IBM研制大脑型电脑:电解液充当血液供电降温(图)

IBM研制大脑型电脑:电解液充当血液供电降温(图)

新闻来源: 新浪科技 于October 24, 2013 02:24:20 敬请注意:新闻取自各大新闻媒体,观点内容不代表本网立场! 

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　　IBM公司的科学家研制出一种使用“电解血液”的电脑。这项技术能够在为电脑提供能量的同时起到降温作用，类似于血液在大脑中的功效 www.6park.com

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　IBM的苏黎世实验室正在研究一种新奇的方式，为电脑芯片提供能量和降温，这种研究的灵感来自于人类的大脑。照片中IBM科学家帕特里克-鲁斯手拿的氧化还原流测试芯片便能够做到这一点 www.6park.com

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　　人类的大脑可装入一个2升的瓶子，所消耗的能量相当于一盏20瓦灯泡，能效是当前任何电脑的1万倍左右www.6park.com

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　　IBM研发的液体冷却系统不仅能够让芯片保持正常工作所需温度同时还能输送能量，就像同时输送热量和能量的人类血液循环系统一样。这项技术可用于为3D空间内密集排列的芯片输送能量，无需借助扁平的电路板www.6park.com

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IBM研究人员当前研制的芯片利用钒氧化还原流的化学特性，依靠不同氧化态钒电气化学放电 www.6park.com
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　8月，IBM宣布了一个灵感来自于大脑的新型芯片程序架构。这家公司表示这些芯片能够为研制智能传感器网络铺平道路，具备模拟人类大脑感知和思考的能力 www.6park.com

北京时间10月24日消息，据国外媒体报道，能够精确模拟人类大脑的机器一直被誉为计算机学领域的圣杯。现在，IBM公司的科学家研制出一种使用“电解血液”的电脑，在朝着实现这一梦想的道路上又往前迈进一步。这项技术能够在为电脑提供能量的同时起到降温作用，类似于血液在大脑中的功效。 www.6park.com

　　英国广播公司报道称，IBM的苏黎世实验室在上周演示了这一系统。IBM的科学家布鲁诺-米切尔博士表示：“我们需要研制能效是当前1万倍的超级计算机。通过液体冷却和供电网络与数百个芯片垂直整合到一起，IBM研究院在朝着研制未来仿生电脑的道路上迈出了第一步。” www.6park.com

　　人类的大脑可装入一个2升的瓶子，所消耗的能量相当于一盏20瓦灯泡，能效是当前任何电脑的1万倍左右。拥有这种惊人能效的原因在于大脑只使用一个血管与毛细管网络同时输送热量和能量。这些能量中有大约40%用于维持大脑的正常功能，只有10%用于供能和降温。相比之下，电脑用于降温和供电的能量高达99%，用于处理信息的能量只有1%。 www.6park.com

　　根据IBM的设想，到了2060年，一台千万亿次级电脑的体积小到可以放在桌子上。现在，这样一台电脑占据的面积相当于一个半个足球场。IBM研发的系统被称之为“氧化还原流”，用于输送“电解血液”。电解液起到两个作用，一个是输送能量，一个是带走热量。IBM在一份报告中说：“这个液体冷却系统不仅能够让芯片保持正常工作所需温度同时还能输送能量，就像同时输送热量和能量的人类血液循环系统一样。” www.6park.com

　　这项技术可用于为3D空间内密集排列的芯片输送能量，无需借助扁平的电路板。CNET科技资讯网的斯特芬-沙克兰德报道称，两种被称之为“电解液”的液体携带电荷相反的带电离子，在系统内流动，负责输送能量。这些电解液将穿过直径相当于人类头发的毛细管，将能量输送给常规电线。米切尔指出：“我们的灵感来自于大脑的组织方式。如果我们将对大脑的认知应用于CMOS(互补金属氧化物半导体)装置，我们便可能快速制造生物形态的电脑，使其同时受益于大自然和技术。” www.6park.com

　　目前，IBM正在研制能够模拟人类大脑的电脑，氧化还原流系统便是这项研究的组成部分。8月，IBM宣布了一个灵感来自于大脑的新型芯片程序架构。这家公司表示这些芯片能够为研制智能传感器网络铺平道路，具备模拟人类大脑感知和思考的能力。2011年，IBM验证了一种新奇的大脑型芯片，立基于可升级，相互连接并且可配置的神经突触核网络。这种芯片的内存相当于大脑内的突触，处理器相当于神经元细胞，通讯装置相当于神经纤维，能够复制和改进大脑的能力，对生物学传感器做出响应，立即对来自多个源头的海量数据进行分析。这项计划是同一研究的组成部分。 www.6park.com

　　2009年，IBM宣布利用一台超级计算机对猫的大脑皮层进行了模拟。皮层是大脑的思考区域。借助于性能更卓越的超级计算机，IBM曾于2006年对老鼠大脑40%的区域进行模拟，2007年对整个老鼠大脑进行模拟，2009年对人类大脑皮层进行模拟。IBM希望打造一个由100亿个神经元和1000亿个突触构成的芯片系统

python use function before definition

http://stackoverflow.com/questions/419163/what-does-if-name-main-do


http://ibiblio.org/g2swap/byteofpython/read/index.html



http://stackoverflow.com/questions/9606624/use-a-class-before-its-definition-in-django-model

defined before it's usage

http://stackoverflow.com/questions/261599/why-can-i-use-a-function-before-its-defined-in-javascript

http://stackoverflow.com/questions/4069100/why-cant-i-use-a-javascript-function-before-its-definition-inside-a-try-block


http://stackoverflow.com/questions/1590608/is-it-possible-to-forward-declare-a-function-in-python

If you don't like declaring a function before a use and declaring a function after is impossible, what about declaring it in some other module? Technically you still declare it before but it's clean.

You can create a recursion like the following:

def foo():
    bar()

def bar():
    foo()

(infinite, yes, but it works)

Python's functions are anonymous just like values are anonymous, yet they can be bound to a name. In the above code, foo() does not call a function with the name foo, it calls a function that happens to be bound to the name foo at the point the call is made. It is possible to redeclare foo somewhere else down the code and bar will therefore call the new function.

