国信证券博士后工作站 傅嘉良 刘聪妍
新一轮科技革命和产业变革正在重塑全球创新版图。人工智能、生命科学、先进制造、神经工程等前沿领域加速交叉，科技竞争的焦点正在从单点技术突破转向系统能力构建，从信息世界的智能化延伸到物理世界、生命系统和社会治理的深层变革。脑机接口作为连接碳基智能与硅基智能的重要通道，既是脑科学基础研究的重要成果转化方向，也是人工智能、医疗器械、高端芯片、柔性电子、算法模型等多学科融合的典型载体，更是未来产业体系中具有战略意义的关键赛道。
脑机接口的发展承载着人类理解大脑、修复神经功能、拓展交互方式的长期愿景。它一端连接生命健康和民生需求，面向脊髓损伤、脑卒中、渐冻症、帕金森病等神经系统疾病患者，为功能重建和康复治疗提供新路径；另一端连接数字经济和智能终端，推动人机交互从键盘、屏幕、语音、动作进一步走向神经信号层面的直接协同。脑机接口将交互对象从外部动作和语言指令延伸到神经意图本身，有望成为智能终端、康复设备、机器人和数字空间之间的新型连接方式。从产业属性看，脑机接口具有鲜明的交叉性和长链条特征，脑机接口的产业竞争本质上是系统工程能力竞争，既考验基础研究深度，也考验临床转化能力、制造工艺水平、数据积累能力和监管合规能力。
一、产业定位:从前沿探索走向国家战略布局
概念与现状
脑机接口是指在大脑与外部设备之间建立直接信息通道的技术系统，通过采集、处理、解码神经信号，实现脑与机器、脑与计算系统、脑与外部环境之间的信息交互。按照交互方向看，脑机接口既包括“脑到机”的信息输出，即将运动意图、认知状态、注意力变化等神经活动转化为控制指令；也包括“机到脑”的信息输入，即通过电刺激、磁刺激、声光刺激等方式向神经系统反馈信息；更复杂的系统则强调双向闭环，通过“采集—解码—控制—反馈—再学习”的循环，使患者或用户与外部设备形成持续协同。
市场规模方面，脑机接口目前仍处于小基数、高增速的早期市场。中国信息通信研究院预测，2025年我国脑机接口市场规模约为30亿元，2030年预计达到120亿元。短期看，脑机接口的直接市场规模仍相对有限，产业化节奏主要取决于技术成熟度、临床验证进展和应用场景落地；但从长期看，脑机接口能够在大脑与外部设备之间建立直接信息通道，跨越传统语言、动作、触控等信息输出方式，在医疗康复、神经调控、辅助沟通和功能代偿等领域具有广阔应用前景。同时，脑机接口也有望嵌入新型可穿戴设备、智能终端和人机交互体系，成为下一代智能交互的重要入口，在消费电子、智能终端等领域也具有广阔的市场空间。
近年来，脑机接口核心技术和工程化进展有明显突破。2024年，Neuralink首位人类受试者在植入脑机接口设备后，通过意念控制电脑光标并完成在线棋类游戏操作，高通量柔性电极、植入式芯片、无线传输、神经解码算法和手术机器人开始组成相对完整的工程系统，为重度瘫痪患者通过神经信号重新操控数字设备提供了现实样本。我国团队也在无线微创脑机接口方向取得重要进展。清华大学洪波团队联合临床机构研发的NEO无线微创植入脑机接口，将电极置于硬膜外，不直接损伤脑组织，通过无线供能和无线通信采集感觉运动脑区神经信号。首例高位截瘫患者经过居家康复训练后，可通过脑电活动驱动手套，实现自主喝水等脑控功能。脑机接口的核心价值正在从“证明大脑可以控制机器”进一步转向“帮助患者恢复部分生活能力”，技术路线也从单纯追求信号精度转向兼顾安全性、稳定性和临床可及性。
国内外竞争情况
从全球竞争格局看，美国在侵入式脑机接口、高通量神经信号采集、神经植入芯片和资本投入方面仍具有先发优势，Neuralink、Synchron、Blackrock Neurotech等企业围绕重度瘫痪患者沟通、运动控制和微创植入等方向持续推进临床试验。我国则依托完整制造体系、丰富临床资源、快速迭代的工程能力和多层次应用场景，在非侵入式产品、半侵入式临床转化、康复设备产业化和标准化建设方面形成特色。全球脑机接口竞争尚未形成绝对格局，中美欧各有优势，未来三到五年将是产业路线、监管范式和商业模式加速定型的重要窗口。
