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四方光電股份有限公司作者
在制造業中，傳感器往往是被集成在大系統里的小小零部件，看起來是小配角，但懂的人都知道，傳感器是制造業中的核心部件，智能生產的“感官神經”，可以為工業互聯網和AI決策提供數據基石，助力降本增效與柔性制造，是中國制造業高質量發展和數字化轉型的關鍵一環。
科學儀器，同樣看起來很不起眼，行業規模小，對GDP的直接貢獻小，但對學術科研，工業生產，環境和健康等的多方位撬動卻影響深遠，關乎國家科技創新，競爭力與戰略安全。
除了戰略地位相似外，傳感器和科學儀器的相似之處還在于，都高度依賴進口。隨著國產替代浪潮洶涌而至，我們也清醒地看到，由于供應鏈，技術創新和品牌效應的多方影響，如何在替代的同時，保持較高的毛利率，實現可持續發展，已成為眾多國產廠商面臨的一大挑戰。
在武漢，有這樣一家企業，20多年來，聚焦氣體傳感器技術平臺和氣體分析儀器的研發和制造，在解決了一個又一個產業問題的過程中，從一家僅有4人的初創企業，成長為產值8.73億，利潤過億元的科創板上市公司、國家專精特新小巨人，并因為持續創新及成果轉化獲評“國家企業技術中心”，在儀器儀表領域為數不多。
作為四方光電股份有限公司(簡稱四方光電)的創始和掌舵人，在熊友輝本人看來，公司的發展是穩健的，22年來，穩扎穩打，沒有激進，沒走彎路，也沒有大起大落，始終踐行“高技術，低成本，量產化”的理念，堅持做低成本、高質量的產品，并確保利潤。這一點，20多年從未改變，創業時寫下的商業計劃書，現在回頭看，基本沒有偏差。
在筆者看來，除了穩定的內核和戰略定力，熊友輝骨子里更多的是敢想敢做：
★ 敢于在做國產替代的研發時，設定將成本降低10倍的目標，并屢屢成功;
★ 敢于采用技術創新，改變產品的成本結構，將成本一降再降;
★ 敢于從工業市場闖進看似是兩個圈子的民用市場，從10萬，100萬，1000萬的數量級來思考問題;
★ 敢于要求研發團隊“吃著碗里的，看著鍋里的，種著地里的”，看似貪心，卻因為默默做著技術儲備，成為公司可持續發展的底氣。
★ 敢想敢做之外，熊友輝也是自信的，對于供應鏈，產業鏈，有著近乎癡迷的愛好：“拿到一款產品，我都能很快地估計出成本，八九不離十。”因著熊友輝的這份癡迷和自信，四方光電的產品真正做到了低成本，并兼顧可觀的利潤。
帶著探秘的想法，近日，儀器信息網有幸采訪了四方光電創始人，董事長熊友輝博士，解鎖四方光電的成功密碼。
成功的密碼：高技術+低成本+量產化
1999年，熊友輝從華中科技大學熱能工程博士畢業，選擇留校，從事煤燃燒與污染的研究開發工作，期間發現，研究用的煙氣分析儀用到的氣體傳感器都是進口的，非常貴，熊友輝便萌生了自行研發一款低成本氣體傳感器的想法。
說干就干，2003年，熊友輝創立了四方光電，開始了氣體傳感器的研發之路。22年來，始終秉承以技術創新，改變傳統制造業的經營理念，并摸索出一套成熟的方法：高技術，低成本，量產化。
通過持續的技術創新，產業化，擴大行業應用，將傳感器的成本一降再降，有的產品價格只有當時國外同類產品的十分之一。
談起這樣的案例，熊友輝如數家珍。
案例：沼氣分析-成功實施第一個10萬套的項目
