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千里之堤，毁于蚁穴。曾经不可一世的日本软镜壁垒，如今已经开始出现裂缝。内窥镜是现代医学主要的检测仪器，被应用于胃肠道、胆道、呼吸道等多种疾病的检查。以镜体是否可以弯曲区分，内窥镜共分为硬镜与软镜两大类。硬镜不可弯曲，需经手术切口进入人体，欧美企业占据了极大的市场份额；软镜可以弯曲，通过人体自然腔道进入体内，几乎完全被日本企业垄断。三家日本企业奥林巴斯、富士胶卷、宾得医疗被称为全球软镜“三巨头”，合计占有全球93%以上的市场份额，其他公司则奋力争取剩下的7%市场。软镜光电信号传输距离较远，对光电转化和集成有更高的需求，电荷耦合元件（CCD）是核心关键，日本企业之所以拥有如此强大的竞争力，最关键的核心原因在于日本企业在CCD领域的深厚积累。
图：全球软镜市场格局，来源：西南证券
CCD是由美国贝尔实验室在1969年发明的元器件，其本质是将“光”信息转化为“电”信息。在这项技术刚被发现之际，日本影音巨头索尼就嗅到了商机，并投入数百亿日元立项研发。也正是在索尼的带动下，日本公司高度布局这一赛道，全球具备CCD批量生产的6家公司中，日本公司就占据4家，仅索尼一家的市场占有率就超过50%。日本CCD厂商对海外内窥镜厂商出口进行限制，依托于CCD技术的垄断优势，日本企业在软镜赛道建立起固若金汤的护城河，不要说国内公司了，就是欧美大药企也始终难以切入这一赛道。然而，随着新型光电元件互补金属氧化物半导体（CMOS）的成熟，成本居高不下的CCD逐渐失去了优势，手机、汽车等产业早期开启CMOS的替代，软镜厂商也开始适应这股潮流。这正是日本软镜壁垒的裂缝，亦是国产软镜企业的机遇。
01第三次成像革命
图像传感器赛道，正在发生第三次产业迭代：CMOS正在全面替代CCD。早在1873年，科学家就发现了硒元素结晶体感光后可以产生电流，由此人类正式开启了光学元件的大门。上世纪50年代，光学倍增管（PMT）诞生，人类第一次尝试将图像传感器产业化。进入60年代后，图像传感器产业得到了飞速发展，先后发生了两次迭代。先是IBM、Fairchild等企业开发光电以及双极二极管阵列，而后贝尔实验室又发明了CCD技术。欧美企业更关注双极二极管阵列技术，而索尼为代表的日本企业则全面梭哈CCD技术。最终，CCD凭借高量子效率、高灵敏度、低暗电流、高一致性、低噪音等性能，成为图像传感器市场的主导。
图：图像传感器技术迭代路线，来源：西南证券
坐拥CCD技术红利，日本软镜企业构建起稳固的竞争护城河。世界软件“三巨头”奥林巴斯、富士胶卷、宾得医疗均是在相机领域深度布局的光学企业，软镜赛道只不过他们CCD垄断后的专利变现渠道。CCD技术封锁的背景下，其他国家的软镜公司只能布局成像较差的低端市场，而高分辨率的中高端市场则被日本企业分食。在CCD产业被日本企业垄断近三十年后，CMOS终于横空出世。无论是制造成本、能源消耗，还是迭代空间，CMOS都是一项全面优于CCD的成像技术。这也促使CMOS替代CCD成为产业新趋势。
图：CCD与CMOS传感器区别，来源：民生证券
尽管索尼等日本公司也在第一时间跟进了CMOS，但这一次中韩企业再没有放弃机会，也对这一技术进行布局。尤其是在韦尔股份2017年收购豪威科技后，更是迅速成为比肩索尼、三星的CMOS巨头。除韦尔股份外，格科微、思特威等公司也全面聚焦CMOS技术，让日本企业不再有垄断产业的机会。所以，从2016年开始，中国软镜公司开立医疗、澳华内镜就纷纷布局 CMOS 芯片，并基于这一新的底层技术，自主研发能够进入中高端市场的高清软镜产品，突破了日本软镜企业的技术封锁。
02国产替代：道阻且长
尽管中国软镜企业已经突破了日本的专利封锁，但国产替代依然道阻且长。纵观中国软镜公司，主要有四家核心企业：开立医疗、澳华内镜、杭州视芯、优亿医疗。开立医疗是行业龙头，不仅布局软镜赛道，而且还布局彩超与硬镜赛道；澳华内镜于2021年上市，主要聚焦于软镜赛道；杭州视芯、优亿医疗都曾计划上市，但最终却都没有成行。在过去四年中，尽管国内日本软镜产品的市场占有率有所下降，但依然能够合计占据70%以上的市场规模；国内企业市场占有率不断提升，但最终的市场份额也不过仅为26.8%。中国企业想要获得更多的市场份额，已然需要长期的用户教育和品牌塑造。
图：软镜国产替代加速，来源：民生证券
以成像质量为衡量标准，中国软镜企业实则与日本巨头之间并没有太大的差距，之所以市场占有率提升速度较慢，实则还是存在诸多客观问题。首先，CCD这一最核心的“卡脖子”环节已经被攻克，但日本企业依然布下了其他“专利壁垒”。例如在染色环节，奥林巴斯就创立了NBI光学染色行业标准，并将其申请专利，形成产业垄断。基于NBI系统专利，国内企业想要进入高端市场就必须建立自己的染色标准，不过好在开立医疗和澳华内镜都已攻克这道技术难关。其次，医院采购软镜往往更愿意选择全科服务的产品，中国软镜企业由于高端产品布局较晚，因此在某些科室是存在短板的。对于医院来说，这种技术短板是致命的，甚至都无法进入采购名单。
所以这些年，国产内镜企业一直在致力于填补空白，开立医疗 2022 年正式发布十二指肠镜，澳华内镜 在2023 年更是一举发布 17 款镜体产品。最后，软镜在日本企业的长期垄断下，已经成为一种行业标准，大批量的人才都是基于这一标准养成的。因此对于这些已经成型的人才而言，重新适应国产软镜，这实则有着极高的学习成本。这也导致，国产替代说来容易，但做起来可能依然是一代人的事情。在诸多被欧美垄断的医疗器械赛道中，软镜可以算得上是竞争力最强的赛道之一，它已经在技术上不输于龙头，但市场接受度仍需要大量的时间去提升。日本垄断软镜赛道的逻辑，就是垄断CCD传感器专利后的红利外溢。在我国芯片企业突破CMOS封锁后，产业下游的软镜赛道也逐渐开始挺直了腰板。如果有一天，我们国家真的全面实现了国产替代，那么这不仅是医疗界的胜利，同时也是中国芯片界的硕果。突破技术封锁后，中国软镜完全有更大潜力去争夺全球市场。
原文标题 : 日本软镜壁垒，被撕开了一道裂缝