我国对脑机接口的政策支持持续强化。国家层面围绕未来产业、脑科学与类脑研究、人工智能标准体系、医疗器械创新审批和科技伦理治理等方向，逐步形成较完整的政策框架，从顶层设计的角度给予脑机接口充分重视。地方省市也积极出台相关政策鼓励当地脑机接口产业发展。政策导向并非鼓励无序扩张，而是强调创新、规范、安全和应用牵引相统一，这为行业从概念热度回到扎实发展提供了重要指导方向。
国内区域布局方面，脑机接口产业呈现明显的城市集聚和分工演化特征。上海依托复旦大学、中科院上海微系统所、华山医院、瑞金医院等科研和临床资源，形成了从侵入式、半侵入式到神经调控和康复设备的多路线布局。杭州受强脑科技等头部企业带动，在脑机接口、智能仿生手、脑电训练等方向有较深积累。深圳依托电子信息制造、传感器、芯片、柔性电路和智能硬件供应链，在脑机接口硬件工程化、消费电子融合和快速产品迭代方面具备优势。北京则依托清华大学、北京大学、中科院系统和三甲医院资源，在基础研究、原创技术和科研成果转化方面占据重要位置。未来，区域竞争将从单纯比拼企业数量、基金规模和项目落地，转向比拼“科研突破、临床验证、中试转化、规模制造、标准治理”的综合生态能力。随着长三角、粤港澳大湾区、京津冀等区域分工进一步清晰，我国脑机接口产业有望形成多中心联动、差异化发展的空间格局。
二、技术路线:多路径并行，核心在信号质量、创伤风险与应用价值的平衡
脑机接口技术路线通常按照信号采集方式划分为侵入式、半侵入式、介入式和非侵入式。四类路线并不是简单的先进与落后关系，而是在信号质量、创伤程度、应用价值等维度之间作出不同权衡。
侵入式脑机接口通过外科手术将电极植入脑组织内部，能够更直接地记录神经元动作电位、局部场电位等高质量信号，理论上在运动控制、语言解码、感觉重建等方面具有最高性能上限。侵入式的典型应用面向高位截瘫、渐冻症、失语症等重度功能障碍患者，目标是帮助患者恢复与外部世界沟通和控制设备的能力。但侵入式路线的临床门槛也最高，长期植入的生物相容性、免疫反应、信号漂移、感染风险、器件寿命和术后维护都是产业化必须跨越的难题。因此，侵入式路线短期内更适合高医疗价值、高刚需、可接受手术风险的场景，普通消费市场的接受程度不高。
半侵入式路线通常将电极置于硬脑膜外、硬脑膜下或皮层表面，不直接深入脑实质，能够在创伤风险和信号质量之间取得相对平衡。与侵入式相比，半侵入式信号分辨率有所下降，但安全性和临床可接受度更高；与非侵入式相比，它又能获得更稳定、更清晰的皮层电信号。2026年，采用硬脑膜外微创植入与无线供能通信技术的NEO系统获批上市，标志着我国在植入式脑机接口临床转化方面迈出关键一步，也为半侵入式、微创化技术路线提供了重要样本。未来，半侵入式技术有望在脊髓损伤康复、运动功能代偿、语言功能重建、癫痫监测等领域率先形成可复制的医疗应用路径。
介入式脑机接口借鉴血管介入手术思路，通过血管通路将微型电极送达脑部相关区域，减少开颅手术创伤，是近年来国际上受到关注的新方向。该路线的优势在于微创、安全边际较高、临床路径相对熟悉，但血管内电极的信号质量、定位精度、长期稳定性、血栓风险和器械递送技术仍需要系统验证。介入式路线能否成为主流，取决于它是否能够在“足够好的信号”和“足够低的风险”之间建立可靠平衡。对我国而言，介入式脑机接口与心脑血管介入器械产业基础存在一定协同，未来可能成为差异化竞争的重要方向。