2006年，國家農業部啟動沼氣服務體系工程項目，需要大約10萬套沼氣分析儀，但當時只有進口儀器可用，價格昂貴，或者壽命短的低端儀器，熊友輝敏銳地看到了這個機會，迅速開發了一種新方法，將NDIR紅外傳感器用到沼氣分析上，實現了批量化應用，將傳感器的價格從幾萬元，降到幾千元。
抓住這次機遇，四方光電也快速完成了資金積累，銷售額突破5000萬，成為公司發展的里程碑，也堅定了熊友輝做傳感器和科學儀器低成本國產替代的信心和決心。
案例：技術創新，大量配套煙氣排放連續監測系統(CEMS)
2007年，國內煙氣排放連續監測系統(CEMS)市場快速發展，但常規的熱電堆紅外氣體傳感器存在易受煙氣水分干擾、分辨率較低等問題，熊友輝采用當時先進的MEMS和微納制造技術，開發出高靈敏度、高集成度的新型微流紅外探測器，同時對傳統煙氣分析儀的氣室、光源等進行創新，研發了一款高集成度、高靈敏度、響應速度快、穩定性強的微流紅外煙氣分析儀，大量配套于國內外的CEMS。
案例：闖入民用市場，進入百萬量級市場
通過傳感器技術解決了一些工業市場問題后，敢想敢干的熊友輝，又將目光瞄向了更大的民用市場。2011年，四方光電成功開發民用紅外CO?傳感器，剛開始進入國內新風系統，從材料、工藝到供應鏈全面優化，替代昂貴的進口產品，將原本售價1000美元的工業產品，改造為僅有10美元的民用產品，目前年銷量已達數百萬臺。
在不少人的認知中，工業和民用是不同的兩個市場，兩套玩法。在熊友輝看來，工業和實驗室儀器進入民用市場，并非很多人想象的那么難，核心還是要降低成本，并提高產品的耐久性。在這樣的理念支持下，四方光電在民用市場上也取得越來越多的進展。
案例：成為大的醫療氧氣傳感器供應商，年銷量近100萬臺
持續深耕紅外技術之余，熊友輝帶領研發團隊，不斷推出新的氣體傳感器。2009年，成功開發了用于家用制氧機氧氣濃度和流量監測的超聲波氧氣傳感器，替代以往依賴進口的氧化鋯傳感器，為我國制氧機行業客戶大幅節約生產成本，對制氧機行業標準全面推行起到了重要的作用。新冠疫情期間，公司生產的超聲波氧氣傳感器作為國內外制氧機、呼吸機、麻醉機等醫療器械企業所需的關鍵核心部件，在極短的時間內完成交付。
時至今日，四方光電已經成為國際上的醫療用氧氣傳感器供應商，年銷售接近100萬臺。
深度創新：低成本+高質量背后的邏輯
俗話說“便宜沒好貨”，高技術與低成本，在很多人的認知中是互相矛盾的，熊友輝卻認為，企業家存在的價值，就是做出滿足國家戰略需求，低成本的高質量產品。
在四方光電的發展過程中，“高技術，低成本，量產化”的理念貫穿始終，這一點，20多年從未改變，熊友輝笑言，創業時寫下的商業計劃書，現在回頭看，基本沒有偏差。
談到低成本、高質量背后的邏輯，熊友輝感嘆，中國擁有國際范圍極大的市場，對企業家來說是非常幸運的，有機會從1萬、10萬、100萬，甚至1000萬的年產量規模去思考產品設計開發，大批量制造的邏輯不同，100萬臺的模具，分攤到單件成本可能只有幾毛錢。
除了量產化，技術創新也是降低成本的關鍵因素，四方光電在研發一款產品前，首先就是基于自身在傳感器平臺的技術儲備，瞄準可能解決的社會問題，精準預估市場空間，及儀器設備的臺套數，分析現行方法的不足，找到解決問題的創新方案，系統計算上下游產業鏈的成本，結合工藝和材料，哪些核心零部件要自研，哪些可以外購，在既定毛利率和成本的基礎上，制定出有競爭力的價格體系。
