編者按：
闊別波瀾壯闊的2020年，我們即將迎來充滿希望與未知的激蕩新十年。科技與資本的雙重推動，是這個十年的時代主旋律，也很可能成為下個十年的創新主推力。因此，臨近2020年年底，我們推出了「年度行業研究」這個系列，選擇了當下最受關注的領域進行系統梳理。這些行業，或正在改寫當下新經濟格局，或有可能重塑未來商業甚至國際格局，或是36氪讀者感興趣，或是正產生巨大的社會影響。我們也希望用這樣的方式，和我氪的讀者一起「無限拓展邊界」，一起「更先看到未來」。
本文是這個系列的一篇。我們與頭豹研究院合作，選取了今年廣受關注的手術機器人行業，希望通過本文為讀者展現手術機器人的行業現狀。
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作者：徐天嘯、頓雨婷、頭豹研究院
編輯：石亞瓊（syq@36kr.com）
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直覺外科的「達文西」手術機器人從1996年上市以來，一直長期壟斷市場，少有競爭者。2018年「達文西」第一批專利失效前後，湧入了眾多玩家。三家醫療器械巨頭史賽克、捷邁邦美、美敦力均通過併購等方式布局手術機器人行業。今年7月，天智航的上市把手術機器人行業拉到了聚光燈底下。在眾說紛紜之下，我們希望通過本文為讀者展現手術機器人的行業現狀。
圖源：視覺中國
本文，我們將為你呈現如下信息：
手術機器人的概念分類以及行業的宏觀概述
中國手術機器人行業的發展歷程
國內外手術機器人行業的市場規模和增長情況
從產業鏈分析手術機器人上中下遊的全流程以及特點
一、二級市場的投融資近況、特點和頭部公司
1．手術機器人行業市場綜述醫療機器人指醫院、診所等醫療機構用於醫療或輔助醫療的專業服務機器人。按應用領域劃分，醫療機器人包括手術機器人、康復機器人、診療機器人、輔助機器人和其他類型醫療機器人，其中手術機器人的技術難度高、風險大，是醫療機器人中的皇冠。
手術機器人是融合多學科和多項高新技術為一體，用於手術影像導航定位和臨床微創手術的綜合化醫療器械。通常由機械臂、操作臺、三維成像系統三大功能單元構成，憑藉操作精度高、可重複性高、穩定性高等特點，被廣泛用於精度要求高的微創手術中。
手術機器人的應用有助於解決傳統開放式手術中存在的定位精準度低、手術耗時過長和缺乏三維高清圖像視野等問題，且具有手術成功率更高、創傷面積更小、出血量更少和恢復速度更快的優勢。因此，手術機器人是醫療領域的一次革命性創新，隨著技術水平的不斷進步，手術機器人行業將迎來發展熱潮。
現階段，手術機器人已廣泛應用於骨科、腦神經外科、泌尿外科，婦科和普通外科等多個領域。根據應用手術類型，手術機器人可細分為骨科手術機器人、神經外科機器人、腹腔鏡機器人、血管介入機器人。
手術機器人分類及其應用情況（頭豹整理）
2．中國手術機器人行業的發展歷程
自1997年以來，中國手術機器人行業發展大致經歷了起步期、初創期，邁入創新突破期，行業從國外引進逐步發展為自主創新研發，不斷提升技術創新能力，加速實現國產替代，具體表現為：
2.1起步階段（1997-2001年）相比歐美發達國家國家，中國手術機器人行業起步較晚。
1985年，美國工業機器人手臂PUMA560完成了歷史上首次機器人手術。
1992年，美國IBM研究中心和加州大學合作研發了世界第一臺正式的手術機器人ROBODOC，其主要功能是關節置換和修復手術的應用。
在國外手術機器人行業迅速發展的背景下，1997年，中國海軍總醫院與北京航天航空大學機器人研究所聯合研發了中國第一臺手術機器人「CRAS」，並利用其完成了立體定向顱咽管癌放射治療術。
1999年，「CRAS」第二代研製成功，實現了無框架立體定向手術，為中國手術機器人的後續研發和應用鋪下了第一塊基石。
2.2初期探索階段（2002-2010年）該階段中國手術機器人行業通過引進國外先進技術和提升自身技術，國產手術機器人精準度和安全度提高，適用範圍擴大。