Your 'problem' simply cannot be solved because it's precisely like asking to get a variable which has not been declared.

(actually, it's not really 'anonymous', but I don't know what to call it)

in short, if you have if __name__ == '__main__': main() as the last line in your script everything will be just fine! – Filipe Pina Aug 3 '11 at 12:24
	@FilipePina I haven't understood your comment -- why can't you put the last line of the code as simplymain() ? – Sanjay Manohar Apr 8 at 16:27
	@SanjayManohar: to avoid executing it on import your_module – J.F. Sebastian Jun 19 at 13:41

If the call to cmp_configs is inside its own function definition, you should be fine. I'll give an example.

def a():
  b()  # b() hasn't been defined yet, but that's fine because at this point, we're not
       # actually calling it. We're just defining what should happen when a() is called.

a()  # This call fails, because b() hasn't been defined yet, 
     # and thus trying to run a() fails.

def b():
  print "hi"

a()  # This call succeeds because everything has been defined.







I came here looking for the exact same solution to the question. But I may have come up with a solution. What if instead, you created a handler, then put that handler below all the methods you need to call. Then just use said handler to call your functions.

The handler takes an argument "nameOfMethodToCall" Then uses a bunch of if elifs to call the right method.

I think this would solve our issue.

def foo():
    print("foo")
    #take input
    nextAction=input('What would you like to do next?:')
    return nextAction

def bar():
    print("bar")
    nextAction=input('What would you like to do next?:')
    return nextAction

def handler(action):
    if(action=="foo"):
        nextAction = foo()
    elif(action=="bar"):
        nextAction = bar()
    else:
        print("You entered invalid input, defaulting to bar")
        nextAction = "bar"
    return nextAction

nextAction=input('What would you like to do next?:')

while 1:
    nextAction = handler(nextAction)

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edited Aug 4 at 23:37

answered Aug 4 at 4:24 obesechicken13 8318

	that seems very unpythonic. Python should handle this sort of stuff all by itself. – Nathan Fellman Aug 4 at 5:47
	re-read the accepted answer. Python does not need the function to be defined until you call it, not just use it in a definition. – tcaswell Aug 4 at 6:50

Matlab Makefile

http://programmers.stackexchange.com/questions/188528/how-do-i-transparently-cache-data-in-intermediate-stages-of-processing

What you are describing in your ideal solution is very similar to what is provided by the make programand makefiles. A makefile essentially expresses a dependency graph from a set of output files, through a set of intermediate files, to a set of input files, along with commands to transform a file at one step to the next.

Inferring names for the various functions you mention above, you might get something like this:

ckt.mat : ckt_properties.mat
    matlab -r generate_ckt.m ckt_properties.mat

freq.mat : fconfig.mat
    matlab -r generate_fpoints.m fconfig.mat

result.mat : ckt.mat freq.mat
    matlab -r freq_dom_sim.m ckt.mat freq.mat

red_ckt.mat : ckt.mat red_order.mat
    matlab -r run_PRIMA.m ckt.mat red_order.mat

This says that ckt.mat depends on ckt_properties.mat, and you can generate ckt.mat when you need to by running matlab generate_ckt.m ckt_properties.mat on the command line. "When you need to" means when the modification time of the source (ckt_properties.mat) is newer than that of the target (ckt.mat).

Now maybe you can do everything with files and makefiles, but this keeps you largely outside of Matlab's IDE. You could also do something purely within Matlab by creating a structure that mimics the aspects of the filesystem that make relies upon, namely file names, modification times, and contents. In other words, create structures that bind a matrix and a modification time (perhaps held as a simple scalar) under a name. Then you would need another structure that encodes the dependency relationships, which is essentially a list of tuples containing a target structure, a list of source structures, and a transformation function. All this is doable (and might even have been done, I don't know), but it might be easier to just use makefiles.

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answered Feb 27 at 2:11 Randall Cook 1,171514

	Awesome answer, thanks! I knew about makefiles, but my friend told me its not really the same thing, so I didn't mention it. Just one more small issue. Would it be easier/better to compare size of matrices rather than date of modification of the .mat file? – Milind R Feb 27 at 3:10
	Also, would it be possible to invoke functions using makefiles? – Milind R Feb 27 at 3:11
	Ok I found out what I needed to. But I don't understand how you pass fconfig.mat as a parameter togenerate_fpoints.m. Unable to find a reference for that usage. – Milind R Feb 27 at 5:32
	You basically need to recompute derived objects when their dependent source objects change. Looking for changes in size is one approach, but can miss things. For example, changing the value of a scalar does not change its size. Looking at the modification time is more reliable, provided it is updated on every change. Computing the checksum of an object is probably the best of all, but can be difficult to compute for structured data like matrices. It is best done with binary blobs of data. – Randall Cook Feb 27 at 18:41
	Passing command-line arguments to matlab scripts is a little tricky. I delved into pseudocode when writing my answer. I did some digging and found a couple pages with some suggestions: quora.com/… andstackoverflow.com/questions/7958320/… – Randall Cook Feb 27 at 18:44

张江药谷变形记

美国化学会Chemical & Engineering News，３月１２日封面文章，报道了中国张江“药谷”的发展．在此之前，中国企业家发表署名文章，写到药物行业在中国的机遇和挑战．考虑到很多同学未来很可能加入开拓者化学和药明康德，把两篇文章摘引如下．
　　　　　　　　　　　　　张江药谷变形记 

