造不出来的疫苗玻璃瓶背后
本文来自微信公众号：星海情报局（ID：junwu2333），作者：老局长，原文标题：《造不出来的疫苗玻璃瓶背后：中国药玻产业的内卷与未来》，头图来自：视觉中国
如果我说，疫苗没用，可能是这届“瓶子”不行，你的第一反应是什么？
这并不一定是个伪命题。
事实上，包装材料直接接触药品且贮存药品较长时间，会直接影响药品质量和用药安全。玻璃中的某些成分被所接触的药品析出，或发生玻璃及药品成分相互迁移，是造成注射剂药效衰减、药品不治病的几个重要原因之一。
新冠疫苗的研究进程中我们已经证明了，我们的医药研发实力是很强的，目前中国已经斩获了16个国家以及地区的疫苗订单，总数量大约为五亿剂左右。
相反的是，由于产业起点低，中国医药包装材料行业的发展进程，显著落后于我国医药行业整体发展水平。
比如，国际标准要求盛装疫苗玻璃容器，必须为“一类中硼硅玻璃瓶”，这种玻璃瓶的国产率还不足10%。中国前期获批进入临床阶段的七个新冠疫苗项目，全部用了德国肖特的中硼硅药用玻璃，没有一家采用国产药玻。
换言之就是，这种玻璃瓶，我们自己造不出来。至少无法稳定量产足以满足国际标准的高质量一类中硼硅玻璃瓶。
中硼硅玻璃基本被海外大厂垄断
上世纪60年代，我们就有厂子在试产这种药用玻璃。但近60年的发展过去了，中国的GDP增长了255倍（根据IMF预测数据计算），这种玻璃瓶的国产率依然不足10%。
这是中国很多产业的一个缩影，低起点，高速发展，然后一头扎进低端制造构建起的血汗工厂，陷入痛苦的内卷，从此再无进益。
从华为以后，大家都喜欢写那些被卡脖子的领域，但还有很多领域没有到卡脖子的程度，他们只是国民经济的一根根血管，但却构成了整个机体的健康运转，堵住了也会让人难受，堵得多了就会引发组织坏死。这些领域虽然看上去不致命，但却依然会间接影响整个国民经济结构的健康性，更与每一个普通国民息息相关。
药用玻璃就是这样一个产业，它影响着各大中国药企的成本结构，也影响着仿制药一致性评价的结果，或许还薛定谔式地影响着国产药剂的药效。
想要摆脱内卷困境，实现经济转型，让更多像医药玻璃这样的行业，对标国外先进生产力进行产业升级，实现国产替代，就是一个很重要的解决思路，甚至是必由之路。
造不出中硼硅玻璃瓶，但能造出替代品
2020年4月，牛津大学医学教授约翰•贝尔对装药的玻璃瓶表示过一次担忧，那会他提供的数据是，现在世界上只剩下2亿个药瓶。
到了疫苗逐渐被提上日程的7月，张文宏医生在一次采访中说：装疫苗的玻璃瓶，产量比疫苗还困难。那时全世界做疫苗的厂商都在大批量抢购疫苗玻璃瓶，仅强生一家公司就订购了2.5亿个疫苗瓶作为储备。聊起这件事的时候，有读者开玩笑：如果有什么东西的产量告急了三个月还没有缓解，那通常是因为中国人造不了。
在疫苗要用的玻璃瓶上，被他说中了。
医药玻璃属于包装材料行业，对于药用玻璃瓶我们可以分两个维度来理解：一是制造工艺和用途，二是材料类型。
医用玻璃的两种分类方法
我们先来说材料。
在药用玻璃领域，有一个非常重要的参数，叫做耐水性。指的是在特定条件下单位质量玻璃析出的碱的量（一般用所耗用的酸的体积或换算成氧化纳质量来表示），玻璃析出碱的量越少，耐水性等级越高，对水性药物的影响也就越小。
这听上去有点抽象，如果笼统地概括，就是说玻璃的耐水性越好，材料性质越稳定，就越不会和瓶内的溶剂产生化学反应，瓶子里的疫苗也就越安全可靠。四类玻璃中耐水性最好的，就是一类中硼硅玻璃。
20世纪60年代，中国的医药行业有过一个高速发展的时期，那会的北京玻璃仪器厂率先试生产过5.0中性硼硅玻璃管，到了80年代，宝鸡药玻又引进过美国康宁的全套生产线。
那时的工艺水平究竟如何，现存资料已经很少，但毫无疑问的是，无论是北京玻璃仪器厂，还是宝鸡药玻，他们最初的目标，都是当时最先进的制造工艺。