2002年，國產「CRAS」手術機器人經過多次的技術升級和迭代，使其手術誤差更小和操作更安全，並獲得NMPA認證。
2005年，第五代CRAS利用網際網路成功完成了2例立體定向遠程手術。同年，中國北京航天航空大學和積水潭醫院合作研發了雙平面骨科手術機器人，主要適用於股骨頸空心釘內固定術，解決傳統手術中需要反覆X射線透射、定位困難和操作卻反穩定性問題。
2006年，美國Intuitive Surgical公司研發的第二代達文西S手術機器人推出後，中國人民解放軍301醫院引進了首臺達文西手術機器人。同年，北京積水潭醫院聯合北京航空航天大學利用小型模塊機器人，完成中國首例長骨骨折髓內釘內固定遠程遙控手術。
2.3創新突破階段（2010年以後）2010年以後，在國家政策支持下，各大高校、研究所及企業紛紛加大手術機器人研發力度，共同推動中國手術機器人行業發展進入自主創新的新階段，並形成鮮明的產學研結合特徵。
2010年，中國首臺自主智慧財產權的「骨科導航機器人」誕生，專門用於脊柱微創手術，且獲得了國家醫療器械註冊許可證和完成相關模擬手術，標誌著中國手術機器人行業發展步入了自主創新的新階段。
2013年，哈爾濱工業大學機器人研究所成功研製微創腹腔外科手術機器人系統，並通過國家「863」計劃專家組的驗收。此款手術機器人在機器人系統設計、三維腹腔鏡、系統集成等關鍵技術上有重大突破，並成功申請了多項國家發明專利。
2014年，天津大學和中南大學聯合研發具有自主智慧財產權的「妙手S」微創手術機器人，中南大學湘雅三醫院利用其成功完成了3例手術。
2016年，香港理工大學成功研發了全球首臺內置馬達手術機器人「NSRS」，可經通過單一切口進入人體進行腹腔手術。
2018年，由北京柏惠維康科技有限公司研發的「睿米」神經外科手術機器人成為中國首個正式獲批的神經外科手術機器人。同年，第三代國產骨科手術機器人「天璣」輔助醫生完成手術。
3．手術機器人行業的市場規模 3.1全球手術機器人行業的市場規模隨著全球數位化醫療的發展，全球手術機器人行業發展迅猛、市場規模迅速擴大。根據頭豹研究院數據，2015-2019年全球手術機器人市場規模由34.0億美元增長至55.7億美元，年複合增長率為13.1%；預計未來五年，全球手術機器人行業將以19.0%的年複合增長率持續增長，到2024年市場規模將達到132.9億美元。
全球手術機器人行業規模（頭豹整理）
推動全球手術機器人市場規模持續增長主要有兩大原因：
（1）全球老齡化現象嚴重，醫療需求供不應求，手術機器人的應用可顯著提升醫療效率，有助於緩解醫療供需不平。根據聯合國數據，截至2018年，全球60歲及以上人口為9.6億，佔全球人口總數的12.8%。到2050年，全球人口老年人數量預計將增值31億，佔總人口總數的31%；
（2）醫療服務屬於剛性需求，受到全球人口老齡化、居民患病比例增加等因素影響，全球醫療費用支出不斷增長，加之人們對健康標準的不斷提高，醫療健康產業將持續保持增長態勢。
3.2中國手術機器人行業的市場規模自2010年以來，得益於終端需求增長、技術水平提升及國家相關政策支持，本土企業加速布局手術機器人領域，行業進入快速發展階段，市場規模持續增長。
按銷售額統計，2015-2019年中國手術機器人行業市場規模從2.0億元人民幣增長至6.2億元人民幣，年複合增長率為32.0%。未來五年，中國手術機器人行業市場規模仍將保持18.4%的年複合增長率續增長，預計2024年市場規模達到14.4億元人民幣。
中國手術機器人行業規模預測（頭豹整理）
驅動中國手術機器人行業市場規模快速發展的因素主要包括：
（1）利好政策的不斷出臺，中國手術機器人行業進入快速發展階段。2019年8月，NMPA發布《關於擴大醫療器械註冊人制度試點工作的通知》，明確進一步擴大醫療器械註冊人制度試點，由2018年的上海、廣東、天津三個地區擴大到21個省市，並對試點目標作出明確規定；
