奧譜天成：中國光譜硬件已領先應用加磅后將快速騰飛

——奧譜天成總經理劉鴻飛博士專訪

　　分析測試百科網訊 光譜技術已邁過百年歷史長河，中國光譜事業的發展離不開老中青科學家，也離不開砥礪奮進的國內外光譜儀器企業。分析測試百科網聯合中國光學學會光譜專業委員會共同舉辦“七彩光譜 萬象更新”主題系列采訪。在CISILE 2021展會召開期間，我們采訪了奧譜天成的創始人和總經理劉鴻飛博士。奧譜天成是近年來在光譜領域快速崛起的一匹“黑馬”，無論在光譜核心器件還是拉曼光譜、地物光譜方面都以優質的技術贏得了市場的廣泛認可和好評。劉鴻飛博士將為我們講述自己的創業歷程，展現國內光譜企業的技術實力，并展望中國光譜無限光明的未來。

奧譜天成總經理劉鴻飛博士

做頂天立地的光譜儀器

　　奧譜天成以拉曼光譜儀作為拳頭產品，提供包括光纖光譜儀、高光譜成像儀、地物光譜儀等光譜產品，側重公安、環保行業光譜儀的應用。劉鴻飛博士本人是國家科學儀器重大專項“等離激元增強拉曼光譜儀器研發與應用”(項目號：2011YQ030124)的子課題負責人，負責項目中各類拉曼光譜儀的研制工作。奧譜天成是國家《拉曼光譜儀標準》起草單位、福建省《便攜式拉曼光譜儀標準》的評審專家單位。

　　“從讀研究生開始，我就一直從事光譜行業，原來主要參與研發航天光譜如風云四號氣象衛星、神舟七號宇宙飛船上的光譜設備。” 劉鴻飛首先談到了自己跨入光譜之門的歷程，“為什么創辦奧譜天成？眾所周知，中國的軍工技術并不落后，有很多先進的技術，但它們僅停留在實驗室，未走向工業生產和經濟生活；其它領域也如此，我國大量科研先進的技術都還停留在實驗室。廈門大學田中群院士有一句格言：做學問要頂天立地，頂天指做高大上的如航天領域的儀器設備；立地就是要走向民間生活，為經濟發展服務。2015年前后拉曼光譜在國際上已發展10-20年，我國的研制才剛起步。我在2015年創辦奧譜天成，立志將中國拉曼光譜儀做到最好，推向全世界。近年來發展后，奧譜天成的拉曼光譜儀取得了一些小成績，目前在行業中是大家比較認可的公司，多款產品和技術做到了國際領先。”

　　奧譜天成立足于兩條腿走路，首先在光譜領域做到行業領先，第二為具體的客戶提供整體解決方案。比如在公安、環保行業提供了一系列產品，包括禁毒行業、刑偵行業、食藥環保行業，都有整體解決方案。比如為禁毒和刑偵行業提供常規毒品測量、毛發毒品測量、尿液/唾液毒品測量，為環保行業提供各種各樣水質的監測方案以及煙氣的檢測方案。談到奧譜天成主要的優勢劉鴻飛表示：“我們的產品全部是自主研發，具有完全的自主知識產權，每年營收的30%投入研發，近年來公司發展非常迅速，每年銷售額增幅3倍。有些老師和同行把奧譜天成比作是光譜行業的華為，當然我們還差很遠尚需更加努力。”

　　在小型拉曼光譜儀領域，奧譜天成在國內已是技術一流，在國際上也是知名品牌，行業占有率達到世界第一梯隊。在地物光譜儀占有率方面，奧譜天成是國內領先國際前列，有幾款產品在行業的占有率已經達到40-50%。除了保持公安和環保領域的優勢，奧譜天成還將在智慧農業方面加大研發力度，推出極具競爭力的產品。

奧譜天成代表產品

　　接下來，劉鴻飛博士介紹了CISLIE展會上帶來的幾款具有代表性的產品。

手持拉曼和顯微拉曼

　　奧譜天成的拉曼光譜儀提供266nm、532nm、633nm、638nm、785nm、830nm、1064nm激發波長、從266nm到1064nm的7個波段可選。

　　CISLIE展出的ATR6600 Pro手持式拉曼光譜儀，它是一款全新設計的1064nm激發波長拉曼光譜儀，檢測速度非常快。國際上僅有美國必達泰克、日本理學具有同類儀器，ATR6600 Pro檢測一個樣品，僅需3-5秒，其檢測速度比國際同行快10倍以上。同時，體積最小、重量最輕，操作非常方便，已廣泛用于公安、制藥行業。