可那时的中国经济刚刚处于起步阶段，用一个字就可以形容那时大部分中国产业的情况，那就是“穷”。
劳动人民的智慧是很实用主义的，高质量与先进技术，需要高成本和高消费能力才能支撑，这些我们都没有。简而言之：造不起。就算造的起，也用不起。
于是中国人造出了中硼硅玻璃的平替：低硼硅玻璃。
这种玻璃的性能基本就是中硼硅玻璃的全面缩水版，热膨胀系数更大，更容易破碎，也更容易产生炸裂纹与玻璃屑，耐水性虽然尚可，但同等条件下，碱的析出量却比中硼硅玻璃多了一倍还多。
药用玻璃瓶材料性能对比
碱的析出量高，会造成玻璃脱片并与药物发生反应，降低药效。这是造成注射剂药效衰减、药品不治病的重要原因之一。这种玻璃瓶只适合储存一些对化学稳定性要求不高的药品，比如说一些普通的抗生素粉针剂和口服液等。
低硼硅玻璃固然不够好，却够用。它的出现大大降低了国内药玻企业的成本，推动了整个行业的迅速发展。在那个年代，我们实现了医药玻璃领域的第一波国产替代。
然而这种替代品，却又在后来成为了中国药用玻璃领域的阿喀琉斯之踵，在数年间断绝了中国药玻企业进行技术突破的源动力。
内卷是怎么卷起来的
讲完了材料，再来讲工艺。
医药玻璃瓶的生产工艺主要有两种，一种是模制，一种是管制。
模制很好理解，通常是玻璃液通过模具一次成型，退温之后就可以包装入库了，这种工艺步骤少，难度相对较低，但做出来的瓶子一般相较管制工艺瓶壁会厚一些，通常用于做较大规格的瓶子，比如输液瓶。
药用玻璃模制瓶，资料来源：Piramal Glass
而管制工艺的步骤就比较多，难度也比较高，要先后经历两次成型：首先要把熔化状态的玻璃液拉成细长管状，成型一次；接着通过对这个玻璃管进行再加工，经历加热制底、制颈等工序，最终二次成型，才能生产出一个管制瓶。但这种工艺生产出来的瓶子相对更薄，容量更小，较为美观。包括疫苗在内的许多生物制剂药瓶相对倾向于采用这种工艺。
中硼硅玻璃不光熔点高，而且液态时有个非常重要的性质，就是粘度高。用这样的材质，无论是压模，还是要拉出细长且轻薄的玻璃管，成型难度都远高于普通的玻璃液。
目前我们能找到的中硼硅玻璃的模制技术内容比较少，但在这方面，国内医药玻璃的龙头企业山东药玻，已经实现了技术突破，并具有完全自主产权。随之而来的是中国中硼硅模制瓶的整体价格下跌。
但总体上讲，管制瓶的需求量明显高于模制瓶。
疫情前，我国药用玻璃瓶的年需求总量约800亿支，其中模制瓶大约150亿支，占了大约18.8%。普通管制瓶的需求大约也在150亿支左右，采用管制工艺制作的安瓿瓶需求则近400亿支，二者加起来占了总需求量的68.8%。管制瓶的需求占了压倒性多数。
而在管制瓶方面，中硼硅玻璃前段窑炉拉管技术，基本被海外垄断。
国内从事药用玻璃包装的企业近百家，目前还没有一家能在合理控制成本的情况下，真正实现高质量中硼硅玻璃管的稳定量产。前端窑炉拉管技术集中在德国肖特、美国康宁，和日本电气硝子等少数几家外企手里，仅前三家公司的市占率就达到了80%。
好多国产企业说自己实现了国产中硼硅管制瓶的量产，但往前扒一扒，大多还是从外企手里买的已成型的玻璃管，拿回来只需要再进行二次成型即可。
我也不是非要你买我的玻璃瓶，但你想造玻璃瓶，必须买我的玻璃管。
听着熟悉么？搞玻璃管的，和搞芯片的，还有搞手机系统的，最后殊途同归了。
窑炉拉管技术，资料来源：Piramal Glass
手机App千奇百怪，定制系统万紫千红，但归根到底，不是安卓就是iOS；芯片们在各行各业百花齐放，拆开一看，不是高通就是三星，他们还都是台积电造出来的；一如药用玻璃瓶，无论做成什么规格装着什么药剂，原材料都总是来自德国肖特或美国康宁。
根据中国玻璃信息网，德国肖特生产的中性硼硅玻璃管价格约为27000元/吨，国内生产商生产的中性硼硅玻璃价格15000元/吨左右，而低硼硅玻璃管价格约为6000~7000元/吨。