（2）中國人口老齡化加劇，醫療服務需求快速增長，但醫療供給能力短期內難以實現巨大提升，手術機器人的應用有助於緩解乃至解決醫療服務供需不平衡，全面提高醫療供給的效率。
經歷了近20年的發展，中國手術機器人行業產業鏈逐步形成並完善，產業鏈上遊參與主體為硬體、軟體供應商，其中核心零件的技術門檻高，生產成本佔比高；產業鏈中遊為手術機器人製造商，從事手術機器人研發設計、生產製造及銷售活動；產業鏈下遊為應用終端，以三甲醫院為主。
中國手術機器人產業鏈（頭豹整理）
4.1上遊分析手術機器人屬於高度智能化的醫療器械，核心零部件不僅需要高性能，而且需具備高穩定性和安全性。從結構上看，手術機器人主要由控制系統、驅動系統和執行系統構成，分別對應伺服電機、減速器和控制器三大核心零部件。從成本角度看，上遊核心零部件佔機器人成本的超過60%。
與發達國家相比，中國這三大核心零部件的技術水平有較大差距，難以滿足中遊企業的生產需求，因此三大核心零部件主要從美國、日本和德國等發達國家進口，整體議價能力低。
原材料依賴進口是制約中國手術機器人行業發展的主要因素，具體而言：
（1）伺服電機是機器人的「神經」，需要通過它完成機器人運動。中國機器人伺服電機起步晚，功率偏中小型、存在技術較低端、主晶片需要進口等弊端，短期內中國手術機器人行業難以避免對進口伺服電機的依賴；
（2）機器人減速器用於提高機器人動作精確度，主要分為RV減速器與諧波減速器。機器人採用的精密減速器技術一直被歐美和日本等發達國家高度壟斷，本土企業多需要採購進口減速器；
（3）控制器可比喻為機器人的「大腦」，負責向機器人發布和傳遞動作指令，對機器人性能具有決定性影響。相比減速器和伺服電機，中國機器人控制器產品與國外差距較小，但在穩定性、響應速度和二次開發平臺的易用性開發有待進一步升級。
總體而言，中國手術機器人行業上遊僅有控制器可實現自產，伺服電機和精密減速器仍以進口為主，導致中遊企業存在產品稀缺和成本昂貴的問題，不利於下遊的應用發展。國產手術機器人若需要形成成熟的產業化、全面自主研發和降低機器人成本，上遊核心部件加速國產化和供應力必須加速提上日程。
4.2中遊分析由於中國手術機器人行業起步較晚，加之手術機器人的技術門檻較高，行業已經形成明顯的產學研結合特徵，頭部企業的手術機器人產品多由高校科研成果轉化而來，如天智航、柏惠威康、思哲睿等，但受技術缺陷、管理應用和使用成本三大因素制約，國產手術機器人產業化水平較低。
中國手術機器人行業主要參與者（頭豹整理）
目前中國手術機器人普及率相對較低，主要原因包括：
（1）從供應端分析，手術機器人本身研發周期長和產業發展緩慢，疊加中國手術機器人受到上遊原材料供應和技術水平的制約，中國無法進行大規模生產從而導致下遊普及率低；
（2）從需求端分析，國外進口手術機器人成本高，耗材和維護費昂貴，目前只有少部分一級醫院有購買能力，直接導致中國手術機器人普及率低。以達文西手術機器人為例，其設備價格高達2,000萬人民幣，每年需要支付150萬人民幣的維護保養費用，此外還有高消耗的手術機械材料。此外，與傳統的手術相比，使用機器人進行的手術費用要高出2-3萬人民幣，導致患者手術費用增加。
受短期價格昂貴和普及率不足的因素影響，中國手術機器人行業需求增長緩慢。但未來手術機器人行業下遊需求將加速提升，主要原因為：
（1）隨著國產手術機器人的逐步技術升級和國產替代化，醫院購買機器設備和耗材的費用將大幅下降，從而降低患者的機器人手術費用。解決了手術機器人費用昂貴的問題，行業將會迎來普及率和應用率的大幅提升。與法國進口的ROSA神經外科手術機器人相比，中國華志醫療公司自主研發的手術機器人的價格僅為ROSA機器人的30%，不僅打破了手術機器人市場被國外壟斷的局面，還有助於優質手術醫療器械資源下沉到更多的基層醫院和普及大眾；