ATR6600Pro手持式拉曼光譜儀

　　另一款ATR1600手持式拉曼光譜儀，是目前全世界體積最小的拉曼光譜儀，僅有火柴盒大小。它采用先進的高集成光路和半導體工藝，現場執法人員可把它放在口袋里，遇到可疑物質就可以直接拿出來檢測，非常簡單易用。

ATR 1600手持式拉曼光譜儀

　　奧譜天成還推出了ATR8500顯微拉曼光譜儀（4cm^-1分辨率）和ATR8800型科研級顯微成像拉曼（0.5-1 cm^-1分辨率）。ATR8500是在享有盛名的ATR8300基礎上，進一步研制成功的顯微拉曼光譜成像儀，ATR8300在全球已售出超過150臺，對該領域的必達泰克形成了有力的競爭。

　　ATR8800系列科研級顯微共聚焦拉曼光譜成像儀，采用全自由空間光路、長焦距光柵光譜儀、共聚焦顯微鏡等技術，結合圖像處理、高精密運動控制等技術，形成了超高分辨率0.5cm^-1、激光光斑<1μm，達到行業一流水平；ATR8800顯微共聚焦拉曼光譜成像儀最多可以內置4個激發波長：325、532、638、785、1064nm中的4個波長，也是行業為數不多的集成1064nm激發波長的顯微拉曼光譜成像儀。

奧譜天成生產的ATR8800（左）和ATR8500顯微拉曼光譜儀

微型光纖光譜儀：超高性能 交貨超快

　　談到發展的國外對標企業，劉鴻飛笑著說： 奧譜天成在創業初期有兩個目標，可謂“一肩挑兩個”，一個是海洋光學，一個是必達泰克；目前已經跨越了最初的障礙，初步實現了超越目標，在小型光纖光譜儀方面的市場占有率已經趕超海外品牌，排列前茅。

奧譜天成微型光纖光譜儀系列

　　談到奧譜天成光纖光譜儀的優勢，劉鴻飛博士首先提到的是高性價比。他介紹奧譜天成的光纖光譜儀性能一點都不亞于進口產品，并已在部分方面實現超越。但是供應商大部分都實現了本地化，大幅度降低了成本，從而產品銷售價格比國外同類產品便宜很多。

　　其次是產品的交貨速度，由于光纖光譜儀都是定制化的，客戶下單后，公司會根據客戶的需求，進行一些參數的調整后再生產。比如某進口企業的工廠全在美國，中國下訂單到美國，評估后的交貨期至少3個月，而奧譜天成的交貨期是半個月。比如今年春節過后有一個客戶欲下400臺的訂單，美國交貨期400臺的交期是4個月，奧譜天成僅花一個月就保質保量交付了全部產品，這樣的交付速度，震驚了客戶。這種定制光譜儀的超快交付能力，讓奧譜天成獲得了客戶的廣泛贊譽，體現了中國制造的強悍實力。

地物光譜儀和高光譜成像儀

　　奧譜天成的地物光譜儀，是目前國產唯一擴展到中遠紅外全波段的地物光譜儀，最寬可達11 m，是行業內非常受歡迎的儀器。

奧譜天成生產的ATP9110全波段地物光譜儀（最寬范圍：300nm-11um）

　　此外，奧譜天成還推出了一系列的高光譜成像儀，包括ATH1010系列透射光柵型高光譜成像儀、ATH1500系列超輕型高光譜成像儀，并在此基礎上推出了ATH2010與ATH2500型手持式高光譜成像儀、ATH3010與ATH3500型轉臺式高光譜成像儀、ATH5010與ATH5500型顯微高光譜成像儀、ATH6010與ATH6500便攜式高光譜成像儀、ATH8010與ATH8500型實驗室平掃高光譜成像儀、ATH9010與ATH9500無人機載高光譜成像儀。

奧譜天成推出的高光譜成像儀系列

迅猛發展的光譜市場

　　劉鴻飛表示：整個光譜容量市場非常大，據相關報道達幾百億，近年來快速發展。以拉曼光譜儀為例，5年前中國拉曼光譜市場年銷量1,000余臺，現在已達10,000臺的年銷量，主要來自于客戶各種新應用的不斷開發。如去年某個項目，手持拉曼的一個采購訂單，就達10,000臺。

