奥谱天成(厦门)科技有限公司
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奥谱天成:中国光谱硬件已领先 应用加磅后将快速腾飞

发表时间:2021-05-19 17:47网址:https://m.antpedia.com/news/2546740.html

——奥谱天成总经理刘鸿飞博士专访

转载于分析测试百科网


分析测试百科网讯 光谱技术已迈过百年历史长河,中国光谱事业的发展离不开老中青科学家,也离不开砥砺奋进的国内外光谱仪器企业。分析测试百科网联合中国光学学会光谱专业委员会共同举办“七彩光谱 万象更新”主题系列采访。在CISILE 2021展会召开期间,我们采访了奥谱天成的创始人和总经理刘鸿飞博士。奥谱天成是近年来在光谱领域快速崛起的一匹“黑马”,无论在光谱核心器件还是拉曼光谱、地物光谱方面都以优质的技术赢得了市场的广泛认可和好评。刘鸿飞博士将为我们讲述自己的创业历程,展现国内光谱企业的技术实力,并展望中国光谱无限光明的未来。

奥谱天成总经理刘鸿飞博士


做顶天立地的光谱仪器

  奥谱天成以拉曼光谱仪作为拳头产品,提供包括光纤光谱仪、高光谱成像仪、地物光谱仪等光谱产品,侧重公安、环保行业光谱仪的应用。刘鸿飞博士本人是国家科学仪器重大专项“等离激元增强拉曼光谱仪器研发与应用”(项目号:2011YQ030124)的子课题负责人,负责项目中各类拉曼光谱仪的研制工作。奥谱天成是国家《拉曼光谱仪标准》起草单位、福建省《便携式拉曼光谱仪标准》的评审专家单位。

  “从读研究生开始,我就一直从事光谱行业,原来主要参与研发航天光谱如风云四号气象卫星、神舟七号宇宙飞船上的光谱设备。” 刘鸿飞首先谈到了自己跨入光谱之门的历程,“为什么创办奥谱天成?众所周知,中国的军工技术并不落后,有很多先进的技术,但它们仅停留在实验室,未走向工业生产和经济生活;其它领域也如此,我国大量科研先进的技术都还停留在实验室。厦门大学田中群院士有一句格言:做学问要顶天立地,顶天指做高大上的如航天领域的仪器设备;立地就是要走向民间生活,为经济发展服务。2015年前后拉曼光谱在国际上已发展10-20年,我国的研制才刚起步。我在2015年创办奥谱天成,立志将中国拉曼光谱仪做到最好,推向全世界。近年来发展后,奥谱天成的拉曼光谱仪取得了一些小成绩,目前在行业中是大家比较认可的公司,多款产品和技术做到了国际领先。”

  奥谱天成立足于两条腿走路,首先在光谱领域做到行业领先,第二为具体的客户提供整体解决方案。比如在公安、环保行业提供了一系列产品,包括禁毒行业、刑侦行业、食药环保行业,都有整体解决方案。比如为禁毒和刑侦行业提供常规毒品测量、毛发毒品测量、尿液/唾液毒品测量,为环保行业提供各种各样水质的监测方案以及烟气的检测方案。谈到奥谱天成主要的优势刘鸿飞表示:“我们的产品全部是自主研发,具有完全的自主知识产权,每年营收的30%投入研发,近年来公司发展非常迅速,每年销售额增幅3倍。有些老师和同行把奥谱天成比作是光谱行业的华为,当然我们还差很远尚需更加努力。”

  在小型拉曼光谱仪领域,奥谱天成在国内已是技术一流,在国际上也是知名品牌,行业占有率达到世界第一梯队。在地物光谱仪占有率方面,奥谱天成是国内领先国际前列,有几款产品在行业的占有率已经达到40-50%。除了保持公安和环保领域的优势,奥谱天成还将在智慧农业方面加大研发力度,推出极具竞争力的产品。

奥谱天成代表产品

  接下来,刘鸿飞博士介绍了CISLIE展会上带来的几款具有代表性的产品。

  手持拉曼和显微拉曼

  奥谱天成的拉曼光谱仪提供266nm、532nm、633nm、638nm、785nm、830nm、1064nm激发波长、从266nm到1064nm的7个波段可选。

  CISLIE展出的ATR6600 Pro手持式拉曼光谱仪,它是一款全新设计的1064nm激发波长拉曼光谱仪,检测速度非常快。国际上仅有美国必达泰克、日本理学具有同类仪器,ATR6600 Pro检测一个样品,仅需3-5s,其检测速度比国际同行快10倍以上。同时,体积最小、重量最轻,操作非常方便,已广泛用于公安、制药行业。