非侵入式脑机接口通过头皮脑电、功能近红外、脑磁、功能磁共振等方式在体外采集脑活动信号，无需手术，安全性高、适用人群更广。其中，头皮脑电和功能近红外等路线更具便携化和产业化潜力；脑磁、功能磁共振等方式更多用于科研和高端诊疗场景。但是，非侵入式脑机的主要瓶颈是信号弱、噪声高、个体差异大，复杂意图解码能力有限。近年来，低噪声采集电路、深度学习算法和生成式AI纠错能力的发展，使非侵入式设备在康复训练、注意力监测、睡眠管理、情绪调节和人机交互等场景中逐步提升可用性，市场普及潜力高。
三、产业链:系统工程能力成为产业竞争关键
脑机接口的关键技术不是某一个器件或算法单独决定的，而是由信号采集、信号处理、神经解码、外设控制、反馈刺激和长期学习共同构成。电极决定信号入口质量，芯片决定采集和处理效率，算法决定意图解码能力，外设决定场景落地价值，闭环反馈决定训练效果和长期适应性。产业链环节协同成熟后，脑机接口才能从实验室演示走向日常临床和产业应用。
从产业链结构看，脑机接口可分为上游核心器件、中游系统集成、下游应用场景三大环节。上游主要包括电极、芯片、柔性材料、无线通信模块、微型电池、手术植入设备以及基础数据库和训练数据平台等，是决定信号采集质量、系统稳定性和产品成本的关键环节。中游主要包括脑机接口整机设备、信号采集系统、神经解码算法、闭环反馈控制系统等，承担将上游器件转化为可用产品的系统集成职能。下游则面向医疗康复、消费健康、教育科研等应用场景。整体来看，脑机接口产业链既包括硬件制造，也包括算法软件、临床服务和数据闭环，产业竞争的核心不只是单个零部件，而是“核心器件—系统集成—临床验证—场景应用”全链条协同能力。
上游核心器件:技术壁垒高，国产替代加速推进
上游主要承担信号入口和底层支撑功能，核心包括电极、神经信号采集与处理芯片、无线传输模块、医用封装材料、微型电池、专用连接器和手术辅助器械等，直接决定脑机接口能否稳定、清晰、长期地获取神经信号，并影响产品性能、成本和可靠性。
电极是脑机接口最基础也最关键的部件之一。对侵入式和半侵入式系统而言，电极既要具有高灵敏度和高通量，又要具备柔性、生物相容性和长期稳定性。传统刚性电极容易因大脑微动、组织反应和免疫排斥造成信号衰减，柔性电极、可拉伸电极、仿组织支架电极等方向正在成为全球研发重点。国内高校、科研机构和初创企业围绕柔性微丝电极、薄膜电极、皮层电极和血管内电极持续攻关，部分技术已进入动物实验、人体临床或注册转化阶段。未来电极竞争的重点，将从“能采到信号”进一步走向“长期稳定采集、低损伤植入、可规模化制造”，从而进一步提高信号采集的精确度、稳定性，同时降低对脑组织的损伤。
芯片是脑机接口从科研装置走向产品化的另一关键。神经信号幅度微弱、通道数量多、噪声干扰复杂，因此对低噪声、高通量采集、低功耗无线传输和边缘计算提出较高要求。高性能脑机接口系统需要在有限体积、有限功耗和严格安全约束下完成信号放大、滤波、压缩、编码和传输。海外企业在高通量神经采集芯片方面起步较早，我国在脑电采集芯片、专用处理芯片和低功耗系统集成方面正在稳步发展。
算法决定脑机接口能否真正理解神经信号。与普通图像识别、语音识别不同，大脑信号具有高度个体化、非平稳性和噪声复杂性，同一动作意图在不同个体、不同时间、不同训练状态下可能呈现不同信号特征。当前算法瓶颈主要体现在跨个体泛化能力不足、长期使用稳定性有限、复杂意图解码精度不高、训练数据难以规模化积累等方面。人工智能的发展为神经解码带来新工具，深度学习、多模态模型、自监督学习和大模型能力有望提升信号识别、噪声校正和意图推断效率。但脑机接口算法不能简单照搬互联网大模型路径，因为神经数据采集成本高、伦理约束强、样本规模有限，未来更可能形成“小样本、高质量、强个性化、闭环迭代”的算法体系。
中游系统集成:软硬件协同深化，系统工程能力成为关键