因為對成本的嚴格控制，對于供應鏈和產業鏈，熊友輝有著近乎癡迷的愛好：“拿到一款產品，我一般都能很快地估計出成本，八九不離十。”
制造業產品的定價，不能憑感覺，也不是靠價值，而是要基于第一性原理。曾有一個項目，客戶預期40元，但四方光電通過精準核算研發、模具和供應鏈成本，最終以30元拿下訂單，并還需要保持30%以上的毛利率。
抓住一次機遇，可能靠運氣，抓住多次，一定靠洞察
一家民營企業的發展，第一桶金往往都得益于創始人的敏銳，抓住了一次重要的市場機遇，正如四方光電早期的沼氣項目，結合紅外氣體傳感技術與pH電極，創造的產品，成為公司早期騰飛的關鍵。
抓住一次機遇，可能靠運氣，抓住多次機遇，靠的一定是深刻的洞察，這一點在熊友輝身上表現地尤其明顯。
對熊友輝來說，這種洞察能力，一部分是與生俱來的，更主要的是來自日積月累。白天忙于各種會議，處理各種疑難雜癥，只有晚上是屬于個人的時間。為了保持對前沿技術和市場需求的敏感度，他每天晚上會花幾個小時，研讀國際/國內的學術資料，包括學術界和產業界。
“技術創新，99%是繼承，1%是突破”，只有立足全球，了解到前線的信息，全球面臨的難題，才能找到差異化的創新空間，發現當下及未來的市場機遇。
除了閱讀大量國內外最新資料外，經常查看上市企業的招股說明書，參加國內外重要的行業展會，也是熊友輝保持行業洞察的重要方式。
戰略轉型：從產業鏈的“配角”，到“主角”
大客戶引領著行業發展，掌握著行業主要資源，對于傳感器以及科學儀器設備供應商來說，人人都想跟大客戶合作，不僅可以獲得可持續發展的利潤，還能獲得大客戶對未來技術創新的真實需求，為公司的技術創新提供快速轉化應用的平臺。
但大客戶對于供應商的篩選也非常嚴苛，除了品質，項目運營能力外，往往都需要行業整體解決方案。
而這恰恰是四方光電的優勢，成立22年來，四方光電始終聚焦氣體傳感器技術，在解決社會問題的過程中，完成一項又一項的技術研發，形成了以紅外NDIR、光散射LSD、MEMS工藝MOX、超聲波、紫外UV、固體電解質SE、激光拉曼LRD、可調諧半導體吸收光譜TDLAS，電化學ECD等原理的氣體傳感器和儀器平臺。并通過不同技術的組合策略，產品覆蓋單一氣體傳感器、多種氣體傳感器集成化模塊，具備了多種檢測能力的氣體分析儀及系統。
迄今，四方光電實現了紅外光源、紅外探測器、分析氣室、激光器芯片、超聲波探頭、固體電解質O2及NOx傳感器元件，MOX材料和工藝等的自主研發生產及封裝測試，構建了從“核心材料-關鍵零部件-傳感器-整機儀表”的產業鏈，逐步發展成為我國儀器儀表產業鏈的鏈主企業。
憑借不斷提升的整體解決方案的能力，四方光電也獲得了越來越多大客戶的信任，如今，四方光電的業務結構中，大客戶成為主要的貢獻者，其中不少客戶年采購額超過5000萬。
公司與捷豹路虎、沃爾沃、BOSCH、開利、大金、LG、格力、美的、海爾等世界500強優質客戶深度合作，每年超過1600萬支智能氣體傳感器作為核心關鍵部件配套供應在國內外的暖通空調，汽車、醫療儀器等設備上。
這樣的例子有很多，熊友輝表示。
案例：一臺儀器同時測量煤氣主要成分，降本提效
煤氣分析中，傳統方法為燃燒法熱值儀，色譜和質譜法，但普遍存在成本高，速度慢的特點，四方光電創新性地采用多種傳感器和分析技術，開發出專用的紅外煤氣分析儀，可同時測量CO2/CO/CH4/CnHm，H2，O2等成分。