ATR6600Pro手持式拉曼光谱仪

  另一款ATR1600手持式拉曼光谱仪,是目前全世界体积最小的拉曼光谱仪,仅有火柴盒大小。它采用先进的高集成光路和半导体工艺,现场执法人员可把它放在口袋里,遇到可疑物质就可以直接拿出来检测,非常简单易用。

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ATR 1600手持式拉曼光谱仪

  奥谱天成还推出了ATR8500显微拉曼光谱仪(4cm-1分辨率)和ATR8800型科研级显微成像拉曼(0.5-1cm-1分辨率)。ATR8500是在享有盛名的ATR8300基础上,进一步研制成功的显微拉曼光谱成像仪,ATR8300在全球已售出超过150台,对该领域的必达泰克形成了有力的竞争。

  ATR8800系列科研级显微共聚焦拉曼光谱成像仪,采用全自由空间光路、长焦距光栅光谱仪、共聚焦显微镜等技术,结合图像处理、高精密运动控制等技术,形成了超高分辨率0.5cm-1、激光光斑<1μm,达到行业一流水平;ATR8800显微共聚焦拉曼光谱成像仪最多可以内置4个激发波长:325、532、638、785、1064nm中4个波长,也是行业为数不多的集成1064nm激发波长的显微拉曼光谱成像仪。

奥谱天成生产的ATR8800(左)和ATR8500显微拉曼光谱仪

  微型光纤光谱仪:超高性能 交货超快

  谈到发展的国外对标企业,刘鸿飞笑着说: 奥谱天成在创业初期有两个目标,可谓“一肩挑两个”,一个是海洋光学,一个是必达泰克;目前已经跨越了最初的障碍,初步实现了超越目标,在小型光纤光谱仪方面的市场占有率已经赶超海外品牌,排列前茅。

奥谱天成微型光纤光谱仪系列

  谈到奥谱天成光纤光谱仪的优势,刘鸿飞博士首先提到的是高性价比。他介绍奥谱天成的光纤光谱仪性能一点都不亚于进口产品,并已在部分方面实现超越。但是供应商大部分都实现了本地化,大幅度降低了成本,从而产品销售价格比国外同类产品便宜很多。

  其次是产品的交货速度,由于光纤光谱仪都是定制化的,客户下单后,公司会根据客户的需求,进行一些参数的调整后再生产。海洋光学工厂全在美国,中国下订单到美国,评估后的交货期至少3个月,而奥谱天成的交货期是半个月。比如今年春节过后有一个客户欲下400台的订单,美国交货期400台的交期是4个月,奥谱天成仅花一个月就保质保量交付了全部产品,这样的交付速度,震惊了客户。这种定制光谱仪的超快交付能力,让奥谱天成获得了客户的广泛赞誉,体现了中国制造的强悍实力。

  地物光谱仪和高光谱成像仪

  奥谱天成的地物光谱仪,是目前国产唯一扩展到中远红外全波段的地物光谱仪,最宽可达11 m,是行业内非常受欢迎的仪器。

奥谱天成生产的ATP9110全波段地物光谱仪(最宽范围:300nm-11um)

  此外,奥谱天成还推出了一系列的高光谱成像仪,包括ATH1010系列透射光栅型高光谱成像仪、ATH1500系列超轻型高光谱成像仪,并在此基础上推出了ATH2010与ATH2500型手持式高光谱成像仪、ATH3010与ATH3500型转台式高光谱成像仪、ATH5010与ATH5500型显微高光谱成像仪、ATH6010与ATH6500便携式高光谱成像仪、ATH8010与ATH8500型实验室平扫高光谱成像仪、ATH9010与ATH9500无人机载高光谱成像仪。

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奥谱天成推出的高光谱成像仪系列

迅猛发展的光谱市场

  刘鸿飞表示:整个光谱容量市场非常大,据相关报道达几百亿,近年来快速发展。以拉曼光谱仪为例,5年前中国拉曼光谱市场年销量1,000余台,现在已达10,000台的年销量,主要来自于客户各种新应用的不断开发。如去年某个项目,手持拉曼的一个采购订单,就达10,000台。

