通信行业周报：上海发布脑机接口支持政策，脑机接口开启人机交互新范式

通信 行业研究/行业周报 上海发布脑机接口支持政策，脑机接口开启人机交互新范式 行业指数与沪深300走势比较 40% 通信(申万)沪深300 分析师：张天 执业证书号：S0010520110002邮箱：zhangtian@hazq.com 相关报告 主要观点： 报告日期：2022-10-18 行业评级：增持 本周专题 上周，上海市政府印发政策文件鼓励发展脑机接口技术，引起市场关注。 30% 20% 10% 0% -10%10/21 -20% -30% -40% 1/22 4/22 7/22 《上海打造未来产业创新高地，发展壮大未来产业集群行动方案》提出打造未来健康产业集群，重点发展脑机接口技术。《行动方案》列举四大方向纲要，包括加速核心技术、加快学科研究建设、推动行业底层硬件发展和探索应用领域。脑机接口是在脑和外部设备之间建立起来的直接通讯通道，目前可分为侵入式、半侵入式和非侵入式三类，非侵入式目前占比最高，但信号噪声较大，对后期处理要求较高。脑机接口系统包括信号获得、特征提取、特征翻译以及反馈环节，目前在人和机器互动方面以融合人脑和机器指令的共享控制技术为主。脑机融合增强能力逐步从行为增强到各种感知增强，脑机技术硬件未来向柔性、无线、微型化和低功耗方向发展。 脑机接口应用：未来将率先应用于医疗康复行业，高级人机交互具有想象空间。脑机接口的输出可替代由于损伤或疾病丧失的自然输出，有助于神经系统和肌肉系统瘫患者表达自己的意愿和康复训练。使用脑机接口，可以用脑电波替代计算机传统外设设备完成控制，这种方式不仅对残疾人/精神障碍患者恢复计算机操作/驾驶具有意义，也可能创造全新的娱乐形式，如VR游戏、意念购物、脑电耳机等，此外国外众多政府和研究结构也在探索脑机接口军事应用。医疗健康领域是脑机接口技术最初和最主要应用领域，该领域目前以科研院所为主，侧重非侵入式脑机接口研究。 脑机接口产业链发展仍在初期阶段，上游设备尚未实现标准化量产，自研BCI芯片和算法成为核心技术壁垒。根据《脑机接口标准化白皮书2021》，2019年全球脑机接口市场规模约12亿美元，预计2027达37亿美金，CAGR15.5%，目前下游医疗保健领域占比62%，其次为疾病治疗。麦肯锡预测未来10到20年，全球脑机接口产业将产生700-2000亿美金经济价值。 脑机接口设备主要包括脑电采集设备、BCI芯片、处理计算机以及数据集&处理算法、操作系统级分析软件、外部嵌套设备等。脑电采集设备主要采用电极帽/微探针/微电极，BCI需要实现脑电信号的预处理、信号通信甚至部分信号处理环节。由于目前业界对脑信号的模拟和“写入”了解非常不充分，目前脑机接口活动尚未实现完全闭环。 BCI芯片：涵盖模拟、数字、通信多种功能，中美角力高端芯片设计。BCI芯片高门槛体现在模拟电路设计挑战大、低功耗要求高以及同时具备无线能量传输的无线通信技术。目前BCI芯片主要有通用和ASIC两种方案，美国如Neuralink、布朗大学，国内如复旦大学等均设计了自己 的专用芯片。我们认为无线通信能力将是脑机接口芯片重要功能模块，基于低功耗/低延迟的蓝牙、私有协议、UWB技术有望成为主流备选方案，脑机接口市场的打开将为商用芯片/通信IP打开全新市场空间。 投资建议 建议关注通信+新能源、光纤光缆、国防信息化等方向和三季报超预期个股。美联储加息预期充分，国内重要会议预期落地，后市风险偏好或逐渐改善。从相对收益角度讲，我们建议投资者关注β系数较低偏防御属性的运营商、主设备商、物联网模组龙头、统一通信龙头、光模块龙头等以及调整充分的通信+新能源、芯片制裁升级估值超跌的通信&数据中心芯片标的等。