儀器的制造成本僅為傳統燃燒法熱值儀的1/3，質譜分析儀的1/10;可以實時地讀出測量結果，分析速度達到傳統色譜儀的30倍以上。
案例：解鎖卡脖子技術-發動機排放測試系統國產化
長期以來，國內發動機排放認證設備都依賴進口，價格高昂，運營維護費用高，四方光電基于自主傳感器平臺，開發出全流稀釋排放測試系統(CVS)，可同時測量THC、NOx、CO、CO2、O2、NH3、N2O等氣體體積濃度及顆粒物數量濃度，打破國外壟斷并實現出口。“沒有完善的技術平臺，這項國產化幾乎不可能。”熊友輝說。
案例：壁掛爐市場-從產業鏈的“配角”到“主角”
四方光電服務的很多行業，都是在做國產替代，降低成本，除此之外，公司也在探索一些全球關注的新興市場機會，在同一起跑線上起步，有望彎道超車。
其中熊友輝特別提到了壁掛爐市場，天然氣成分的在線監測是一個全球性難題。公司敏銳地看到了這一機遇，基于扎實的傳感器技術，并收購了燃氣比例閥、燃燒器+換熱器等核心部件企業，構建了“傳感器+執行器+控制器”的完整供應鏈。
“在壁掛爐行業，我們正在探索，從10美元的傳感器供應商，升級為500美元的行業解決方案提供商，實現從傳感器產業“配角”到產業鏈“主角”的戰略轉身。
創新密碼：“吃著碗里的，看著鍋里的，種著地里的”
四方光電園區，有一幢獨棟的五層大樓，內部稱為研究院，公司取得的200多項國際國內專利技術，都是從這里誕生的。
2025年，四方光電喜獲“國家企業技術中心”稱號，代表了國家層面對公司技術創新體系完整性、研發能力持續性、成果轉化有效性的最高認可。
身為研究院院長的熊友輝，把自己的辦公室也安置在這棟大樓里，笑稱，他辦公室隔壁的專用會議室就是“專家門診”，專治各種疑難雜癥。
2024年是制造業企業很具挑戰的一年，很多企業通過優化研發團隊，縮減研發項目來降本增效，而四方光電的研發團隊在過去的幾年卻逐年壯大，目前已超過了350人，匯聚了物理、光學、材料學、電子工程、工業自動化、機械設計、軟件工程等專業的技術人才。
另外，研究院還建成了12個專業的實驗室，包括 MEMS 金屬氧化物半導體實驗室、電磁兼容(EMC)實驗室，三綜合(振動、溫度、濕度)實驗室等。這些實驗室配備了先進儀器設備，覆蓋了材料科學、氣體流量計量、聲學檢測、氣候環境與機械可靠性、電學及電磁兼容性等多個前沿領域，為公司的技術創新提供了堅實的硬件支持。
用熊友輝的話說，研發就是要“吃著碗里的，看著鍋里的，種著地里的”。研究院下設30多個課題組，每年推進近百個研發項目和課題。研發項目大致為“6+3+1”的分類：60%項目為應用場景的開發，30%投入新技術的開發，10%布局前沿探索，包括基礎材料的研究等。
正是因為長期的技術儲備，四方光電幾乎每年都能推出新技術，新產品，并快速產業化。在發現市場機遇的時候，能夠迅速響應，開發出相應的產品和解決方案，這也使得無論外部經濟環境如何，公司的業務都能夠保持穩步增長，所謂“東方不亮西方亮”，從根本上提高了公司的風險抵御能力。
在中國做科學儀器：有紅利，有底氣
中國的科學儀器，正在進入黃金發展期，國家不斷出臺采購國產儀器的政策，各類國有/民間資本持續注入，工業企業，檢測機構等用戶迫切需要降本增效等等，對國產科學儀器企業來說，機遇就擺在眼前，什么樣的企業能接住這潑天的富貴?