中游系统集成是产业化的核心枢纽，主要负责把上游器件整合为可实际使用的脑机接口系统，通过信号采集设备、神经信号处理软件、意图识别与解码算法、闭环反馈控制系统、神经调控设备、康复训练平台、外骨骼/机械臂/智能假肢等环节的协同来形成整体解决方案。该环节既要完成硬件、软件和算法的集成，也要面向具体应用场景形成整体解决方案。对于医疗级产品而言，中游系统还需要适配临床流程、医生操作习惯、患者长期使用需求和注册审批要求，是连接上游技术能力与下游应用价值的关键环节。
从工程实现看，脑机接口中游环节的难点在于多重约束下的系统平衡。中游企业的核心能力在于软硬件协同，把微弱复杂的脑信号转化为稳定、可解释、可执行的控制或反馈结果，设备+算法+康复方案+数据服务+临床支持的综合能力将成为竞争焦点。侵入式和半侵入式产品需要同时解决高通量信号采集、能量供应、无线传输、封装可靠性、手术辅助机器人和术后管理等问题；非侵入式产品则要面对信号弱、噪声高、头发干扰、运动伪迹、佩戴舒适度和家庭使用便利性等挑战。因此，脑机接口中游集成并非简单组装，而是要在医疗器械合规、智能硬件工程化、算法持续迭代和临床服务支持之间形成协同，把微弱复杂的脑信号转化为稳定、可解释、可执行的控制或反馈结果。
下游应用场景:医疗康复率先落地，消费场景有望渗透
下游主要是脑机接口的应用和服务场景，当前以医疗康复和神经疾病诊疗为主，包括脊髓损伤、脑卒中、渐冻症、帕金森病、癫痫、失语症等患者的功能代偿、康复训练和神经调控。随着技术成熟，脑机接口的下游应用还可延伸至睡眠监测、注意力训练、情绪调节、教育科研、智能终端交互等领域，其中智能终端交互有望成为脑机接口打开非医疗应用空间的重要方向。下游决定产业价值能否真正兑现，也决定产品是否具备持续商业化能力。
医疗康复是脑机接口最具现实价值、最有望率先规模化落地的场景。我国神经系统疾病患者基数较大，脊髓损伤、脑卒中、帕金森病、癫痫等疾病对康复治疗存在长期需求。传统康复训练高度依赖治疗师经验和患者主动参与，训练强度、反馈精度和持续性存在不足。脑机接口通过读取运动意图、构建神经反馈、联动外骨骼或功能性电刺激设备，有望提升康复训练的主动性和精准度，为患者提供更个性化的康复方案。例如，在重度运动功能障碍领域，侵入式和半侵入式脑机接口具有较高临床价值。海外已有患者通过植入式脑机接口实现电脑控制和数字沟通，我国也在多家医院开展人体临床研究和产品转化探索。
消费健康是非侵入式脑机接口的重要延展方向。睡眠监测、专注力训练、冥想辅助、情绪调节等产品已经具备一定市场基础，但其价值需要建立在可靠指标和真实需求上。脑电信号可以反映部分认知和生理状态，消费级脑机接口逐渐从新奇体验转向具体问题解决，例如提高睡眠评估质量、居家康复、辅助儿童注意力训练等。教育、娱乐和智能家居等场景更适合长期培育。脑机接口可以为游戏交互、沉浸式体验、辅助沟通和无障碍控制提供新方式，但现阶段多数应用仍处于体验创新阶段，距离刚性需求和大规模付费仍有距离。
从交互形态看，脑机接口的价值不仅在于医疗康复，也在于为智能终端、机器人、虚拟现实和无障碍设备提供新的交互方式。短期看，这一价值更多体现在辅助沟通、无障碍控制、康复训练和状态监测等刚需场景；长期看，随着非侵入式采集、神经解码算法和可穿戴终端持续成熟，脑机接口有望逐步拓展至更广泛的智能交互场景。
四、现实挑战:基础研究、临床验证与商业闭环仍面临考验
当前，脑机接口产业正从技术验证走向场景探索，但从阶段性突破到大规模产业化应用，仍需要经历较长的验证和培育过程。与一般智能硬件不同，脑机接口直接面向神经系统和医疗健康场景，既要突破基础科学和工程技术瓶颈，也要经过严格的临床验证、监管审批和伦理审查。当前行业技术成熟度、产品可靠性、支付能力和治理体系尚未完全匹配产业化需求。