作者：韦巍 文章来源：中国企业家 点击数：2798 更新时间：2007-1-2  
  

　　被寄予厚望的张江“药谷”在过去五年来的曲折发展，既反映了中国生物医药产业的创新困境，也蕴藏着突围求变的机会
　　从上海地铁二号线最东端的终点站走出来，在蔡伦路、张衡路和李时珍路的指引下，就到了蛰伏于此的上海张江“药谷”。张江“药谷”的概念来源于“硅谷”，2001年张江开发区的规划者张江集团在接手“药谷”时，也曾雄心勃勃地试图在这里打造一个世界级的生物医药“硅谷”。
　　在其早期规划的蓝图中，张江将会构建一个涵盖“人才培养－研究开发－中试孵化－规模生产”的现代生物医药技术创新体系，一条以全球制药前20强跨国公司为支撑点，以国内知名医药企业为支撑面，以中小创新企业为基本面，以及由国内外一流研发机构、大学为研发支柱的产学研共聚互融的生物医药产业链。
　　整整五年过后，累计已有300多个生物医药项目落户于此，但《中国企业家》在走访调查张江药企生态群落的过程中发现，这里已经成为跨国药企中国研发中心的聚集地。一部分早期抱着新药研发梦想的国内企业正纷纷转型为跨国公司研发外包服务商，而另外一部分坚持自主研发的药企却陷入了资金困境当中。
　　显然，梦想离现实还有不小的差距。按照原张江高科股份有限公司副总经理丁永岳的看法，伴随着张江园区现有的土地接近开发完毕，更紧要的问题将是：张江“药谷”如何将目前的企业“堆积”效应转化为“聚变”效应，并带动中国生物医药产业的创新升级？国内药企如何借助全球制药产业价值链转移的东风赢得发展机遇？
　　没有刻意营造“药谷”概念的印度，已经成功培养出了一批像南新制药、阮氏实验室、西普拉、Wockhardt这样具有国际影响力的制药企业。张江能诞生出中国的希望吗？
　　跨国公司的选择
　　张江抓住的最大机会是跨国公司对中国市场的青睐。
　　2006年11月6日，瑞士制药巨头诺华公司董事长兼首席执行官魏思乐高调宣布：其计划投资1亿美元的全球第8大研发中心落户上海张江。此前一年，诺华曾在选择上海张江还是北京中关村科技园之间举棋不定，张江最终占据上风。这距离瑞士另一医药巨头罗氏在张江设立研发中心仅两年时间。这期间，阿斯利康、礼来、辉瑞、葛兰素史克、日本荣研等世界前20位的制药公司先后在张江设立研发中心。
　　这使得张江“药谷”终于可以明确将“打造研发基地”作为自己的核心任务。而据上海张江生物医药基地开发有限公司总经理王兰忠向《中国企业家》透露，“为了能够更快地吸引企业进驻，张江最早想先把外资工厂纳入自己的体系。”基地成立之初，首先以引入跨国公司生产线为主，包括罗氏制药、三共药业、葛兰素史克、阿莫仙、津村制药、勃林格殷格翰、麒麟鲲鹏生物药业等跨国公司陆续出现在张江药谷一区的规划图上，王兰忠的策略十分明确，“在较短的时间内出形象、见成效，从形态上打响基地的品牌。”
　　而现在，他们可以根据园区的实际需求设置进入企业的门槛。
　　因针对禽流感的药品“达菲”过于昂贵而饱受争议的罗氏是在张江受益最大的跨国公司。在土地资源日益紧张且昂贵的上海，罗氏的工厂占据了张江生物医药基地一期近1/4的版图，其边界在张江二期工程中得到进一步延伸，这其中包括了投资1.4亿元人民币的罗氏致敏生产基地和占地3000平方米的研发中心。尽管目前中国市场的销售额甚至不到其全球市场的2％，但罗氏是惟一一家在张江完成从单纯销售药品(拓展中国市场)，到设立生产基地(产品制造转移)，再到打造研发中心(锁定人才、争夺资源)的跨国公司。而罗氏也成为张江对外推广的“名片”。
　　罗氏中国科研总监和首席科学官陈力向《中国企业家》表示，“目前罗氏中国研发中心已经具备了新药研发的体系，按照预先的规划，3年至5年内将逐步过渡到新药研发。”
　　陈力1988年出国后在有机化学和药物研究领域深造，1992年进入罗氏在美国的研发中心从事研究工作。在陈力担任美中药协主席的时候，他邀请了张江高科技园区开发公司副总经理丁永岳以及张江生物医药基地的其他人士到美国研发机构参观，并与上海市科委、北京市科委等部门有了接触。2000年前后，罗氏开始考虑在中国设立研发中心，陈力是其中主要的策划者之一。
　　诺华1亿美元设立的研发中心的“掌门人”李恩博士的经历与陈力十分类似，出生于上海，先后在中国科学院上海生化研究所及麻省理工学院深造，毕业后在哈佛医学院从事教学工作，并成为马萨诸塞州总医院心血管研究中心和癌症研究中心的主要研究员，随后加入诺华生物医学研究所，担任副总裁兼全球疾病模型中心负责人及表观遗传学项目负责人。
　　跟随跨国公司在中国尤其是设立研发中心的潮流，像陈力和李恩这样的全球医药顶尖人才开始陆续汇聚于中国。
　　这一汇聚带来的最可喜变化在于已经在中国日渐衰落的中草药正在成为跨国公司新的研发目标。在诺华制药全球探索开发部总裁哥劳德博士看来，“基本化合物的筛选已经越来越难出成果，而中草药则是尚未得到有效开采的‘珍宝’。”
　　诺华与中草药领域的研究可谓渊源已久。2004年，诺华与中科院上海药物研究所展开合作，前者通过其在天然产物分离、鉴定和新药自主研发方面的优势，增进了后者在中国创新药物发现重大项目中的领先地位。目前他们希望通过进一步的合作，拓展在创新药物研究全领域合作的可能性，以提高中国药物创新水平。
　　而这正是张江药谷的开发者最希望看到的。王兰忠认为，这最终有益于中国制药产业的升级，是为中国新药研发的突破节省时间的绝好机会。波士顿咨询公司顾问RachelLee认为，上海在知识产权保护方面的积极态度，以及跨国机构高精尖人才的回归，对中国医药研发升级都是利好消息。
　　在跨国药企纷纷进驻张江的背后，是制药巨头面临的研发成本居高不下，化学制药向生物制药战略转移的潮流，印度和中国成为他们新战略的重点。
　　看到这一轮趋势的还有许多同李恩和陈力一样有着良好背景的海外留学生，和他们几乎同时代出国的留学生很多都在张江创办了自己的企业。
　　自主研发困境
　　周明东即是其中一员。在他回来的时候，张江真正能够称得上做新药研发的企业仍然屈指可数。
　　《中国生物医药产业发展的瓶颈与对策》，这是作为泽生科技公司总经理的他为张江药谷一次内部研讨会准备的发言稿，在看上去极为宏大的主题之下，周明东想要探讨的话题却是中国生物医药行业创新研究最为实际的问题——融资，尽管周明东的融资故事在张江药谷广为流传，但和其他创业者一样，他碰到的最大问题仍是融资。
