方案的效果，进而阻碍场景发展。我国产业链间的断裂会导致配套设备缺乏，产业发展减速。在Neuralink此前公布的小鼠实验中，业内人士普遍认为最重要的进展是能够提升植入效率的“缝纫机”植入设备。这种关注重点正体现了业内对产业整体协调的重视。7量子位硬科技深度产业报告脑机接口为便于和国内的脑机接口公司进行比对，基于企业融资额，我们选取了代表性的国外玩家，并将其基本信息整理如下：公司名称公司定位融资/估值状况产品介绍Neurosky（神念科技）脑机接口生物传感器芯片及算法神念：2017年B轮，2013年软银集团领投，总融资约6000万美金专注于脑电及心电领域的生物传感器厂家其脑电信号模块TGAM为单芯片方案，同时包含采集、放大、算法、通信等模块。非侵入式头环模组（TGAM开发套件）被广泛采用。已形成合作伙伴体系及开发者体系，基本覆盖我国名校Neuralink 侵入式整体解决方案2021年7月获2.05亿美元融资总融资超3亿美元 2020年展示了侵入式接口对猪神经的读取，关注医疗领域的侵入式方案开发有具有1500接口的柔性电极、“缝纫机”手术设备等。曾宣称2020年将开展人体试验 Kernel消费级采集设备总融资1亿非侵入，选用脑血管和核磁共振方案 产品为采集工具Flow及Flux（2021年Q3开启预售），按照服务收费（NaaS，neuroscience-as-a-service）g.tec科研集采集设备-提供科研级非侵入式脑电采集系统，包含高导联的有线设备及蓝牙传输的无线设备，采样效果在业界领先Ctrl-Labs人机交互设备，偏向娱乐-核心产品为智能腕带（肌电），被Facebook收购前投资额达6700万，投资方包括Google、亚马逊等互联网巨头。19年曾宣称将在5年内实现意念控制商用Neurable交互式可穿戴设备2019年600万美元A轮推出首款人机交互耳机Enten，售价约1300元。该耳机能检测注意力等脑部状态，佩戴者通过想象选择虚拟标志，完成对电子设备的操作与HTC Vive达成VR相关的合作InteraXon检测式可穿戴设备2013年600万美元A轮旗舰产品为头环Muse，用于监测睡眠及脑冥想，目前已推出四种型号，配有用于检测指标的APP据传曾与Google接触收购事宜2.2.强调合作伙伴关系强调合作伙伴关系 -高度依赖国家扶持，需要高度依赖国家扶持，需要与科研与科研及临床及临床界界深度合作。消费级依赖深度合作。消费级依赖B B端合作伙伴端合作伙伴最为重要的是政策的扶持。脑机接口行业所面临的长周期、高成本、转化慢等关键问题，在国外很大部分是依托政府（如DARPA）推动的。美国能够在21世纪初就取得一定的成果，与其1989年就率先提出全国性的脑科学计划不无相关。欧洲同样早在1991年即出台“欧洲脑10年计划”，并在2013年设立“人类大脑计划”，投入10亿欧元。我国目前也已将脑科学列入“十三五”及“十四五”规划，将在未来五年有持续性投入。并在80个精英实验室开展脑科学研究。政策的关注和倾斜在一定程度上是对脑机接口行业意义及可行性的认可，属重大利好条件。由于脑机接口还主要处于实验室阶段，要求产、学、研间配合更为紧密。这体现在各脑机接口公司创始人均具有深厚的脑机接口学术背景，部分公司由脑机接口的头部院校直接孵化，并与各顶尖科研院校始终保持有紧密的合作关系，需依托高校完成关键部件的共同研发。除学术界外，在医疗康复领域，临床机构同样重要。由于需要大量的稀缺临床数据、并以充足的样本数据（用以降低显著的个体差异性影响）证明产品可行性，医疗结构是重要的合作伙伴。要获取医疗临床资格及相关资质，数据测试单夜的成本在数千元，而单个产品在完成前则需要上千次测试。而这种数据获取的高额成本可以通过医院合作予以解决的。在未来，科研及公司所需的标准数据库等同样有赖于和医疗结构的合作。此外，据消费级产品从业人员透露，由于分销渠道或成本问题，消费级产品目前大多仍无法直接面向消费者销售，而是需要采用2B2C的分销形式，由B端客户（代理商、教育机构等）批量采购、包装销售后卖给消费者。整体上仍处于厂家产品主导阶段，和需求主导有一定差距。代表玩家8量子位硬科技深度产业报告脑机接口通过比对国内外脑机接口的发展现状，可以发现以下明显特征：1.国外产品在技术和产品落地方面更为成熟。国内主要在模仿阶段，需进一步技术追赶及产品创新。公司名称公司名称公司定位公司定位融资融资/估值状况估值状况产品介绍产品介绍BrainCo教育解决方案A轮融资，金额不详早期旗舰产品为BrainRobotics智能仿生手（肌电），帮助轻微残障用户恢复运动功能。