上世紀90年代初微流控芯片的概念出現(xiàn)以來，經(jīng)過30多年的發(fā)展，微流控技術已經(jīng)廣泛用于生物和化學領域的分析與檢測，并在IVD、細胞分選、器官芯片等領域?qū)崿F(xiàn)了商業(yè)化。

根據(jù)國際MEMS專業(yè)咨詢公司Yole Developpement 2022年7月發(fā)表的《Status of the Microfluidics Industry 2022》研究報告顯示，2021年全球微流控芯片產(chǎn)業(yè)的總規(guī)模為181億美元，預計到2027年全球微流控芯片市場份額將達到323億美元，2021-2027年復合年增長率達10.1%。

其中，微流控器件市場從2017年的25億美元增長至2022年的58億美元，復合增長率18%；微流控產(chǎn)品市場從2017年的90億美元增長至2022年的230億美元，復合年增長率為21%。

就細分市場來說，到2027年，微流控市場份額預計排名前3的領域分別是即時檢驗(Point-of-Care Diagnosis, POC Dx)、制藥與生命科學研究以及臨床檢驗，市場份額分別為113億美元(CAGR 9.1%)、94億美元(CAGR 13.1%)和86億美元(CAGR 10.3%)。

中國微流控市場的發(fā)展仍處在初級階段，但正在快速增長。據(jù)Yole統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2017年中國微流控市場規(guī)模約5.52億美元，其中國際品牌在國內(nèi)微流控產(chǎn)品的銷售額達到3.68億美元，占比67%。國產(chǎn)各類產(chǎn)品的微流控產(chǎn)品銷售額達到約1.71億美元，占比33%。

POCT等領域快速發(fā)展，對微流控技術產(chǎn)生強勁需求

目前，微流控技術的主要應用場景為即時檢驗(Point of Care Testing，POCT）、制藥/生命科學研究等領域。這些領域的火熱發(fā)展以及對微流控技術產(chǎn)生的強勁需求是推動微流控領域發(fā)展的重要原因。

中國步入老齡化社會、人均消費水平提高、居民健康意識增強，政府推動分級診療等因素推動POCT行業(yè)快速發(fā)展，而大部分POCT產(chǎn)品依賴微流控技術進行支撐。

目前POCT技術的發(fā)展經(jīng)歷了從定性、半自動定量、半定量再到全自動定量產(chǎn)品四個發(fā)展時代，精密度與自動化程度逐漸提升，最終的發(fā)展趨勢是小型化、“傻瓜”式、操作簡單、無需專業(yè)人員，直接輸入體液樣本，即可迅速得到診斷結果，并將信息上傳至遠程監(jiān)控中心，由醫(yī)生指導保健。微流控技術特性高度契合POCT發(fā)展趨勢，日趨成為構建POCT系統(tǒng)的核心技術。

微流控技術正在制藥/生命科學研究領域爆發(fā)強大應用潛力。

多項政策出臺，近5年國內(nèi)近60億元資金注入推動行業(yè)快速發(fā)展

基于微流控的巨大應用前景，近幾年國家持續(xù)加大微流控技術相關領域的政策支持力度。

企業(yè)爭相布局，IVD領域POCT成為微流控技術應用最廣泛領域

微流控還未完全展現(xiàn)其商業(yè)化潛力，創(chuàng)造的顛覆性應用需進一步發(fā)掘探索。

以上在報告中介紹到的微流控POCT產(chǎn)品都是POCT領域的優(yōu)秀代表，也有不錯的市場表現(xiàn)，但微流控技術明顯還未完全展現(xiàn)出其商業(yè)化潛力。原因在于，微流控技術還處于初級發(fā)展階段，以微流控技術為核心打造的產(chǎn)品在滿足優(yōu)秀性能的前提下，成本問題仍然有待解決。

萊博睿思董事長陳濤指出，尤其是對于早已進入了高自動化和低成本階段的生化、免疫等領域，雖然采用微流控技術可以降低樣本用量和減少檢測時間，但是由于成本問題的掣肘其競爭優(yōu)勢不夠明顯，從行業(yè)來講替代動力不強，微流控產(chǎn)品難以大顯身手。

但值得注意的是，分子診斷領域的自動化程度仍然偏低，高端自動化產(chǎn)品體積較大價格很高，應用微流控技術可以產(chǎn)生較好的產(chǎn)品競爭優(yōu)勢，故而是近些年來行業(yè)內(nèi)各企業(yè)關注的重點。同時新冠疫情對分子診斷的巨大推動也使得更多的企業(yè)采用微流控技術來實現(xiàn)產(chǎn)品的換代。