（2）受到中國醫療政策利好改革和擴大醫療保障範圍，手術機器人行業的需求將會被進一步激發。2005年華志醫療的神經外科導航定位手術機器人已納入北京醫療保險範圍，並成功完成了十萬多例手術；
（3）目前大部分手術機器人僅在中國一線城市的一級醫院使用，隨著醫護人員水平的提高和機器人產業的進一步發展，手術機器人有望逐漸滲透到二線、三線城市的醫院。
整體而言，通過產品國產替代化、醫療政策改革、產業化發展將會激發下遊需求的爆發，行業規模效益提升，產業鏈形成自下而上的反饋，從而拉動整個行業蓬勃發展。
6．中國一級市場情況 6.1 一級市場投融資概括一級市場上的頭部公司包括柏惠維康、華科精準、華志微創、三壇醫療等。三壇醫療是在2019年。柏惠維康、華科精準、華志微創均在今年進行了進一步的融資。其中，柏惠維康是一級市場上融資規模最大，也是唯一進入D輪的公司。據36氪不完全統計，2020年中國手術機器人行業至少有15起融資事件。高瓴資本（高瓴創投）、紅杉資本、復星醫藥、美敦力等眾多頭部資本和醫藥企業都紛紛入局。
2020年中國手術機器人行業投融資事件（36氪整理）
6.2 一級市場投融資特點分析今年國內手術機器人投融資熱度上升明顯。2019年，國內有6家相關企業獲得融資，融資金額均在數千萬的規模。
這6家企業分別是術銳機器人（腔鏡）、精勱醫療（支氣管）、精鋒醫療（腔鏡）、華志微創（神經外科）、三壇醫療（骨科）、鑄正機器人（脊柱）、梅奧心磁（心臟導航）。而今年有14家企業獲融資，近億元規模及以上就達到了7家。同時，有三家企業2019年進行了兩次融資，分別是精鋒醫療、華志微創，最近一次融資均達到了近億元及以上的規模。
獲得融資的公司普遍集中在骨科，兼顧血管介入、神經外科、腔鏡等其他科室。對比領域相對分散的去年，今年14起融資事件中，一半的公司都涉及骨科手術，其餘的涉及3起血管介入，2起神經外科。
其原因在於，天智航的上市驗證了骨科手術機器人的技術成熟度已達到了一定高度，同時在臨床應用和商業模式上已有了相對成熟的基礎，因此使骨科領域廣受資本關注，相關企業的價值也更加被投資人認可。
和其它領域比較來看，目前骨科手術機器人技術和應用的成熟度，產生了一個市場的高速增長期。反觀其它方向，腔鏡已經十分成熟，擁有廣泛的臨床應用。而神經外科等其它方向則處於發展早期。
6.3 一級市場代表性公司一級市場上的頭部公司包括柏惠維康、華科精準、華志微創、三壇醫療等。
1、柏惠維康
柏惠維康主打產品為Remebot（睿米）神經外科手術機器人。「睿米」是我國首個正式獲批的神經外科手術機器人，填補了國內相關領域的空白。今年3月份，柏惠維康的RM-200型睿米手術機器人（神經外科手術導航定位系統）獲得NMPA第三類醫療器械註冊證。這是公司第二款正式上市的手術機器人產品。同時，公司在研一臺口腔手術機器人和一臺普及型神經外科手術機器人，兩者預計明年正式上市。
睿米合作醫院包括北京301醫院、武漢同濟醫院、蘇州市立醫院、安徽省立醫院、西安交通大學第一附屬醫院、吉林大學白求恩第一醫院、廣州市第一人民醫院、山西省人民醫院、浙醫二院、盛京醫院、山東大學齊魯醫院。
2、華科精準
華科精準目前已有三款設備進入國家創新醫療器械特別審批通道，前兩款分別是神經外科手術機器人、磁共振實時監測顱內雷射消融系統。據創新創業中關村報導，近日華科精準自主研發的「神經外科導航定位系統（型號：Q300），獲批進入國家創新醫療器械特別審批通道。
華科精準合作醫院包括天壇醫院、宣武醫院、北京大學第一醫院、清華大學玉泉醫院、深圳大學總醫院、復旦大學附屬華山醫院、復旦大學附屬兒科醫院、首都兒科研究所、北京協和醫院、南方醫科大學第三附屬醫院、福建協和醫院、河北醫科大學第二醫院、鄭州大學第一附屬醫院等。
3、華志微創
華志微創旗下核心產品為無框架腦立體定向手術系統CAS-R-2，已經覆蓋了無框架腦立體定向手術全流程。它是國內最早具有完全自主智慧財產權和最早進入中國市場的國產醫療機器人之一。