脑电方面有Focus专注力训练系统和脑冥想方案FocusZenEmotiv办公解决方案估值4亿美元（B轮）提供多种型号的EEG采集设备（便携型包含EPOC X，Insight，MN8，脑电帽包含EPOC Flex）及分析软件（Emotiv BCI及EmotivPro）。近期与合作伙伴推出了办公用软硬解决方案NeuroPace侵入式医疗解决方案已上市，市值5.6亿美元针对耐药性癫痫患者，提供植入式脑机接口，以持续监控其脑部状态，并在必要时提供个性化治疗。目前支持远程治疗。2020年底，约3000名患者接受该治疗，收入4100万美元。BrainGate侵入式医疗解决方案-侵入式方案，孵化于BCI领军院校布朗大学，是首个试验侵入式脑机接口的公司，曾完成控制机械臂及意念打字项目Paradromics侵入式医疗解决方案天使轮700万美元，19年完成Pre-A轮凯泰资本融资专注高数据速率脑机接口的研发。首款产品拟定2023年上市，用于帮助失语者利用脑电分析其语言中枢Synchron医疗领域人机交互设备总融资5000万旗舰产品为微创BCI的运动神经假体平台Stentrode，将帮助瘫痪患者实现运动等功能，同时有用于刺激生理信号的产品。专利涵盖麻痹、癫痫、抑郁、帕金森病、疼痛、成瘾和非医疗应用等植入接口时，采用颈静脉而非开颅手术。该产品2021年8月经FDA批准进入临床阶段，将开创侵入式接口全球首例临床应用Mindmaze脑部康复设备估值20亿美元（16年A轮即过亿），考虑SPAC上市专注于VR+脑疾病领域。通过游戏、VR等手段帮助患者锻炼注意力等脑部状态。是首个与游戏等结合提供治疗方案的自2019年起，我国的脑机接口公司现了明显增长，但经调研后我们发现，大部分公司发展仍由于无法产品落地、无法跨越核心技术壁垒、市场推广不足等原因，处于生存不稳定状态。我们选取了在融资、产品、创始团队等方面较强的国内脑机接口公司，并列举如下：公司名称成立时间融资状况简介脑陆科技2018年2020年A轮1亿，中关村创新协同基金在脑机接口领域注重全栈研发，专注于脑科学技术、脑机交互、类脑计算研究与产业化，并将脑机接口技术与人工智能技术结合应用落地。2021年发布第三代个人消费级助眠产品SleepUp臻泰智能2018年2019年天使轮，百万级，联想创投西安交通大学孵化，脑机接口医疗产业化研发商。除售卖相关科研设备外，推出了适用于中风等病人的“VR+BCI+医疗机器人”的康复方案，该方案已取得医疗相关资质并进入医院对外商用。臻泰将进一步探索脑机接口康复在社区及个人层面的应用宏智力BrainLink2010年-国内最早探索脑机接口消费级设备的公司之一，除对外单独售卖消费级设备（头环为主、包含玩具等）外，还提供有配套的测评软件、训练及引导游戏等。累计硬件销量已超百万。创始人层参与香港理工大学脑机接口相关研究。博睿康2016年2021年B轮，单次融资额达数亿，红杉中国领投采用清华大学技术，与学界联系高度紧密。起身于科研及医疗领域，技术水平国内领先，目前有向消费等低门槛领域，及平台搭建扩张的意向专注脑电采集设备，部分技术效果超出国外。除科研级别采集设备外，还提供多模态、VR、运动等综合综合解决方案宁矩NeuralMatrix2019年2021年Pre-A轮，百万级，经纬中国两位创始人分别专攻生物材料领域及电子通信领域，清华孵化。目前专注于提供侵入式芯片，已流片9量子位硬科技深度产业报告脑机接口需求挖掘与产品创新目前脑机接口的一大困境在于缺乏合适的场景。在现有场景及产品中，脑机接口不具备创新性的必备作用或绝对的性能优势，在功能方面对消费者的吸引力有限，但同时成本过高（平民级产品在1-2千，个别厂家消费级产品可达3-4千），在满足消费者需求方面性价比不足，难以替代原有技术。行业仍需寻找更能凸显脑机接口优势的使用场景，并打造相应的产品。在短期内最为确定的医疗康复领域，由于脑认知科学的发展限制了精细动作还原和精准信息传输，对重度偏瘫、帕金森等此类之前缺2.软硬结合的脑电采集设备细分市场格局稳定，国内公司受限于技术，相关尝试较少。非侵入的脑电采集市场为脑机接口领域少有的（可能是唯一的）现金牛市场。目前国内的博睿康正处于无创及微创同一赛道，其业界知名度同样在国内领先。但在侵入式解决方案，除尚未落地的宁矩科技外，国内尚无公司出现。3 医疗行业受资本市场青睐明显，国外更关注疑难问题的治疗和侵入手段，国内倾向康复及非侵入。医疗康复行业融资额明显高于其他市场，国外更为突出。但目前各公司仅能专注特定疾病，癫痫、帕金森、抑郁症等成为国内外重点关注市场。