10月份我们看好运营商（公有云格局重塑+资本开支下降）、光纤光缆（量价齐升、海缆海工格局佳）、通信加新能源（海外光伏、户储需求旺盛带动储能温控等配套件以及通信跨界整机、电力电子器件市场初步打开）、物联网&网通终端（芯片瓶颈边际缓解+海外疫后数字化线上化转型）、军工信息化（地缘政治不确定增加）几类资产的相对表现，相关建议关注标的为中国移动、中国电信、中天科技、亨通光电、科士达、和而泰、共进股份、移为通信、映翰通、美格智能、上海瀚讯、盛路通信等。 风险提示 脑机接口相关技术成熟时间晚于预期，脑机接口设备成本过高阻碍消费级应用落地，法律和伦理问题导致侵入式脑机接口技术发展低于预期，中美科技摩擦导致供应链安全问题等。 正文目录 1本周专题5 1.1上海发布脑机接口支持政策，引发市场关注5 1.2脑机接口应用：未来可能并不遥远，将率先应用于医疗康复行业10 1.3脑机接口产业链：芯片仍在研发阶段，下游应用主要为医疗器械，远期来看可能创造人机交互的新型网络体系 .................................................................................................12 2市场行情回顾15 2.1本周行业板块表现15 2.2个股表现17 3产业要闻18 4重点公司公告19 5运营商集采招标统计20 6风险提示21 图表目录 图表1脑机接口重点发展领域5 图表2脑机接口未来发展趋势5 图表3脑机接口系统组成部分6 图表4脑机接口系统构成和主要应用6 图表5脑机接口分类7 图表6非植入式提取大脑信号方式7 图表7基于脑机接口的直接控制系统8 图表8基于脑机接口的人机共享控制系统8 图表9脑控机器模式直接控制和共享控制8 图表10脑机接口近10年政府和企业重大政策和成果9 图表11美国DARPA布局的脑与神经科学领域相关项目9 图表12脑机接口技术在医疗中的应用10 图表13量子位预测2040消费级脑机接口具有千亿市场空间11 图表14脑机接口主要研究机构和企业11 图表15脑机接口侵入式和非侵入式代表性企业和机构研究成果12 图表16脑机接口产业链概览13 图表17NEURALINKN1芯片仅有4MM*5MM14 图表18NEURALINKN1芯片具有1024个电极14 图表19复旦大学研制出无线64通道BCI芯片14 图表20上周板块指数行情统计15 图表21上周通信在申万一级行业指数中表现第716 图表22上周WIND通信行业板块指数行情统计16 图表23上周WIND通信行业概念指数行情统计17 图表24截至上周通信个股表现情况17 1本周专题 1.1上海发布脑机接口支持政策，引发市场关注 上海市人民政府发布《上海打造未来产业创新高地发展壮大未来产业集群行动方案》，提出打造未来健康产业集群，重点发展脑机接口技术。《行动方案》列举四大方向纲要，包括加速核心技术、加快学科研究建设、推动行业底层硬件发展和探索应用领域。在核心技术方面，加速非侵入式脑机接口技术、脑机融合技术、类脑芯片技术、大脑计算神经模型等领域突破；在学科研究建设方面，加强脑工程学、脑神经信息学、人工神经网络等基础研究；在底层硬件方面，推动类脑芯片、类脑微纳光电器件、类脑计算机、神经接口、智能假体等研发创新。在应用领域方面，探索脑机接口技术在肢体运动障碍、慢性意识障碍、精神疾病等医疗康复领域的应用。 图表1脑机接口重点发展领域 脑机接口重点发展方向方向具体内容 核心技术方面 非侵入式脑机接口技术、 脑机融合技术、类脑芯片技术、大脑计算神经模型 学科研究建设 脑工程学、 脑神经信息学、人工神经网络 底层硬件 类脑芯片、 类脑微纳光电器件、类脑计算机、 神经接口、智能假体 应用领域 肢体运动障碍、 慢性意识障碍、 精神疾病 资料来源：《创新产业集群行动计划》，华安证券研究所 脑机接口领域未来会迎来四大发展趋势。根据中国科学院院士吴朝晖在《脑机接口的未来发展趋势》报告中指出，脑机信息交互手段从原来的以电为主，走向电、光、磁、声等各种手段的综合；脑机融合的增强能力逐步从行为增强到各种感知增强；脑机技术研究的硬件向柔性、无线，以及更加微小化、更加高通量和低功耗方向发展；在应用领域方面，脑机接口技术有望在神经/精神疾病的诊断、治疗、康复等临床应用领域，引领新的技术发展。 