　　1999年，周明东带着自己参与发明的专利，从澳大利亚回到张江。靠着来自亲友的300万元，创建了上海泽生科技开发有限公司。“做生物医药，钱永远是个问题”，周明东不讳言，研发一个生物医药项目，前期资金至少要1亿到2亿美元，后期研发及临床试验如果要扩展到全球的话至少要10亿到20亿美元。
　　2001年4月，泽生药业开发的治疗心力衰竭的药物进入了一期临床动物试验，试验的数据令人振奋，周明东也借此融到了来自私人和上海创投的1000万元人民币，但对于整个临床前期研究来说这仍是杯水车薪。
　　6个月后，周明东向时任张江开发公司总经理的戴海波伸出了求助之手，在向戴海波阐释了泽生发展新药的想法、已经取得的动物试验临床结果后，他向戴说道，“张江引进了这么多外资企业，这么多研发机构，却没有一家国内真正意义上的新药研发企业，这恐怕很难讲得过去。”两个小时后，戴海波终于决定向泽生投资4000万元人民币，并说服上海创投再次追加了1000万元。但4个月后，第一笔打入泽生账户的投资又被投资人戏剧性地收回了。周明东认为主要原因是张江开发公司对泽生研究项目信心不足。泽生的研发也因此陷入低谷。
　　就在投资被收回的第二个月，周明东称自己凭着“三寸不烂之舌”从亲友处获得了1100万投资，并从建设银行获得了500万贷款。这使得泽生的研究坚持到了2004年，令周明东备感欣慰的是，泽生终于拿到了两个重要的临床批文。
　　2004年7月，周明东再次拿到一笔来自香港地产商的6000万元投资，随后，泽生获得政府扶持基金的肯定——上海市政府“科教兴市”重大项目和浦东新区“慧眼工程”向泽生投放共计6100万元的无息贷款，这些资金解决了泽生完成国内临床试验所需的资金。据周明东透露，泽生的抗心脏衰竭的药品将很快在国内发布，临床试验证明，其药效比国际上同类药品高出至少20％。
　　尽管目前泽生算得上是张江“药谷”融资较为成功的企业，但现在困扰他的国际临床试验所需的至少1亿到2亿美元的研发资金仍然没有着落。目前，在中国能够将新药临床试验扩展到国际范围的研发项目可谓凤毛麟角，泽生能否最终修成正果仍令人担忧。
　　在张江，散落着大大小小200多家创新型企业，绝大部分都深陷资金困境。张江为创新型企业群体每年的补助金额已经固定在1600万左右，这对于企业前期而言，仍显得捉襟见肘，而更大的问题是后期超大规模研发资金的无从保证。
　　周明东对此十分担忧，“如果都借助国外的力量的话，最终将丧失知识产权，留不在国内，无法为国内创造价值，那与我在国外为别人打工又有什么区别呢？”
　　在周看来，在目前中国风险投资机制和市场不甚成熟，资金量有限，缺乏专业投资者的状况之下，可行的办法仍然是，由政府引导、募集社会资金(1亿美元)加上境外募集的一部分基金，在保留自主知识产权的情况下，实现药品的国际化。
　　第三条道路？
　　2002年前后，另一个“海归派”惠欣决定在上海创业，“孤零零的三幢楼，遍地是黄土”，这是他对张江药谷的最初印象。
　　但他很快在张江发掘到了好机会，“那时候国内还没有多少专门给制药公司做研发外包服务的企业，这个行业几乎是个空白。”与此同时，美国礼来(Lilly)公司也正在国内寻找研发外包公司，以分发他们的研发外包合同。凭借在投资银行的工作经历，惠欣抓住了这个机会。依靠10万元初始资金创建开拓者化学的惠欣顺利获得了美国礼来的合约。针对礼来的专业服务使创立不久的开拓者化学迅速稳固了自己的规模和品牌。
　　此后，来自欧美的订单源源不断地找到了惠欣，但受制于与礼来签订的“一对一”协议，惠欣失去了一些机会。为了解决这个问题，2003年4月，惠欣成立开拓者生物医药控股有限公司，并在旗下设立睿智化学，以承接其他订单。凭借开拓者化学积累起来的服务经验，睿智化学的成长势头十分迅猛，“现在睿智的年收入大约5000万美元，贡献将很快超过开拓者化学。”惠欣神情振奋地说道。
　　但随着业务的增长，张江也在悄然间冒出了几十家研发外包公司。虽然惠欣创业不到4年，但光景已不如从前，惠欣坦陈，由于竞争激烈，“利润率开始下降。”而药明康德公司是对手中崛起最快的，这个4年前毫无名气的企业目前已经成为全国最大的研发外包企业。药明康德总经理李革的想法跟惠欣相同，“做新药从现阶段看耗资太大，人力储备不足，不如曲线救国。”
　　他们都冀望通过为跨国公司提供研发外包服务机会，培育自身的新药研发体系，从而为未来转型做新药研发做准备。惠欣认为，“将来研发外包服务企业将往两极发展，一种是高端研发路线，另一种是停留在同质化竞争层面。”
　　不过，有过多年医药领域投资经验的上海联创投资合伙人周文水对此却并不看好，“化学物合成仍然停留在相对基础的研发之上，很难取得核心的研发经验，而且，企业容易形成惰性，一旦开始取得相对可观的利润，便很难再继续投入并转型进行新药研发”。
　　开拓者化学和药明康德的路径是张江药谷很多企业的缩影。在张江，很多在新药研发领域踌躇满志的企业最终都选择了研发外包服务公司这条路，他们中间还有一部分人希望通过卖掉公司来迅速套现。
　　研发外包服务使那些有志于新药研发的企业在短期效益和长期战略之间找到了一条中间道路，对于这种模式，张江药谷方面极力推广。2004年，在张江成立了上海市生物医药外包服务基地和上海浦东生物医药研发外包服务中心，目前已有约30家企业加盟，初步形成涵盖新药研发各阶段的“外包”服务链。
　　这些企业能否最终转型成为真正的新药研发企业？陈力并没有正面回答《中国企业家》的提问，他举出美国一家医药外包服务企业成功转型的例子，表示对这一路径颇具信心，“凭借研发外包通往新药研发并非一条不可能的道路。”
　　小贴示
　　研发外包服务机构：CRO(Contract Research Organization，合同研究组织)是一种学术性或商业性的科学机构。研发者可委托其完成临床试验中的某些工作。一个全面的CRO可提供的服务包括临床前试验(如动物实验、体外组织实验)、临床试验及新药上市前后的其他试验。CRO最早于1980年代出现在美国，20多年来，昆泰(Quintiles)、科文斯(Covance)与MDSPharma已经成为这一领域的前三名。中国在这一领域起步不久

