醫(yī)療電子：半導體市場發(fā)展的新熱點

　　企業(yè)的觀點

　　ADI亞太區(qū)行業(yè)市場總監(jiān)周文勝坦言該公司在滿足醫(yī)療應用的產(chǎn)品長壽命周期上具有長期的傳統(tǒng)和清晰的策略，采用嚴格的質(zhì)量控制過程來實現(xiàn)產(chǎn)品的可靠性。相對于其他的一些行業(yè)，醫(yī)療設(shè)備要求半導體產(chǎn)品具有更高的性能和穩(wěn)定性、可靠性，也包括更穩(wěn)定的供貨和更長的生命周期。所以ADI不光是在產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)上，在產(chǎn)品的供貨和生命周期等方面也盡量滿足市場和客戶的需求。ADI對通用器件的投資很大，著力于提高器件的精度和穩(wěn)定度，滿足醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展需求。針對超聲波設(shè)備和CT等應用通道密度越來越高的趨勢，ADI不斷推出高集成高性能的產(chǎn)品。比如用于超聲波的AD9272和AD9273八通道集成式AFE，以及128通道的CT模擬前端ADAS1128。另一方面是家用醫(yī)療設(shè)備的主要要求將集中在省電、節(jié)省成本和設(shè)計簡單等方面。因此，集成式解決方案將是制造商的首選。不過，家用型設(shè)備現(xiàn)在甚至也要求更高的性能，這是因為使用環(huán)境正變得越來越復雜，例如在移動的狀態(tài)下將需要更高性能的模擬和數(shù)字技術(shù)。ADI技術(shù)能為醫(yī)療行業(yè)客戶帶來差異化，向醫(yī)療保健用戶提供線性、混合信號、MEMS和數(shù)字信號處理技術(shù)方面的全面產(chǎn)品組合，可用于影像、 病人監(jiān)護、 儀器儀表、消費類和家用醫(yī)療等領(lǐng)域。ADI還致力與系統(tǒng)方案的研究，為客戶提供系統(tǒng)級的技術(shù)支持。ADI的核心技術(shù)加上系統(tǒng)專業(yè)知識，可以為醫(yī)療設(shè)備制造商實現(xiàn)醫(yī)療保健設(shè)計的差異化——支持未來診斷和監(jiān)護設(shè)備以及健康和護理設(shè)備的發(fā)展。

　　Linear產(chǎn)品市場經(jīng)理Alison Steer認為，醫(yī)療電子設(shè)備正在引起家庭醫(yī)療保健市場的革命，使人們不必走出家門就可診斷多種健康問題。技術(shù)正在實現(xiàn)便攜式自助護理保健系統(tǒng)，以幫助人們監(jiān)視諸如血壓、血糖和體溫等生命體征。家庭醫(yī)療監(jiān)察和監(jiān)視系統(tǒng)允許人們控制他們的健康狀況，但是這些醫(yī)療設(shè)備必須是快速和高效率，而且在最重要的時刻運行。隨著便攜式醫(yī)療傳感器的演進，就非侵入式護理而言，對更長電池壽命和更小外形尺寸的需求變得更關(guān)鍵了。需要小型解決方案尺寸和低功耗的醫(yī)療電子設(shè)備例子包括：血液分析系統(tǒng)、脈動血氧計、數(shù)字 X 射線、數(shù)字體溫計等等。

　　有些醫(yī)療測量需要模擬電路連續(xù)運行，每秒取得數(shù)千甚至數(shù)百萬個讀數(shù)。而有的應用每天僅需要一個讀數(shù)。就這些非經(jīng)常性測試而言，模擬電路僅需加一次電，進行測量，然后在一天的剩余時間中一直保持空閑狀態(tài)，運行在低功率“休眠”模式。在 IC 上需要提供低功率休眠或打盹模式，以在斷電時實現(xiàn)低功耗。Linear提供多種滿足這些便攜式家庭護理產(chǎn)品需求的超低功率信號調(diào)理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和電源 IC;提供通用產(chǎn)品，具有很高的模擬性能，專注于效率和靈活性，能夠滿足大多數(shù)應用的需求。在醫(yī)療行業(yè)中，以太網(wǎng)供電對于我們來說是一個非常活躍的領(lǐng)域。客戶期盼在運用我們的 PD 前端來設(shè)計高效開關(guān)電源的過程中得到我們的支持，從而借助這些開關(guān)電源來為那些需要在各個房間之間搬動，以實現(xiàn)最高利用率的便攜式設(shè)備 (床邊監(jiān)護器等) 供電。