　　客戶的需求非常明顯并越來越多。在國家智能制造的大戰略下，光譜儀器作為智能制造的“眼睛”，可應對市場諸如公安刑偵、公共安全、水果分選、工業檢測等各種各樣的需求。光譜儀器的市場容量近年來在快速增長，需要儀器廠商在應用方面不斷投入和研發，每一個新的業務都會帶來儀器產品的爆發式增長，這是光譜儀器的發展趨勢。儀器同行們只要致力于解決各種實際的問題，就能帶來大幅的增長。此外，拉曼光譜儀在中國的制藥市場還未全面打開，而國外的普及程度非常高。這是由于中國法規中對原輔料的檢測采用抽檢制，檢測樣品量小；而歐美日都要求對制藥原輔料必檢，檢測量是抽檢式的平方倍，即若抽檢是幾十萬次，如果是必檢，檢測量將達幾億次，這個時候，拉曼光譜法快速、無損的優勢將會充分發揮。

　　劉鴻飛表示：在常規拉曼方面，奧譜天成及同行已開展大量工作，儀器非常成熟，用戶單位也普遍能接受，拉曼光譜未來的發展趨勢包括如下幾點：

　　首先是做得更小、更加專業化。目前的應用包括公安、禁毒方面危險化學品的應用，以及制藥方面的儀器。

　　其次是快速掃描。隨著科研領域檢測樣品增多，檢測工作量增多，同時需要對快速變化的樣品檢測，就呼喚快速掃描、快速成像的光譜出現。目前主要是國外儀器占領市場，奧譜天成已開展高成像速度的拉曼光譜儀的研制。

國產光譜硬件已超越進口 應用還需加強

　　劉鴻飛進一步談到，在拉曼光譜硬件方面，國產儀器經過近幾年發展和激烈的競爭，已經超過進口儀器，甩出美國5-10年；包括光學效率、檢測速度、集成度、小型化方面，都已經取得國際領先。

　　首先是檢測速度更快。比如785 nm手持拉曼，國內包括奧譜天成的幾家國內企業的產品，檢測一個樣品只需3-5秒出結果，海外進口的通常需要30-40秒。檢測速度直接反映了儀器的靈敏度，如果靈敏度不夠，就需要累積檢測時間。造成這種差異的原因是：國外產品光路設計大都發生在10年前，采用光纖耦合技術，光路設計和裝備比較簡單。而奧譜天成采用全自由空間光路設計，減少了中間光學信號的損耗，只是對儀器裝調工人的要求較高，光路設計比較難。由于國內市場的激烈競爭，包括奧譜天成的三家國內企業都已采用全自由空間光路設計，檢測速度遠遠優于國外產品。在1064nm手持式拉曼光譜儀，國內雖然起步較晚，但是充分發揮了后發優勢，2018年，奧譜天成推出了ATR6600型手持式1064nm拉曼光譜儀，深受用戶喜愛，極大地推動了1064nm拉曼光譜儀在國內市場的普及；在此基礎上，奧譜天成進一步推出了ATR6600Pro，采用全新優化設計的光路，使得靈敏度提升了10倍，檢測速度也大幅提供，檢測一個樣品只需要3-10s，基本達到785nm拉曼的檢測速度，克服了1064nm拉曼檢測時間的不足，將進一步帶領市場走向1064nm拉曼光譜儀。

　　其次儀器體積更小。對于785nm拉曼來說，國外進口的，大都在1.5kg左右，而奧譜天成的ATR6500僅重<480g。這也是來源于國內拉曼光譜集成度更高的后發優勢：芯片集成度更高，元件更少，電池密度更高，全自由空間設計的整機集成度更高，光路上的集成帶來跨越式的發展。

　　在1064nm的拉曼光譜儀方面，奧譜天成的產品已遠超國外性能，ATR6600 Pro手持拉曼一經推出，就全面超越了必達泰克和日本理學，無論是檢測速度還是可靠性，ATR6600 Pro正常使用6個小時都沒問題，而國外產品用半個小時即非常燙手。1064 nm產品可以避開熒光信號，海洛因、芬太尼，麻果（病毒摻雜淀粉），生物提取的物質都有熒光，針對這些檢測需求，公安領域已經基本上不再采購785nm拉曼，全面選用1064nm拉曼，而這個市場正是由奧譜天成在不懈的技術推廣，而帶動起來的。

　　目前的差距是：在拉曼光譜的應用和數據庫方面，中國和美國日本等產品有差距。奧譜天成目前已經與中國科學院、廈門大學、華中科技大學、中南大學、上海師大等開展了應用項目的合作，并正在與多家機構合作進行相關譜圖庫的建設。目前奧譜天成的譜圖庫總量已達近2萬種。