国内CRO行业的现状与发展趋势

http://emuch.net/html/201007/2211487.html

国内CRO行业的现状与发展趋势
热4已有 186 次阅读  2009-09-16 14:24   标签:  CRO  趋势  行业  发展  
近期在从事一个CRO企业项目，作为一种新兴的服务外包业务，目前在全球的医药研发领域正迅速发展。九月七日，中国人民银行、商务部、银监会、证监会、保监会、外汇局等六部委联合发文，明确提出“支持符合条件的服务外包企业境内外上市。加大对服务外包企业的上市辅导力度，力争支持一批有实力、发展前景好、就业能力强的服务外包企业在国内资本市场上市融资，提升我国服务外包企业的国际竞争力。”，可以预见未来国内的资本市场也将很快迎来CRO企业上市。

项目组的同事整理和总结了有关该领域的一些基本资料，就国内该行业目前的一些基本情况和发展趋势总结如下：

CRO,即Contract Research Organization的简称，是提供制药企业药物临床研究外包的专业服务机构。目前CRO提供的技术服务内容包括：新药产品开发、临床前试验及临床试验、数据管理、新药申请等，几乎涵盖了新药研发的整个过程。 

CRO服务是制药企业缩短新药研发周期、实现快速新药上市的途径，从而达到节省整个R&D开支、提高新药收益的目的。CRO承担了将近1/3的新药开发的组织工作，CRO全球市场以每年14%的速度增长，预计2010年全球产业规模将达到360亿美元。可见，CRO市场前景广阔并且持续扩张。

1、我国CRO行业的现状和特点

目前，CRO在我国属于新兴技术服务产业。1996年，MDS Pharma Service 在中国投资设立了中国第一家真正意义上的CRO，从事新药的临床试验业务。随后其它的跨国CRO开始陆续在中国设立分支机构，如Quintiles Transnational，Covance 及Kendles等。而同期，随着一些跨国制药企业陆续在中国启动研发业务，进一步刺激了中国CRO的成长。在中国CRO产业发展中起里程碑作用的就是1998年中国仿照美国食品药品监督管理局的形式所成立的SFDA，制定颁布了一系列药品管理法规，强化药品审查制度，我国的药品监督管理体系才逐步完善。下面分别从我国CRO企业分类、产业规模和技术能力来描述我国CRO行业的现状和特点。

从所承担的业务内容来分类，我国的CRO可以分为三类：第一，从事临床前研究的CRO。这部分CRO主要从事与新药研发有关的化学、临床前的药理学及毒理学实验等业务内容。比较知名的有无锡药明德康（Wuxi PharmaTech）和北京Bridge Pharmaceuticals，其它的还有上海美迪西生物医药有限公司（Shanghai Medicilon）、上海华大天源生物科技有限公司（HD Biosciences）、上海睿智化学研究有限公司（Shanghai ChemExplorer）等；第二，从事临床试验的CRO。主要以合资形式的本土CRO企业为代表。如杭州泰格医药（Tigermed）、依格斯（北京）医疗科技有限公司（Excel PharmaStudies）、北京KendleWits Medical Consulting等;第三，从事新药研发咨询、新药申请报批等业务内容的CRO。虽然一些有一定规模的CRO也从事这方面的业务，但中国当前的CRO机构中单纯从事这类业务的占了绝大多数。

从产业规模来看，CRO作为医药研发的一个重要环节，整个医药外包行业的蓬勃发展直接推动了CRO行业的加速发展。在过去十年中，我国医药研发（临床前和临床研究）外包服务市场份额为59亿美元，预计2011年其市场份额将会达到123亿美元。其中，2006年临床前研究市场规模为25亿美元，06-11年的复合增长率预计为15.7%，2011年市场规模达到51亿美元；2006年临床研究市场规模为34亿美元，06-11年的复合增长率预计为15.8%，2011年将达到72亿美元。具体如下图所示：

图：我国医药研发外包产业规模增长情况（单位：十亿美元）

从技术能力上来看，我国目前本土CRO企业具有规模较小、业务较单一的特点。这些特点从一方面不断加强了企业集中利用资源打造细分研发领域的优势，并且作为本土企业，结合了熟悉本国的医药发展状况、文化特点和行业管理方式，与相关行政管理部门、临床研究部门有良好的关系，研发成本较为低廉等优势极大地扩展了企业自身的业务能力，企业发展速度惊人。从另一方面也反映了我国CRO产业存在巨大的发展潜力，为企业未来的迅速壮大提供了足够的上升空间。