  客户的需求非常明显并越来越多。在国家智能制造的大战略下,光谱仪器作为智能制造的“眼睛”,可应对市场诸如公安刑侦、公共安全、水果分选、工业检测等各种各样的需求。光谱仪器的市场容量近年来在快速增长,需要仪器厂商在应用方面不断投入和研发,每一个新的业务都会带来仪器产品的爆发式增长,这是光谱仪器的发展趋势。仪器同行们只要致力于解决各种实际的问题,就能带来大幅的增长。此外,拉曼光谱仪在中国的制药市场还未全面打开,而国外的普及程度非常高。这是由于中国法规中对原辅料的检测采用抽检制,检测样品量小;而欧美日都要求对制药原辅料必检,检测量是抽检式的平方倍,即若抽检是几十万次,如果是必检,检测量将达几亿次,这个时候,拉曼光谱法快速、无损的优势将会充分发挥。

  刘鸿飞表示:在常规拉曼方面,奥谱天成及同行已开展大量工作,仪器非常成熟,用户单位也普遍能接受,拉曼光谱未来的发展趋势包括如下几点:

  首先是做得更小、更加专业化。目前的应用包括公安、禁毒方面危险化学品的应用,以及制药方面的仪器。

  其次是快速扫描。随着科研领域检测样品增多,检测工作量增多,同时需要对快速变化的样品检测,就呼唤快速扫描、快速成像的光谱出现。目前主要是国外仪器占领市场,奥谱天成已开展高成像速度的拉曼光谱仪的研制。

国产光谱硬件已超越进口 应用还需加强

  刘鸿飞进一步谈到,在拉曼光谱硬件方面,国产仪器经过近几年发展和激烈的竞争,已经超过进口仪器,甩出美国5-10年;包括光学效率、检测速度、集成度、小型化方面,都已经取得国际领先。

  首先是检测速度更快。比如785 nm手持拉曼,国内包括奥谱天成的几家国内企业的产品,检测一个样品只需3-5秒出结果,海外进口的通常需要30-40秒。检测速度直接反映了仪器的灵敏度,如果灵敏度不够,就需要累积检测时间。造成这种差异的原因是:国外产品光路设计大都发生在10年前,采用光纤耦合技术,光路设计和装备比较简单。而奥谱天成采用全自由空间光路设计,减少了中间光学信号的损耗,只是对仪器装调工人的要求较高,光路设计比较难。由于国内市场的激烈竞争,包括奥谱天成的三家国内企业都已采用全自由空间光路设计,检测速度远远优于国外产品。在1064nm手持式拉曼光谱仪,国内虽然起步较晚,但是充分发挥了后发优势,2018年,奥谱天成推出了ATR6600型手持式1064nm拉曼光谱仪,深受用户喜爱,极大地推动了1064nm拉曼光谱仪在国内市场的普及;在此基础上,奥谱天成进一步推出了ATR6600Pro,采用全新优化设计的光路,使得灵敏度提升了10倍,检测速度也大幅提供,检测一个样品只需要3-10s,基本达到785nm拉曼的检测速度,克服了1064nm拉曼检测时间的不足,将进一步带领市场走向1064nm拉曼光谱仪。

  其次仪器体积更小。对于785nm拉曼来说,国外进口的,大都在1.5kg左右,而奥谱天成的ATR6500仅重<480g。这也是来源于国内拉曼光谱集成度更高的后发优势:芯片集成度更高,元件更少,电池密度更高,全自由空间设计的整机集成度更高,光路上的集成带来跨越式的发展。

  在1064nm的拉曼光谱仪方面,奥谱天成的产品已远超国外性能,ATR6600 Pro手持拉曼一经推出,就全面超越了必达泰克和日本理学,无论是检测速度还是可靠性,ATR6600 Pro正常使用6个小时都没问题,而国外产品用半个小时即非常烫手。1064 nm产品可以避开荧光信号,海洛因、芬太尼,麻果(病毒掺杂淀粉),生物提取的物质都有荧光,针对这些检测需求,公安领域已经基本上不再采购785nm拉曼,全面选用1064nm拉曼,而这个市场正是由奥谱天成在不懈的技术推广,而带动起来的。

  目前的差距是:在拉曼光谱的应用和数据库方面,中国和美国日本等产品有差距。奥谱天成目前已经与中国科学院、厦门大学、华中科技大学、中南大学、上海师大等开展了应用项目的合作,并正在与多家机构合作进行相关谱图库的建设。目前奥谱天成的谱图库总量已达近2万种。