後續，華志微創也將開發脊柱神經外科手術機器人、腹腔手術機器人、胸腔手術機器人等，不斷拓展產品線。截至今年4月，CAS-R-2已經在復旦大學華山醫院等國內100餘家醫院落地。
4、三壇醫療
三壇醫療專注於模塊化的骨科手術機器人，的產品矩陣包括「智微天眼」手術導引與反饋系統及系列產品，「透視眼」骨折復位輔助系統等，能適用於脊柱科、創傷科、關節科、急診科等多個科室。
36氪獲悉，其第一模塊-眼模塊（「雷射手術導引系統」）在2017年已經CFDA II類證及CE認證，構建了一定的認證時間壁壘。」腦」模塊——實時手術規劃與反饋系統及「手」模塊——六自由度導引臂也已於2019年獲得CFDA II類證。目前，該系統累積臨床手術已達數千例，合作醫院包括濟南三院、長海醫院等。
從上述公司近期的產品和趨勢可以發現以下三大特點：
1、 融合手術導航定位系統和手術機器人是未來的一大趨勢。
2、 神經外科已成為頭部公司密集部署的領域，有望成為下一個「骨科」。
3、 打通手術的全流程、平臺化發展也是多數公司共同選擇的戰略。
根據36氪不完全統計，目前拿到手術機器人產品CFDA許可的國內公司僅4家，多數處在臨床和審批中，拿到FDA認證至少有1家。下表羅列了相關公司最近一次拿到CFDA/FDA認證的產品。
國內公司最近一次CFDA手術機器人產品許可（36氪不完全統計）
7．中國二級市場情況 7.1 二級市場投融資概括由於手術機器人行業發展處於早期，多數公司均處在一級市場階段。二級市場上的相關上市公司較少，目前專注於手術機器人的公司僅有天智航一家。其它涉及手術機器人的上市公司，多數為有相關管線，如微創醫療、博實股份、山東威高。微創機器人近期完成戰略融資，達到了30億元人民幣，高於一級市場公司的融資規模。
7.2 二級市場代表性公司二級市場上的頭部公司包括天智航、微創、山東威高、博實股份。
1、天智航
天智航是國內目前唯一上市的手術機器人公司。天智航於7月份上市，總市值達到180.9億元人民幣。其主打產品 「天璣」骨科手術機器人在中國骨科手術機器人市場中佔據領先地位。根據前瞻產業研究院統計，2018-2020年天智航在醫療機器人中標數量上達到了15臺，僅次於直觀外科26臺，遠高於其他品牌1-2臺的情況。
近期，天智航的「骨科手術導航定位系統」進入國家創新醫療器械特別審查程序。同時，天智航與多家機構都有合作，並積極引入相關前沿成果。近期，天智航與北京積水潭醫院籤訂了成果轉化協議，涉及醫院唐浩團隊研發的骨科手術機器人，總轉化額達到1.023億元。該機器人的精度指標達到了國際最先進水平。
2、微創醫療
微創醫療目前總市值達到663億港元，折合560億元人民幣。旗下微創醫療機器人成立於2014年，業務覆蓋腔鏡、骨科、血管介入、自然腔道、經皮穿刺。公司有3款產品進入國家創新醫療器械綠色通道，分別是蜻蜓眼DFVision三維電子腹腔鏡、圖邁Toumai腔鏡手術機器人、鴻鵠Skywalker關節置換手術機器人。
近期，旗下微創機器人動作不斷。9月3日，微創旗下機器人管線獲30億元人民幣的戰略投資，投資方包括高瓴資本、國新基金、上海科創、遠翼投資、易方達基金、中信產業基金、貝霖資本。12月12日，微創醫療發布公告稱，公司正考慮可能分拆附屬公司微創醫療機器人上市。繼微創旗下心脈醫療去年分拆上市以來，這將是其第二家分拆上市的子公司。
3、山東威高
威高股份目前總市值達到648億港元，折合647億人民幣。威高旗下主打「妙手」機器人已完成168例手術，將作為頒發手術機器人醫療器械註冊證的依據。據中華科技網報導，威高「妙手」手術機器人具有7個自由度，能實現540°末端旋轉多操作，並能通過5G技術實現3000公裡以外的手術，展現國產手術機器人醫療技術的革新與突破。
4、博實股份
博實股份主要從事微創腹腔手術機器人項目。根據公司對投資者的答覆，公司投資參股哈爾濱思哲睿智能醫療設備有限公司，目前該項目在上半年時處於註冊臨床試驗階段，主從一體式手術機器人（主從一體式小型手術器械）處於註冊審評階段。