2、我国CRO行业的发展趋势

未来我国CRO行业的发展趋势可以用以下几个方面来概括：

首先是外包服务综合化。CRO外包服务在全球可以涵盖医药研发的整个阶段。从新药研发到新药上市，大型跨国CRO企业都能提供一站式综合服务。我国目前CRO整体行业刚刚起步，产业规模发展潜力巨大。对于本土CRO企业来说，未来如何打造完整的产业服务链不仅可以提高我国制药工业的技术创新能力、推动我国尽快进入制药工业价值链的上游，更是为了满足我国医药市场日益增长的需求，是大势所趋的必然结果。

其次是资质认证标准国际化。CRO作为全球制药工业价值链中的重要一环，在质量标准体系上不可避免地要与全球性的标准接轨。SFDA建立后，中国大力推进了GMP、GCP及GLP等质量标准体系的建立，逐渐向西方发达国家的质量标准体系靠拢。但不可否认的是，与西方发达国家特别是美国的严格的质量体系相比，中国与它们之间还是有较大一段距离的。对于真正意义上的新药研发的外包业务，如何在质量标准上达到西方国家的标准（如美国FDA的GLP标准）也将是本土CRO企业未来发展的必要条件。

第三是先进研发操作技术、服务管理流程在CRO行业进一步推广。主要表现在CRO企业强化药物发现的专业技术，建立符合以生物技术为代表的新技术发展的研发模式。并出于时效性的要求，建置网络工具EDC、强化与试验场所的关系，加速临床试验流程。

第四是技术创新和拓展成为企业竞争焦点。CRO业务正在扩展到临床试验之外的更加广泛的领域，有些发达国家的CRO已将其服务扩展到药物研发、临床前研究、药物经济学、药物基因组学、药物安全性评价、Ⅰ－Ⅳ期临床试验、试验设计、研究者和试验单位的选择，监查、稽查、数据管理与分析、信息学、临床文件、政策法规咨询、产品注册、生产和包装、推广、市场、产品发布和销售支持以及各类相关的商业咨询等诸多领域。如何使本土CRO企业具有制药公司需要的技术专长和全球化、高质量的技术开发和临床试验管理能力，满足这些大型制药企业的新药上市需求，也将是未来发展的目标。 

最后是CRO行业结构调整加快。随着我国加入WTO和经济全球化不断加快，大型跨国CRO企业看准我国医药市场的发展前景和研发成本优势大举进军跨国，并以独资、合资、合作形式在我国设立具有外资背景的CRO企业。随着未来CRO产业的不断壮大，竞争必然趋向于国际化。本土企业如何有效与跨国企业合作、消化吸收先进技术、形成自己特色的技术优势以及适应新的竞争环境将是摆在面前的重要课题。