图表2脑机接口未来发展趋势 脑机接口主要发展趋势 脑机信息交互手段从原来的以电为主，走向电、光、磁、声等各种手段的综合 脑机融合的增强能力逐步从行为增强到各种感知增强，乃至高级认知的增强脑机技术研究的硬件向柔性、无线，以及更加微小化、更加高通量和低功耗方向发展 脑机接口技术有望在神经/精神疾病的诊断、治疗、康复等临床应用领域，引领新的技术发展。 资料来源：《脑机接口的未来发展趋势》，华安证券研究所 脑机接口是在脑和外部设备之间建立起来直接通讯通道。脑机接口系统从大脑皮层采集信号,并转换为可以被计算机识别的信号,提取信号特征、识别并转化为对外部设备的控制指令,实现对外部设备的控制。 图表3脑机接口系统组成部分 脑机接口系统组成用途说明 信号采集采集大脑活动信号,可通过侵入式的微电极、探针等设备从大脑皮层直接采集, 也可采用非侵入式设备(脑电帽等)通过头皮获取。 信号处理 将获取的大脑活动信号经过放大、滤波、转换等预处理环节后,可转为数字信号被计 算机等外部设备识别。信号预处理可效减少脑电信号中的噪声、眼电、心电、肌电等其它信号的干扰。进而采用特征提取算法提取信号特征并分类(可采用支持向量机、深度学习等方法),以识别不同的大脑活动信号。 控制将信号处理后的信息编码并转化为控制外部设备的具体指令,实现对外部设备 的控制。 反馈获得环境反馈信息后再作用于大脑。 资料来源：华安证券研究所整理 图表4脑机接口系统构成和主要应用 资料来源：《BNCIHorizon2020》，华安证券研究所 根据“侵入性”可将脑机接口分为侵入式脑机接口、半侵入式脑机接口和非侵入式脑机接口三类。侵入式脑机接口通过手术等方式将信号采集装置(电极)直接植入患者大脑皮层，以获得高强度、高质量的信号，但此种方式经济成本和安全风险均较高，极有可能引发免疫反应和脑胶质细胞结痂等炎症反应，从而导致信号质量下降；半侵入式脑机接口通过手术方式植入电极，但电极处于颅腔内，未达到大脑皮层，相较于侵入式脑机接口，虽采集到的信号较弱，但免疫反应和炎症反应发生率均较低，安全 电信号采集方式，将信号采集电极置于头皮外部的非侵入式脑机接口，但由于电极与神经元距离较远，测得的信号噪声较大，对信号后期的处理要求较高 图表5脑机接口分类 脑机接口分类作用机制优点和缺点 侵入式脑机接口 半侵入式脑机接口 非侵入式脑机接口 通过手术等方式将信号采集装置(电极)直接植入患者大脑皮层，以获得高强度、高质量的信号，但此种方式经济成本和安全风险均较高，极有可能引发免疫反应和脑胶质细胞结痂等炎症反应，从而导致信号质量下降。 通过手术方式植入电极，但电极处于颅腔内，未达到大脑皮层，相较于侵入式脑机接口，虽采集到的信号较弱，但免疫反应和炎症反应发生率均较低，安全系数较高。 将信号采集电极置于头皮外部的非侵入式脑机接口。非侵入式脑机接口技术主要包括脑电图(EEG)、脑磁图(Magnetoencephalography，MEG)以及功能核磁共振成像(functionalMagneticResonanceImaging，fMRI)三种。 优点：能够获得质量相对较高的脑电信 号 缺点：植入手术容易引发免疫反应和创伤，植入过久容易有信号质量下降甚至消失的问题口“。 优点：引发免疫反应和创伤的概率较低。 缺点：采集到的脑电信号清晰度较差。优点：无需手术，是对人体创伤最小，采集方法最为简单的脑电信号采集方式。 缺点：由于电极与神经元距离较远，测得的信号噪声较大，对信号后期的处理要求较高 资料来源：《脑机接口在卒中患者上肢功能和手功能康复中的应用》，华安证券研究所 提取大脑信号最常用的方式为非植入式,包括功能性磁共振成像(functionalMagneticRe-sonanceImaging,fMR