此外，諸多行業(yè)專家認為，微流控行業(yè)目前發(fā)展快速但還處于初級發(fā)展階段，行業(yè)整體無論是對于微流控技術的把握還是對技術本身的認識和見解還都處于淺層次，目前挖掘出來的應用場景還只是冰山一角，還有諸多應用場景尚未發(fā)掘到微流控技術的潛力，微流控創(chuàng)造的顛覆性應用還需進一步發(fā)掘與探索。

未來隨著國家對于交叉學科的持續(xù)建設和投入推動，將會有更多的應用場景被發(fā)掘從而顯現(xiàn)微流控技術更大的發(fā)展?jié)摿?。同時伴隨著微流控芯片成本的進一步降低以及高端芯片的設計制造技術進一步提升，行業(yè)將迎來爆發(fā)。

國產(chǎn)替代兩方向：保證性能降成本，差異化布局與創(chuàng)新

多位行業(yè)人士指出，未來微流控產(chǎn)品在IVD領域發(fā)展主要有兩個方向。

是在保證產(chǎn)品性能的前提下，通過國產(chǎn)替代降低成本打開基層市場。

比如國內(nèi)企業(yè)在一些全球優(yōu)秀微流控POCT產(chǎn)品的基礎上進行創(chuàng)新設計以及優(yōu)化改進，目前已經(jīng)推出多款微流控POCT產(chǎn)品，且在市場上反響不錯。

像生化領域，天津微納芯、萬孚生物、錦瑞生物、斯瑪特科技、普施康生物、含光微納等都開發(fā)了生化微流控POCT系列產(chǎn)品；免疫領域，深圳微點生物、成都微康生物等都有布局。分子診斷領域，博暉創(chuàng)新、萬孚生物、迪奇生物等企業(yè)爭相進入。血氣領域，深圳理邦的i15秉承了i-STAT的技術路線，市場反響也不錯。凝血領域，如普施康生物打造了微流控凝血系列產(chǎn)品。（限于文章篇幅，此處介紹不再展開，有興趣的讀者可自行下載報告原文了解）

但總體而言，由于我國微流控產(chǎn)業(yè)上下游配套發(fā)展尚不完善，目前諸多國內(nèi)產(chǎn)品還難以在性能各方面與進口產(chǎn)品媲美，在成本上還有進一步努力的空間。未來隨著國內(nèi)產(chǎn)品的進一步成熟、完善愈多功能，在保證性能的前提下，利用我國素來的人才成本和工業(yè)制造優(yōu)勢進一步降低產(chǎn)品成本，讓產(chǎn)品下沉到更廣大的基層醫(yī)療機構，無疑會打開更大市場。

比如分子檢測領域，Cepheid的GeneXpert PCR分析儀和BioFire的FilmArray多重PCR系統(tǒng)可以說是奠定了分子POCT產(chǎn)品發(fā)展的兩大方向。但目前這兩款產(chǎn)品價格仍較高，離需要POCT產(chǎn)品的基層市場還較遠，如果國內(nèi)有廠家能夠迎頭趕上，在保證性能的前提下降低成本，無疑會打開一個較大的市場入口。

是進行差異化布局和自主創(chuàng)新，探索微流控與新技術的結合以及在新場景的應用與落地。

比如華邁興微、普施康生物、科瑞達生物等企業(yè)探索微流控與化學發(fā)光的結合，嘗試發(fā)揮化學發(fā)光高靈敏度的優(yōu)勢，同時利用微流控技術實現(xiàn)其小型化和全自動化。博識診斷的微流控磁敏免疫產(chǎn)品m16，該款產(chǎn)品用微流控技術及巨磁阻效應實現(xiàn)了全自動的免疫多聯(lián)檢，同樣是具有突破性創(chuàng)新的產(chǎn)品。

科訊生物利用微流控芯片的優(yōu)勢，開發(fā)了基于無機納米材料基底的微條形碼陣列芯片進行蛋白分子的快速、高靈敏、精準檢測。源景泰科從高敏、快速、便攜的方向著手，率先進行了電化學與微流控技術的結合應用探索，科研版掌上電化學檢測儀太極mini已上市，用于IVD的商業(yè)機即將面市。Digifluidic迪奇生物的最新商用POCT全自動核酸分析儀Virus Hunter S以開放合作的方式面向醫(yī)療疾病診斷、寵物/動植物病原檢測、農(nóng)業(yè)疾病檢測、食品安全檢測等領域。

POCT、數(shù)字PCR、細胞富集分選等方向應用火熱，分子檢測正成為微流控應用主戰(zhàn)場

目前微流控應用最為廣泛和成熟的領域在POCT，該領域有多款產(chǎn)品已成功商業(yè)化，但殺手級應用尚未誕生。相比生化、免疫領域的高自動化和低成本，自動化程度仍然偏低、具有較高利潤空間的分子檢測領域成為諸多應用微流控技術團隊的目光所向。