包工头CRO药明康德

药明康德是中国国内成立较早的CRO企业之一，利用自身国际背景突破国内CRO市场的狭小格局，通过本土操作成为成本领先者，经过十余年的高速增长，已经成为国内最大的CRO企业之一。然而在高速成长的背后，药明康德还面对着一系列隐忧，限制着企业未来的发展，比如技术基础狭窄，创新能力缺乏，客户集中度高等。预计CRO+CMO(贴牌生产)的模式可能成为药明康德未来的发展方向。
未来五年中国医药市场将保持高速增长，为国内生物制药企业的发展提供广阔空间。在收入增长、医保覆盖面扩大、城镇化、人口老龄化等多重因素影响下，未来五年中国医疗服务和药物需求增长可能会逐渐加速。据IMS Health等机构预测，中国医药市场规模将在2013年前后将进入世界前三名。
中国企业在研发外包(contract research organization, CRO)和生物仿制药(biosimilar)生产方面表现较为突出。CRO是专业从事医药产品研发的企业，主要依靠承接大型制药企业的新药研发外包合同实现盈利。1996年加拿大制药公司MDS Pharma Service在北京投资设立了中国第一家CRO企业，主要提供临床试验服务。1998年中国国家食品药品监督管理局(State Food and Drug Administration, SFDA)颁布管理办法，规范药品注册和临床试验管理流程，为CRO行业发展提供保障。
此后，大型跨国CRO企业Quintiles、Covance、Kendles等陆续在国内设立分支机构，带动了中国CRO产业发展。截至2009年底，国内已有专业CRO企业300余家，主要集中在北京和上海，单北京地区已有CRO企业约100余家。目前国内已涌现出一批具有竞争力的CRO企业，如药明康德、万全科技、星昊医药等。
新药研发过程漫长，投入大风险高，已经成为大型制药公司的成本重心，CRO正是在这一背景下出现的。为保证不断推出新的专利药，维持高利润率，大型制药公司通常要保证一定数量的新药研发项目储备(drug pipeline)。
以辉瑞(Pfizer)为例，截至2011年11月10日，公司共有正在进行的研发项目95个，其中71个是研发新分子实体(New Molecule Entity)，24个是对现有药物的改进型研发。
大型制药公司通常将部分研发任务外包给CRO企业来降低成本、分散风险。专业CRO公司可以帮助制药企业提升研发效率、加快新药上市速度。新药研发中很多重复性的工作，如前期研究中的中间体合成提纯、中期的临床管理、后期的材料申报审批等，都可以外包给专业CRO公司以节约成本。
CRO企业参与研发前都会与客户签订严格的知识产权合同，事后的纠纷较少，解决了共同研发新药可能导致的知识产权划分不清的问题。
受上游制药行业结构分散、规模小、创新活动少的影响，国内医药研发外包市场规模很小，国内专业CRO企业发展面临诸多困难。
中国制药行业企业规模较小、利润率低。2010年中国年销售排名前十位的上市制药企业年销售之和为209.9亿美元，净利润总和7.5亿美元。相比之下，单辉瑞一家2010年销售额就达到678.1亿美元，净利润82.9亿美元，分别是国内前十名上市制药企业的3.2倍和11倍。
国内制药企业产品中仿制药占压倒性份额，原创专利药很少。国内已经批准上市的382个不同规格的基因工程药物和疫苗中，只有21个属于原创，其余94.5%的产品均为仿制。规模小、利润率低，产品以仿制药为主，导致国内制药企业既没有能力也没有意愿投资昂贵的新药研发项目。
2010年中国销售额排名前五位的生物制药上市企业研发投入总和为2.48亿元，而同年安进公司(Amgen)的研发费为27.73亿美元，是前者的73倍。
此外，国内对知识产权的保护力度不够，大部分制药企业倾向于自行研发新药，以避免因为合作研发或者研发外包导致的知识产权外泄。这造成仅有的新药研发投入也大多流向制药企业内部自行研发项目，最终导致国内CRO服务需求小、新药研发外包市场规模小，国内专业CRO企业发展困难。
发展战略：国际背景本土操作
药明康德是国内成立最早、规模最大的CRO企业之一。姚明康德主营业务是面向一般制药企业、生物制药企业、医疗器械企业，提供从实验室研发到生产的一系列服务。公司面向制药企业的业务主要以小分子药物研发为主，这也是公司目前最重要的销售收入来源。公司还为生物制药企业和医疗器械制造商提供服务实验室测试等服务，这部分业务很可能成为公司未来发展的重点。
药明康德利用自身国际背景突破国内CRO市场的狭小格局，通过本土操作成为成本领先者，实现高速增长。“国际背景、本土操作”战略是药明康德实现差异化经营、保持高速增长的关键　　国际背景：药明康德是典型的归国留学人员创业企业，其商业模式与国际主流CRO企业相似，主要面向海外市场，为跨国制药企业服务。
本土操作：药明康德善于利用本土资源，确立成本领先的战略优势。
2006-2011年五年间，药明康德销售年复合增长率42%，远高于中国生物制药行业的平均增长速度(约为28%)。2011年前9个月药明康德实现销售收入3亿美元，较上年增长22%，实现净利润5,700万美元。
“国际背景”的核心，一是利用国际资本市场融资，二是主要为大型跨国制药企业提供服务，形成融资、客户两头在外的CRO商业模式。药明康德的创业道路与欧美等发达国家的生物制药创业企业(biotech startup)相似，都是创业者以知识产权入股，经过多轮私人融资后在公开市场IPO。药明康德的融资对象多为国外投资者，并于2007年远赴纽交所(NYSE) IPO。
药明康德主要面向国际市场，承接国际制药企业的医药外包服务合同。药明康德的客户主要为默沙东(Merck & Co.)、礼来(Eli Lilly)等大型跨国制药企业，直到2008年，尚无任何本土客户。截至2010年底，药明康德收入的绝大部分来自于美国，其余大部分来自欧洲和日本，来自中国客户的收入几乎可以忽略。
药明康德的“国际背景，本土操作”战略之所以获得成功，与公司创始人李革夫妇的海外经历有关。李革在美期间曾参与Pharmacopeia Inc.的创建。Pharmacopeia Inc.前身为1993年由哥伦比亚大学研究人员组建的Pharmacopeia Drug Discovery Inc. (PDD)。PDD于1995年在美国NASDAQ上市，2004年拆分为专业从事医药研发的Pharmacopeia Inc.和从事医药IT的Accelrys Inc.。2008年Pharmacopeia Inc.被Ligand Pharmaceutical Inc.收购，成为后者旗下的研究机构。李革在Pharmacopeia Inc.的工作经历可能帮助药明康德建立与海外客户的联系。PDD是药明康德最早的客户之一，Pharmacopeia Inc.更是与许多美国大型制药企业有新药研发的合作项目，这可能帮助药明康德与潜在的海外客户取得联系。
借助国际资本市场的力量，药明康德得以通过并购手段迅速建立规模优势。药明康德是为数不多的几家借助国际市场力量完成跨国并购的中国企业之一。药明康德2007年在美国上市，筹得约1.52亿美元，隔年即1.51亿美元收购美国生物制药和医疗器械研发公司AppTec Laboratory Services.。