按照国内药玻龙头山东药玻和正川股份的产品营收及销量数据计算，低硼硅玻璃瓶和钠钙玻璃瓶的单支均价，还不到0.1元。中性硼硅玻璃价格是低硼硅和钠钙玻璃4~5倍，甚至更多。
同时，根据中国产业信息网，中国药用玻璃行业的增长率已经跌破了1%。
药用玻璃行业市场规模与增速，数据来自：中国产业信息网，国金证券研究所
即便如此，国内还有近百家中小型企业的几百种产品在低硼硅和钠钙玻璃的赛道里激烈竞争。
根据2018年的数据，国内有45家企业可以生产低硼硅玻璃管，有107家企业生产低硼硅玻璃瓶（注射剂瓶&口服液瓶），低硼硅玻璃管和玻璃瓶均无进口。
反观美国，仅有不到10家企业申请DMF，全部是中国企业，低端产品全部来自中国。
高端技术掌握在少数上游巨头的手中，意味着产业话语权和利润都会向上集中。而对于那些医药玻璃产业的下游企业来说，他们基本没有议价的能力，留下来的利润空间本就很小。同时由于自身只掌握了低端技术，没有足够技术壁垒，还会面临大量竞争者的涌入，最终导致过度竞争。
这就是传说中的内卷。直接影响就是，中国的医药玻璃行业格局基本还停留在上个世纪的水平。
以2018年版中国基药目录中记录的182种基本药物为例，有131种可以在英国药品登记网站查到，这131种药物又可以对应到共计613个注射剂类的产品，其中有410个产品采用了玻璃包装，而使用了I类中硼硅玻璃的产品数量是284个，占了总数的69. 3%。
这仅仅是没有做强制规定的基本药物的部分。包括疫苗在内的各种生物制剂、血液制剂，在美、欧等发达国家的规定中必须使用I类中硼硅玻璃。
反观中国，根据中国医药包装协会的数据，疫情前我国注射剂每年的总用量约为620亿支，其中水针剂每年总用量约为400亿支，冻干制剂、血液制剂和生物疫苗每年总用量约为20亿支。但需求端反馈过来的数据，实际上每年的中国市场，大约只有10亿支中硼硅玻璃瓶的需求。
如果按照美、欧等发达国家的规定，即便是强制使用的类别，也最少应该拿出近20亿支的需求，但实际上反应在市场上的需求刚到这个数字的一半。
这个数据显然是不合理的。为什么？
答案是成本。
我国95%的玻璃包装注射剂，都还在采用低硼硅玻璃或钠钙玻璃，而临床95%的小容量注射剂，每支价格也就一至两毛钱，低的可能只有几分钱。比如一瓶维生素B6注射剂的招标价格就大约是0.06元，如果采用中性硼硅玻璃包装，光瓶子就要0.15元。
那为什么瓶子这么贵？
答案就又绕回了起点：我们自己造不出来。
这是个死循环。
低硼硅与钠钙玻璃能不能用？能用。
好不好？那肯定没有中硼硅玻璃好。
但能不能用？能用。
于是中国的药企和医药包装行业，就这么一路不回头地用了下去。
人们都喜欢调侃晚节不保的明星们：“他们给的太多了”。对于医药玻璃行业的那些下游药企来说，这句话可以换成：“他们实在是太便宜了！”
图片来源：山东药玻、正川股份、Schott官网，广发证券发展研究中心
过度竞争导致产品单价不断降低，努力挤压企业的利润空间，但这个空间释放的是对低端产能的需求：你瓶子越便宜，我用于包装的成本就越低，我就越倾向于选择你。
生产端低端产能过剩，压抑了高端需求的增长；需求端又反过来告诉生产端：我们不需要中硼硅玻璃瓶，用低硼硅和钠钙玻璃就行，于是生产端表示：你都不需要，那我还造个什么劲呢。
内卷是怎么卷起来的？就是这么卷起来的。
中国企业疲于在低端市场过度竞争，进行产业升级的意愿和能力都在这个过程中不断被消磨掉了，企业和从业者们一起被困在这个低端制造的循环里，自己跟自己打得不可开交。然后通过产业链不断向两端传导，把更多的企业，更多的人，更多的行业一起拉进这个旋涡。
国产替代是解决内卷的必由之路
国内媒体这两年总喜欢说卡脖子，这里也是脖子，那里也是脖子。其实大多数我们造不出来的东西都不是脖子，都只是血管。卡住了不致命，哪怕全给堵上了都能活，但那根血管相连的一大片身体组织，就要坏死。