  当笔者问道科研客户发文章的问题时,刘鸿飞表示:由于考核体系,高影响因子的期刊,都是海外主办的,因此我国科研用户都需要发英文文章,这些刊物的评委基本上都是国外专家,对中国仪器的认可度较差。这是国内推广仪器遇到比较大的挑战,要解决这个问题比较难。从奥谱天成来说,首先我们积极外销产品,让国外专家了解中国有一家公司做拉曼,目前进展还不错,很多海外的专家都用奥谱天成的仪器做出了很多成果,也发表了很多高水平的文章,这些都有利于世界重新认知中国产品。奥谱天成许多科研的仪器已经卖到法国、英国、美国、加拿大、日本、印度,他们做出成果发表了很多SCI文章,这也可进一步提升奥谱天成的知名度。其次,需努力让中国制造的仪器在世界专家的心目中留下较好的印象,这可能需要5-10年的过程,反过来再推动国内教授们对国产仪器的认识。奥谱天成做了很多工作,包括将我们的仪器同国外仪器做现场的比武,直接进行性能对比等,都对大家正确认知国产仪器,有一定的帮助作用。

用奥谱天成仪器做出的学术成果,发表在高水平学术期刊上

  另一个挑战是:国内产品良莠不齐,能提供终端拉曼产品的厂家近百家,有的产品质量不好就打价格战,用户单位购买了性能差的产品,影响了国内整体仪器的口碑。不过刘鸿飞认为:“任何一个行业都有一个百家争鸣的过程,过程中面临激烈的竞争。只有自己真正有核心技术,有质量过硬、良好服务的产品,才能在大浪淘沙下生存下去。激烈竞争过后留下的必定是精品。我相信未来5年,包括拉曼光谱的其它光谱行业,都会通过激烈竞争后留存下5家左右的企业,而他们的整体水平将达到一个非常好的状态,国产仪器的口碑也会越来越好。

  奥谱天成也处于这样的历史洪流中,也面临国产仪器的竞争和挑战,他们只拼低价,随便承诺质保年限,这也是我们当下面临的挑战。奥谱天成靠口碑逐渐赢得了市场,赢得了很多用户的信任,从而带来长久持续的发展。2018年公司产品开始销售后,销售额每年都以3倍的增长率提高。奥谱天成将不忘初心,将产品的技术、质量、可靠性做好,我们非常有信心应对大浪淘沙的过程,让产品成为市场和用户全面认可的精品。”

  大批博士投身仪器行业 努力改变国内用户的认知

  对于国内光谱用户的认知,刘鸿飞博士说:“像奥谱天成这样在踏踏实实做事情的公司,国内很多。尤其最近10年,中国一大批硕士博士下海创业,他们非常认真和兢兢业业地钻研,经过一些年的发展后,目前都取得了非常好的成绩。创业初期推出的仪器,可能会有一些问题,这也是正常的,因为即便是国外产品也一样会有问题,但是只要企业可以快速改进,修复产品所存在的问题,就是一个很好的公司;这样,经过5-8年的沉淀,就能做出行业里的好产品。科学仪器的技术门槛比较高,人才相对比较欠缺,对高端人才需求量大,而且要求其沉淀时间比较长。科学仪器行业其实不太赚钱,大家都在靠情怀在支撑。举个例子,即使把仪器行业老大——赛默飞,一年也就200亿美元左右的产值,这个产值的企业,如果放到中国的房地产行业,前100名估计都排不上;但是,科学仪器对国民经济的发展起到了极大的支撑作用,俗话说:没有这个金刚钻,就揽不了那个瓷器活,科学仪器就是很多领域的必备工具,几乎同各行各业都相关,智能制造的实现,离不开科学仪器技术的发展。在此,希望行业、专家、用户多给国产仪器一点时间和一点耐心,来支持其坚持不懈的努力和成长。当然,我们将不负韶华、不负希望,用更好的产品回报用户和社会。因为不认真做企业,迟早要被社会淘汰。”

公司未来发展规划

  刘鸿飞表示,奥谱天成将继续聚焦于光谱仪器,未来在拉曼光谱方面,奥谱天成将进一步推动小型化、拉曼快速扫描成像方面的仪器研制工作,推出更加符合客户使用的产品,另外,在应用开发上,也会进一步聚焦方向,拓展拉曼光谱仪的应用面。光纤光谱仪是公司产品的基石,奥谱天成也将进一步加大投入,持续提高产品可靠性,推出不同光谱应用专用方向的仪器。此外,将进一步加大在公安、环保、智慧农业三个领域专业仪器的应用开发,从而进一步促进未来几年的快速增长。奥谱天成将继续秉持其“技术就是力量”的思路,加大研发投入,进一步推出更好用的仪器产品,多出产品、出好产品。


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