但由于时机选择的问题，收购AppTec.让药明康德在短期内承受很大压力。收购完成后不久，金融危机爆发，AppTec资产严重缩水，迫使药明康德在收购完成当年(2008年)就一次性减记商誉6,050万美元，导致当年公司大亏。严峻的经济形势迫使AppTec中止了生物制剂生产业务，并以250~ 350万美元的代价裁员约100人，AppTec年销售额也由正增长转为负增长，缩水约19%。
从长期效果来看，收购AppTec对药明康德的竞争力有提升作用。AppTec主营业务包括生物制药和医疗器械研发，与药明康德主营的小分子化学药业务形成互补。AppTec在2007年为超过700家制药企业提供服务，这一广泛的客户网络帮助药明康德在美国这一全球最大医药市场拓展业务。2008年药明康德中国业务的客户总数为105家制药企业，到2010年底，这一数字变为约260家。
“本土操作”的核心，是充分利用中国的人力成本和其他资源优势，借助国内的各种优惠政策，成为全球CRO行业的成本领先者。
新药研发，尤其是小分子化学药的前期研发，包含很多重复性高且有一定技术含量的工作，国内丰富的高素质人力资源为药明康德的扩张提供保障。例如中间体合成，要求操作者具备较高的技术和知识水平，而小分子化学药的前期研发需要合成至少数万种中间体，操作重复性高，需要大量高素质人员参与。国内有竞争力的人力成本和质优价廉的各类资源，成为药明康德以有竞争力的价格赢得新药研发外包合同的关键。
国内不单人力成本有竞争力，而且还是各种化学原料药的主产地，物料的综合采购成本较低。2010年药明康德扣除折旧摊销的人均营业成本为4.62万美元，是Charles River Lab. (9.98万美元)的一半，不到Covance (12.84万美元)的35% 
中国政府对高科技创业企业的倾斜政策，如各类税收优惠，强化了药明康德的盈利能力。药明康德在国内长期享受国家对高新企业和归国留学人员创业的双重税收优惠，其2006年和2007年的实际税率分别为4.3%和4.2%。2008年中国开始实施新税法，取消了对外资企业的税收优惠，但保留了对高科技企业的优惠税率，因此药明康德作为高科技企业仍可享受15%的优惠税率
药明康德的挑战
药明康德的技术基础较为狭窄，在一定程度上限制企业未来发展。药明康德的技术能力主要集中在小分子化合物/中间体的合成；在并购AppTec之后，又获得了基因表达、细胞培养等生物药研发能力。药明康德在国内有一支较强的计算化学(computational chemistry)团队，具备年合成上百万种小分子化合物的能力。在并购AppTec之后，药明康德的生物药研发能力得到强化，尤其是对单克隆细胞系的实验室培养、检测能力大大加强。
虽然药明康德汇集一批高素质人才，但公司实际的创新能力和创新结果乏善可陈。截至2012年一月底，药明康德在国家知识产权局的发明专利申请共有124条，几乎全部是小分子化合物的制备、提纯方法，没有新分子实体专利。药明康德在美国商标和专利局备案的专利只有1项，待批专利申请3项，均为某种功能性草药混合物或制备方法，药用价值较小。药明康德技术基础狭窄的主要原因可能是受制于CRO商业模式，自身的技术积累和创新活动受到限制
与普通的外包合同不同，医药外包合同中，CRO企业向客户移交的产品主要是各类无形的知识产权，保护这些知识产权不外泄是CRO企业赢得客户的关键。为保护客户权益，药明康德采取了严苛的保密措施，几乎完全剥夺自己研发队伍的发明权和著作权，并限制科研人员公开展示或私下交流科研成果。药明康德与全体员工都签订保密协议，后者不仅有义务将雇佣期内的所有发明和发现告知公司，而且必须声明放弃所有自己创造的知识产权。药明康德与客户的服务协议还规定，所有研发项目的知识产权均归客户所有，药明康德的雇员在互相交流时严禁展示任何化学结构(chemical structure)。
这些保护措施虽然在很大程度上帮助药明康德取得了客户的信任，但不可避免地降低了自己研发队伍的创新热情，影响企业的技术积累。研发项目的直接成果(专利、实验数据、工艺参数等)和大部分间接成果(实验中的偶然发现)权益归客户所有，可能是药明康德自身专利技术积累较少的主要原因。
药明康德对于关键客户和关键人员的依赖度较高，给企业未来的稳定运营带来风险。药明康德的稳定运营高度依赖创始人李革夫妇。李革夫妇的海外背景是药明康德能够从国内众多CRO企业中脱颖而出的关键因素。药明康德在国内所有124项发明专利申请中，发明人中包括李革的多达69项。企业对创始人依赖度高，会导致企业的日常经营受到创始人健康状况、私人活动的影响，但随着药明康德发展，对创始人的依赖度会逐渐降低，情况可能会逐渐改善。
药明康德的稳定运营高度依赖为数不多的几个大客户。虽然药明康德的客户总体数量接近1,000，但集中度很高，2010年前十名大客户占其年销售额的60%，其中仅来自默沙东一家的合同就占到其年销售额的18.4%。这使得药明康德对其大客户的变动十分敏感，例如2009年辉瑞并购惠氏(Wyeth)，并削减了一部分研发项目，就对药明康德的经营造成负面影响。近年来药明康德加大了对生物制药业务的投入，已经具备为生物制药企业提供从研发到商业化生产的一体化服务的能力。
药明康德一方面中止位于美国费城(Philadelphia)的生物制剂生产车间，另一方面却在无锡投资新建一座面积超过费城车间5倍的生物制剂生产车间。该生产车间预计于今年晚些时候投入使用，大幅强化药明康德生物制剂的生产能力。
药明康德于2011年11月收购百奇生物(Abgent)，增强企业在抗体药物研发和生产方面的优势。百奇生物与药明康德的背景类似，是由中国留学生创立的面向生物制药厂商的CRO企业，主要的分支机构分布在美国的圣迭戈(San Diego)和中国的苏州。百奇生物的商业模式与药明康德类似，其抗体类生物制剂的技术储备正是药明康德发展生物制药CRO业务急需的。随着无锡生物制剂生产车间完工、与百奇生物的合并完成，药明康德将获得为生物制药企业提供从研发到生产全方位服务的能力。
就目前的情况来看，药明康德未来仍将专注于为制药企业提供服务，并无自行研发创新药物的打算。自行研发新药必然造成药明康德与客户争利的局面，还可能导致客户对知识产权的划分和保护的疑虑，造成CRO客户流失。药明康德2011年收购两家临床试验管理服务公司，显示其投资方向仍然集中在丰富CRO服务品种，拓展CRO业务领域上。这两家公司分别为津石医药(MedKey Med-Tech Development)和杰诚医药(Jiecheng Med-Tech Development)，两家公司互相关联，业务主要是提供临床试验管理服务。
药明康德的CRO客户很可能成为未来的CMO客户(contract manufacturing organization，贴牌生产)；CRO+CMO模式可能成为药明康德的未来发展方向。
CRO+CMO模式前景明朗，发展机会看好。与仿制药生产不同，CMO可以是帮助客户贴牌生产仍在专利保护期内的专利药，无需走仿制药价格战的竞争道路，利润率较有保证。药明康德作为CRO企业已经参与到客户的新药研发和生产工艺研发工作当中，熟悉产品特性，从事相关药物的商业化生产事半功倍。药明康德目前已经初步具备大规模生产小分子化学药和生物药的能力，为未来实现CRO + CMO模式打下良好基础。
争取专利药CMO合同与争取CRO合同一样，取得客户信任是关键；通过CRO与客户建立稳固关系以后，药明康德在争取后续的CMO合同上具备优势。药明康德已经具备较丰富的各类药物生产经验，但目前的生产仍是以供应临床试验为主，大型商业化生产经验仍欠缺；尤其是生物制剂，产能瓶颈有待突破。