从基础研究看，脑机接口的发展仍受到脑科学认知边界的制约。人类大脑是高度复杂的神经系统，意识、语言、情绪、记忆和运动意图等高级功能如何在神经网络中形成、编码和表达，仍有大量机制尚待揭示。现阶段，部分脑机接口应用已能在特定任务、特定个体和有限场景下取得较好效果，但这更多体现的是定向解码能力的提升，并不等同于具备通用化、稳定化的神经解码能力。未来，要实现复杂意图的长期稳定识别、跨个体泛化、跨场景迁移和双向反馈，仍需要脑科学、人工智能和神经工程等领域持续协同攻关。
从临床转化看，医疗级脑机接口具有验证周期长、投入强度高、应用门槛高等特点。涉及人体植入或神经调控的产品，必须经过严格的临床试验、伦理审查、注册审批和术后随访。即使部分产品已经完成上市审批，也仍需在适应症拓展、疗效评价、医生培训、医院采购和医保支付等环节持续积累证据。脑机接口行业能否真正走向成熟，不能仅依靠单个示范案例判断，而要通过多中心临床研究、长期随访数据和真实世界应用，逐步验证产品的安全性、有效性、可负担性和可推广性。
从产业化能力看，脑机接口仍处于供应链完善和商业模式培育并行推进阶段。上游核心器件在高性能电极、低功耗芯片、医用封装材料和专用设备仍需进一步提升稳定性、良率和成本控制能力；中游企业则要同时具备医疗器械质量管理、算法开发、硬件工程和临床服务能力；下游应用虽然需求广阔，但短期内支付能力、服务体系和商业闭环仍有待完善，特别是侵入式和半侵入式产品成本较高、消费者接受程度有限，如果缺乏医保、商业保险、公益支付等多元机制协同，其普惠应用仍将受到现实约束。
从安全治理看，脑机接口的发展必须同步明确技术应用边界。脑电和神经信号属于高度敏感的个人生物信息，其采集、存储、分析和使用均涉及数据安全与隐私保护。侵入式脑机接口还涉及身体完整性、长期风险、知情同意、患者退出机制和责任界定等问题。随着相关技术逐步向消费健康和智能终端场景延伸，神经数据滥用、行为画像等风险也需要提前防范。产业发展越接近大脑和认知活动，越需要以规范、安全和监管作为前提。
五、未来展望:长坡厚雪，下一代智能交互的重要入口
未来三到五年，脑机接口产业将从临床验证逐步走向商业化验证，发展重点也将从单点技术突破转向系统能力成熟。侵入式路线将继续围绕高通量、低损伤、长寿命和自动化植入开展攻关，重点服务重度瘫痪、失语、感觉功能缺失等高医疗价值场景；半侵入式和介入式路线将在安全性与信号质量之间寻找平衡，加快临床转化；非侵入式路线则有望依托干电极、柔性传感器、可穿戴设备和AI算法优化，在康复训练、睡眠管理、注意力监测和消费健康等领域率先扩大应用。随着更多产品进入注册审批、临床验证和真实世界应用阶段，行业评价标准也将从“能否实现演示”转向“是否安全有效、长期稳定，并真正改善患者生活质量”。
从全球竞争看，脑机接口不是短期爆发型产业，而是需要基础研究、核心器件、系统集成、临床验证、支付体系和伦理治理共同支撑的长期赛道。美国在侵入式高通量系统、风险资本和原创基础技术方面仍具优势，我国则有望依托医疗康复需求、工程化制造能力、临床资源、标准体系和多层次应用场景，在非侵入式与半侵入式应用、康复医疗和产业生态建设方面形成特色。我国拥有庞大的神经康复需求、丰富的临床试验资源、完整的电子制造和医疗器械供应链、快速成长的人工智能算法生态，以及政策层面对未来产业的系统支持。面向未来，我国脑机接口行业有望在全球竞争中走出差异化路径，推动脑科学、人工智能、先进制造和医疗健康深度融合，逐步形成从功能修复到能力增强、从疾病治疗到健康管理、从人机交互到人机协同的产业演进脉络。随着技术持续突破和应用场景不断拓展，脑机接口不仅将为神经系统疾病患者带来新的康复希望，也有望成为下一代智能交互的重要入口，见证人类与机器更加紧密协同、相互赋能的未来。