熊友輝對此充滿信心：中國擁有世界范圍內極大的市場，最大的制造業中心，最完善的供應鏈，最好、最勤奮的工程師群體，這是中國制造業多年發展積累的紅利，也是企業家最大的底氣。
科學儀器本就多品種，小批量，對國產儀器來說，這種現象尤為突出，如何通過質量管理體系提升產品的穩定性，一直是一個難題，熊友輝認為，借鑒其他行業的經驗是個可能的思路，比如汽車業，擁有幾乎最嚴苛的質量管理體系，對供應商的要求也很高。
四方光電自2016年進入汽車電子市場，提供車載AQS傳感器，經受住了嚴苛的質量考驗，并于2021年榮獲捷豹路虎全球卓越質量獎，以及“0ppm”質量獎，迄今已成為眾多國內外著名車企的合作伙伴。與汽車電子行業的深度合作，進一步提升了公司在傳感器以及科學儀器領域的質量管理體系。
另外，科學儀器行業依靠大量零部件的高度集成，熊友輝建議，有些時候，做科學儀器遇到瓶頸了，可以多到汽車電子等大批量場景去轉一轉，會發現很多又便宜，又耐用的器件，都有機會用到科學儀器上，無論是避免卡脖子，還是控制成本，都有好處。
對于國產替代，熊友輝也有自己的觀點，國產替代通常從模仿和跟隨開始，但一定要瞄準要解決的產業問題，通過技術創新完成新產品的研發和產業化，這樣才能掌握定價權，構建核心競爭力，并形成品牌溢價，實現企業的可持續發展。
在這方面，四方光電做了很多開拓性工作。2012年，四方光電承擔科技部國家重大科學儀器設備開發專項《激光拉曼光譜氣體分析儀的研發與應用》，目的是打破國內氣體分析儀器被進口的在線氣相色譜GC和質譜MS壟斷的局面。目前已實現在天然氣、石油石化、煤化工、新能源電池充放電、實驗室分析等領域的廣泛應用。配合紅外、熱導、順磁等分析儀器，形成了我國自主知識產權的高、中、低端氣體分析儀器的全面解決方案。
全球本土化運營，方可穿越經濟周期
當前中國所處的經濟周期，以及不確定的國際形勢，對于國際品牌占據主流市場的科學儀器行業來說，國產廠商面臨的既是機遇，也是挑戰，從2024年國內科學儀器上市企業的表現上來看，也是參差不齊。
四方光電可謂其中的優秀代表，過去3年連續實現營收的正增長，2024年更是實現了26.23%的高增長。
熊友輝表示，公司之所以能夠保持穩步增長，一方面，得益于一直所堅持的研發投入，足夠的技術儲備;另外，國內市場穩步發展，在暖通空調、工業及安全、汽車電子、醫療健康、智慧計量、科學儀器、低碳熱工等行業大力布局;此外，四方光電的海外業務也做了不小的貢獻，海外營收占比超30%，新建的匈牙利工廠已經投產，為歐洲用戶提供本土服務。
22年前誕生于武漢，但今天的四方光電，早已參與到國際競爭中。目前四方光電的PM傳感器，在民用空氣凈化器、汽車凈化系統、網格化顆粒物監測物聯網等領域實現大規模配套，根據 Yole Intelligence發布的《Gas and Particle sensors 2024》，公司的激光PM傳感器產品在全球市場占有率前列。
在熊友輝的版圖中，四方光電一定是一家立足中國，服務全球的企業，未來將圍繞中國，歐洲，美國三大主要市場建立實體，用本土的資源，研發，供應鏈，來服務本土市場。
最后，應筆者的要求，熊友輝對科學儀器行業的企業家朋友們給出了一些建議，科技創新可給企業發展的信心和底氣，無論外部環境如何變化，都要保持定力和信心，堅持長期主義，熬過一個又一個經濟周期，品牌才會真正沉淀下來。
在當今的環境下，國產傳感器以及科學儀器的發展，迎來了巨大的機遇，很高興從熊友輝身上，看到了非常振奮人心的信心和企業家精神，在此，也祝愿熊友輝能帶領四方光電，繼續穩步前行，迎接新的機遇和挑戰。
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