如圖，蛋殼研究院統(tǒng)計了國內(nèi)將微流控技術應用于POCT領域的布局情況?？梢钥吹剑瑢⑽⒘骺丶夹g應用到分子POCT領域的企業(yè)最多，占比將近一半。此外，在全球微流控并購事件TOP交易也可發(fā)現(xiàn)，在8家以開發(fā)微流控POCT產(chǎn)品為主的被收購企業(yè)中，有5家是開發(fā)分子POCT產(chǎn)品。

在國內(nèi)微流控企業(yè)在各應用場景布局的情況來看，分子檢測也是目前微流控技術布局最廣泛的領域。如下圖，國內(nèi)將微流控技術應用于數(shù)字PCR、分子檢測POCT、NGS的企業(yè)合計共24家，占比國內(nèi)微流控企業(yè)超30%。

此外不得不得及的是微流控在微球制備方面目前的應用進展。

以微米或納米度量的微球，是生物制藥、體外診斷等領域不可或缺的核心基礎材料，有著極大的制備和應用難度，曾被《科技日報》列為35項“卡脖子”關鍵核心技術領域之一。國家多個部門在聯(lián)合發(fā)布的《醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展規(guī)劃指南》中，明確要重點發(fā)展微球在內(nèi)的高端制劑、發(fā)展高端制劑產(chǎn)業(yè)化技術。

不同于檢測領域?qū)⑽⒘骺匦酒鳛楹牟氖褂?，微球制備將微流控芯片作為生產(chǎn)工具，完成從芯片實驗室（Lab-on-Chip）到芯片工廠（Factory-on-Chip）的角色轉換，開啟微流控技術發(fā)展新時代。

此前利用微流控技術進行微球制備多在科研界探索但尚未在產(chǎn)業(yè)界落地，最大的問題在于產(chǎn)能（單個通道的微流控芯片每小時的微球生成量不超過500μl，這一通量能夠滿足科研需求，但卻無法滿足動輒幾千上萬升的工業(yè)化場景）。但隨著科研領域進一步研究積累以及在產(chǎn)業(yè)化方面完成的技術突破，目前國內(nèi)已有多家公司獲得里程碑發(fā)展。

如國內(nèi)阿卡索生物已在2022年8月成功推出全球首款千級通道微流控芯片，并基于此順利實現(xiàn)高均一微球的量產(chǎn)制備，單片芯片的微球月產(chǎn)能可達到近千升。新近成立的毫厘科技目前已經(jīng)成功開發(fā)出針對瓊脂糖層析填料微球的生產(chǎn)型硅基微流控芯片，可將單個芯片的總通量提升到百萬微球級別。

此外，傳統(tǒng)的微球制備方式如釜式反應無法實現(xiàn)精確調(diào)控，且受材料、工藝所限，不能滿足市場日益復雜和多樣化的微球需求。而利用微流控芯片除了能夠高效生產(chǎn)粒徑均一、粒徑分布集中的高性能微球，還具有快速開發(fā)不同粒徑、不同材質(zhì)、不同結構微球的定制化能力，以及制造出雙層或多層材質(zhì)包裹的復雜微球，彌補傳統(tǒng)微球制備短板，打破中高端微球進口壟斷。

在生產(chǎn)效率方面，傳統(tǒng)方法要實現(xiàn)微球的粒徑控制、篩分、改造和包裹，需要長鏈條的復雜生產(chǎn)工藝且收率極低，利用微流控芯片進行微球生產(chǎn)（以瓊脂糖微球為例，產(chǎn)業(yè)有企業(yè)目前可做到粒徑方差＜5%，收率最高可接近100%），每次技術迭代就可以實現(xiàn)指數(shù)級擴增產(chǎn)能或者降低生產(chǎn)成本。

在具有千億藍海市場的輔助生殖領域，微流控也正在顯示其巨大市場潛力。據(jù)2020年底國家藥監(jiān)局官網(wǎng)發(fā)布信息預測，2023年我國不孕不育率將增加至18.2%。據(jù)Frost & Sullivan報告，隨著我國不孕不育率持續(xù)走高、輔助生殖服務滲透率逐年提高以及國家三孩生育政策的推動，預計2023年至2027年輔助生殖領域能夠保持14.5%的復合年增長率增長，預計2027年輔助生殖服務市場規(guī)模約為852億元。

輔助生殖技術雖然發(fā)展迅速，但存在操作繁瑣重復、操作質(zhì)量難控制、人為操作誤差等問題。微流控技術特性與輔助生殖實踐中的檢測、操作需求相匹配，有效提升輔助生殖平臺操作效率。

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