一方面是由于我国技术落后，在需要侵入式的医疗领域，目前大多停留在实验室。另一方面，出于对高风险长周期的担忧，国内目前并无专攻癫痫等领域的脑机接口公司出现。脑起搏器技术（DBS）运用电刺激的方式干预大脑的功能，已经被广泛应用于帕金森等脑疾病的临床治疗，是脑机接口在医疗领域的有效尝试。未来也可能被应用于癫痫、抑郁症等领域。目前，瑞金医院正在将尝试将该类技术结合脑机接口应用在抑郁症治疗上，以脑机接口监视其日常状态，并在必要时进行刺激调节。该临床项目目前已在7位抑郁症患者上取得了良好效果。在国外采用该项技术的NeuroPace，21年上市。4.国外的相关产业方参与程度高于国内。在国外的脑机接口公司中，以人机交互为核心，Google、亚马逊、Facebook都以投资方身份出现，HTC则有深度合作项目。国内尚不存在类似的投资或合作项目。5.国外的投资更为前瞻及长期，资本角度更为成熟。Kernel、Paradromics在尚无产品实际落地时都已获得较大额融资，但国内投资均集中于有明确落地产品/资质/营收的公司。尽管多家公司均声称19年后，脑机接口领域的投资意向有明显增强，但国内的脑机接口融资事件主要集中在头部公司，未出现大面积及前瞻性投资。医疗康复的高端手段为主要投资视角。2.3 短期行业驱动力通过多角度调研后我们发现，与公众强调科研实力的印象不同，在脑机接口行业的未来发展中，优秀的脑机接口公司是更为关键的角色，通过挖掘需求、协调相关合作方、并最终完成产品落地，这些公司将承担起拓展行业想象空间、实现长期变现的责任。由于技术优势领先且成立早于国内企业5-8年，国外公司更早的开始进行产品化探索。包括睡眠耳机、专注力训练、交互耳机等产品，国内目前仍处在效仿，落地及场景创新较少的阶段。闭环刺激、高通量接口等技术尝试目前国内尚未出现。从技术层面而言，我国的脑机接口仍处在刚刚起步的阶段，在时间上落后较多。但由于脑机接口行业本身处于新兴行业，相对于其他传统技术领域，我国在脑机接口领域的技术差异相对较小。在问及我国与欧美在脑机接口领域的技术差异时，受访者不约而同的给出了5年这一估计。目前，由于侵入式的技术门槛相对较高，这一技术差距更为明显，可能需扩大至十年，集中体现为我国在侵入式应用方面的阶段式差异（我国主要为实验室阶段；国外NeuroPace已上市，且存在其他成熟的侵入式产品）。但在技术门槛相对较低的消费级场景中，场景的充分迭代、产品的快速工程化等将有助于快速弥补这一差距。10量子位硬科技深度产业报告脑机接口工程化及产品化落地能力事实上，我国乃至世界的脑机接口领域在近年缺少技术上的实质性突破，更多的是从实验室成果向工程化和产品化的落地，脑机接口公司在这一过程中举足轻重。通过有效协调科研与消费者间的关系，具有合理人才架构与发展路径的脑机接口公司将帮助产业实现高额的研发投入变现。我们可以在此参考iPhone的发展路线，iPhone作为优秀的产品，重要的是对各项已有技术的有效整合，通过合理的需求发掘，寻求新的场景与用法。对脑机接口技术进行合理的工程化和产品化，也将有望催生出具有高潜力的脑机接口产品。该项驱动力一方面体现为高潜力脑机接口公司数量的增加，另一方面则体现为现有头部脑机接口公司的战略调整，通过侧重整体协调与关注后期落地，实现更多的场景需求变现，持续创造蓝海。此外，部分投资人认为，由于医疗级脑机接口的行业壁垒更高，医疗级设备的供应商在技术上可以向下延展至消费级领域，整体想象空间更大。消费级从业人员对此提出了质疑，认为技术问题并非企业转型中最关键的问题。首先，尽管消费级现有壁垒较低，但要进一步实现运动想象（如Neurable耳机）和P300，难度和成本都将显著提升。专业市场内的技术转化和成本控制都将成为问题。其次，消费级市场和医疗级市场的需求、经营逻辑、技术、渠道、成本、供应链等方面均相差极大。企业能否选择正确的战略，在抵御原有市场竞争者的前提下，选择进入消费级市场，同样与企业自身的经营理念有关。全产业链协调能力短期来看，接口相关技术的发展十分关键。清华大学盛兴老师介绍，这一环节将涉及材料科学（电极与生物组织接触问题）、电子工底层技术进步如前述分析，由于数据、临床验证、底层技术等需求，脑机接口领域需要产、学、研紧密配合。但更关键的是整个产业链条中需求的对齐。在“科研院校完成科研由相关机构整合多方面成果，产出方案原型进入临床试验并招募足量实验者测验、调试基于用户需求，将方案变为产品，并控制成本大规模商用迭代修正”的链条中，由于难以统一需求，极易出现多项工作间不兼容。其中最为典型的场景，是在