不信你试试拿一根橡皮筋使劲勒紧自己的手腕，十分钟你就要觉得难受，二十分钟就很痛苦，四十分钟这手可能就不是你的了。
你敢把它留在手腕上一天，说不定就得去截肢。
造不出玻璃瓶，固然不会像造不出芯片一样致命，但这种技术落后给产业和从业者们带来痛苦的过程，就是所谓的“内卷”。
这个词被引入到中国，是在上世纪八十年代。最初是美籍华裔教授黄宗智用来描述进入工业革命之前的中国农业社会的。后来美国历史学家彭慕兰写过一本叫《大分流》的书，研究对比了东亚和西欧工业化前后的经济水平，把内卷化的定义引申出了更广泛的含义。但不论怎么引申，其实无外乎两个要素：
一是现有产业的技术格局已经比较稳定，市场开始缺乏增量；
二是产业因为种种原因，还没办法进入下一次技术/产业升级。
那么解决问题的方法也就呼之欲出：产业升级。
这两年由于国际形势的紧张，一说起“国产替代”，好像就有一点隐含的“对立”意味。但其实这是个误区。
历史原因造就了中国许多产业起点很低，在高速发展期只顾得上够快，但却不够好。就像中国的医药玻璃行业，在60年代，市场选择了用低硼硅代替中硼硅，但放在今天，这已经变成了明显的落后产能。
国家也在通过政策引导这个行业的产业升级。
2017 年12 月，国家药监局发布《已上市化学仿制药（注射剂）一致性评价技术要求（征求意见稿）》，明确提及了“不建议使用低硼硅玻璃和钠钙玻璃”。
这一次政策虽然没有进行硬性规定，但政策的导向性已经十分明确。山东药玻、正川股份、四星玻璃、旗滨集团等多家公司随后在资本市场募资进行研发和投建中硼硅玻璃生产线。
2019年10月，国家药监局发布《化学药品注射剂仿制药质量和疗效一致性评价技术要求（征求意见稿）》，其中描述变为“注射剂使用的包装材料和容器的质量和性能不得低于参比制剂，以保证药品质量与参比制剂一致”。
中国医药市场有大量的仿制药，国产原研药的占比比较低。国家将标准直接对接到国际标准的方式，是一种软性的要求，直接从药企需求入手，倒逼上游的药玻企业进行技术改造和升级。
我国药包材监督管理发展历史，图片来源：广发证券研究中心
这不是国家第一次做出类似的引导，从2015年开始，就有多个政策出台，而在2015年以后，山东药玻、正川股份、四星玻璃等国内药玻企业，也纷纷在资本市场募资研发中硼硅玻璃拉管技术。
玻璃因其易碎性，天然具有就近选择的优势。一旦国产药玻实现了技术突破，能够生产出高质量的药用玻璃，加上成本优势，中国药企从进口转向使用国产几乎是必然的。
国产替代不是一个目的，而是一个结果，一个自然而然的过程，更是中国产业升级和经济转型的一条必经之路。
结语
我们这一代人是幸运的，生于长于一个经济高速增长的年代，但高速增长却也掩盖了很多的问题。所以国家从许多年前就一直在不懈地强调产业升级，要促进经济的转型，要又快又好，甚至可以为了更好一点，牺牲掉一部分速度。
中国人不光造不出疫苗用的玻璃瓶，还造不出圆珠笔上的钢珠，打火机上的垫片，中国其实有很多这样的“小”东西造不出来。有人据此骂中国制造不行，但其实不是的。
中国制造只是缺少足够的时间，我们用几十年走过了别人走了几百年的路，不能苛求还要跟别人一样每一步都走得无比扎实。不可否认的是，高速增长掩盖了发展中的许多问题。
总有人问局长，你们为什么要关注国产替代？
除了不想被别人卡脖子以外，或许更多的，是因为我们始终认为，实现国产替代，会让我们走向一个更好的未来。
参考资料：
广发证券《建筑材料行业：药用玻璃行业解读》
光大证券《山东药玻投资价值分析报告》
中国包装报《我国药用玻璃的标准及标准化体系》
化学工业出版社《医药玻璃》
本文来自微信公众号：星海情报局（ID：junwu2333），作者：老局长
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