　　當筆者問道科研客戶發文章的問題時，劉鴻飛表示：由于考核體系，高影響因子的期刊，都是海外主辦的，因此我國科研用戶都需要發英文文章，這些刊物的評委基本上都是國外專家，對中國儀器的認可度較差。這是國內推廣儀器遇到比較大的挑戰，要解決這個問題比較難。從奧譜天成來說，首先我們積極外銷產品，讓國外專家了解中國有一家公司做拉曼，目前進展還不錯，很多海外的專家都用奧譜天成的儀器做出了很多成果，也發表了很多高水平的文章，這些都有利于世界重新認知中國產品。奧譜天成許多科研的儀器已經賣到法國、英國、美國、加拿大、日本、印度，他們做出成果發表了很多SCI文章，這也可進一步提升奧譜天成的知名度。其次，需努力讓中國制造的儀器在世界專家的心目中留下較好的印象，這可能需要5-10年的過程，反過來再推動國內教授們對國產儀器的認識。奧譜天成做了很多工作，包括將我們的儀器同國外儀器做現場的比武，直接進行性能對比等，都對大家正確認知國產儀器，有一定的幫助作用。

用奧譜天成儀器做出的學術成果，發表在高水平學術期刊上

　　另一個挑戰是：國內產品良莠不齊，能提供終端拉曼產品的廠家近百家，有的產品質量不好就打價格戰，用戶單位購買了性能差的產品，影響了國內整體儀器的口碑。不過劉鴻飛認為：“任何一個行業都有一個百家爭鳴的過程，過程中面臨激烈的競爭。只有自己真正有核心技術，有質量過硬、良好服務的產品，才能在大浪淘沙下生存下去。激烈競爭過后留下的必定是精品。我相信未來5年，包括拉曼光譜的其它光譜行業，都會通過激烈競爭后留存下5家左右的企業，而他們的整體水平將達到一個非常好的狀態，國產儀器的口碑也會越來越好。

　　奧譜天成也處于這樣的歷史洪流中，也面臨國產儀器的競爭和挑戰，他們只拼低價，隨便承諾質保年限，這也是我們當下面臨的挑戰。奧譜天成靠口碑逐漸贏得了市場，贏得了很多用戶的信任，從而帶來長久持續的發展。2018年公司產品開始銷售后，銷售額每年都以3倍的增長率提高。奧譜天成將不忘初心，將產品的技術、質量、可靠性做好，我們非常有信心應對大浪淘沙的過程，讓產品成為市場和用戶全面認可的精品。”

大批博士投身儀器行業 努力改變國內用戶的認知

　　對于國內光譜用戶的認知，劉鴻飛博士說：“像奧譜天成這樣在踏踏實實做事情的公司，國內很多。尤其最近10年，中國一大批碩士博士下海創業，他們非常認真和兢兢業業地鉆研，經過一些年的發展后，目前都取得了非常好的成績。創業初期推出的儀器，可能會有一些問題，這也是正常的，因為即便是國外產品也一樣會有問題，但是只要企業可以快速改進，修復產品所存在的問題，就是一個很好的公司；這樣，經過5-8年的沉淀，就能做出行業里的好產品。科學儀器的技術門檻比較高，人才相對比較欠缺，對高端人才需求量大，而且要求其沉淀時間比較長。科學儀器行業其實不太賺錢，大家都在靠情懷在支撐。舉個例子，即使把儀器行業老大——賽默飛，一年也就200億美元左右的產值，這個產值的企業，如果放到中國的房地產行業，前100名估計都排不上；但是，科學儀器對國民經濟的發展起到了極大的支撐作用，俗話說：沒有這個金剛鉆，就攬不了那個瓷器活，科學儀器就是很多領域的必備工具，幾乎同各行各業都相關，智能制造的實現，離不開科學儀器技術的發展。在此，希望行業、專家、用戶多給國產儀器一點時間和一點耐心，來支持其堅持不懈的努力和成長。當然，我們將不負韶華、不負希望，用更好的產品回報用戶和社會。因為不認真做企業，遲早要被社會淘汰。”

公司未來發展規劃

　　劉鴻飛表示，奧譜天成將繼續聚焦于光譜儀器，未來在拉曼光譜方面，奧譜天成將進一步推動小型化、拉曼快速掃描成像方面的儀器研制工作，推出更加符合客戶使用的產品，另外，在應用開發上，也會進一步聚焦方向，拓展拉曼光譜儀的應用面。光纖光譜儀是公司產品的基石，奧譜天成也將進一步加大投入，持續提高產品可靠性，推出不同光譜應用專用方向的儀器。此外，將進一步加大在公安、環保、智慧農業三個領域專業儀器的應用開發，從而進一步促進未來幾年的快速增長。奧譜天成將繼續秉持其“技術就是力量”的思路，加大研發投入，進一步推出更好用的儀器產品，多出產品、出好產品。