　　Microchip在醫(yī)療電子產(chǎn)品市場中的策略就是通過將獨特優(yōu)勢引入該市場繼續(xù)實現(xiàn)穩(wěn)健的增長。Microchip醫(yī)療產(chǎn)品部門高級經(jīng)理Steve Kennelly直言：“我們的主要關(guān)注點是手持便攜式醫(yī)療設(shè)備，它們可以充分地發(fā)揮我們的優(yōu)勢。”舉例來說，Microchip引領(lǐng)該行業(yè)進入了低功耗時代，讓設(shè)備設(shè)計人員可以實現(xiàn)可能的最長電池壽命。在具有模擬信號、基于傳感器的系統(tǒng)中，其先進的模擬產(chǎn)品系列(包括自動調(diào)零運算放大器)可以提供優(yōu)越的性能。Microchip提供了一系列解決方案為醫(yī)療設(shè)備增加通信功能，包括帶有板載USB、以太網(wǎng)、CAN和LIN控制器的單片機(MCU)。對于無線通信，Microchip提供了支持ZigBee和Wi-Fi協(xié)議的收發(fā)器，該收發(fā)器也支持Sub-GHz無線通信。為了能最容易地實現(xiàn)應用，公司還推出了一些經(jīng)專業(yè)認證的模塊，它們無需射頻設(shè)計就可以使用。Microchip的目標是讓醫(yī)療電子客戶可以自由地創(chuàng)新，使他們能創(chuàng)造出更多新產(chǎn)品為人們改善醫(yī)療保健水平。

　　Actel產(chǎn)品行銷經(jīng)理Minal Sawant認為，作為這些應用設(shè)備的供應商，半導體供應商必須確保產(chǎn)品滿足最高的可靠性和質(zhì)量水平。這包括進行廣泛的可靠性試驗，以降低FIT率，執(zhí)行IOS9001質(zhì)量管理標準并保證持續(xù)符合標準要求。可靠性的一個重要方面包括在輻射環(huán)境下的性能，例如在腫瘤治療設(shè)備等應用中，假如半導體器件易于受到輻射的影響，引起觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，從而改變IC的功能，可能造成災難性的后果。Actel產(chǎn)品最適合臨床和診斷以及成像應用。例如：臨床應用中的心率監(jiān)控儀要求小型化和節(jié)能，可以使用FPGA來減輕處理器負荷，將其釋放出來完成其它功能，從而實現(xiàn)節(jié)能和小型化。在機器人輔助外科中的機器手臂控制面板成像應用中，F(xiàn)PGA能夠助力電壓、溫度、電流等系統(tǒng)監(jiān)控功能，并將其反饋給決策用的處理器。Actel SmartFusion智能混合信號FPGA提供了一種獨特的數(shù)字和模擬元件組合，利用其模擬資源如集成式ADC，電壓、電流、溫度監(jiān)控器，以及嵌入式ARM微處理器來完成上述感測功能。IGLOO 和SmartFusion FPGA提供的低功耗和高集成度特性能夠滿足新興的醫(yī)療電子行業(yè)的需求。

　　Atmel微控制器策略行銷經(jīng)理趙宗慧指出，雖然一般的消費電子產(chǎn)品的半導體器件通常對于價格非常敏感，但是便攜醫(yī)療電子產(chǎn)品中的半導體器件(尤其是重要的微控制器)還必須滿足其它嚴格的要求才能夠取得成功。首先，它們必須非常可靠，并擁有高精度以防止誤診或錯誤報警。在便攜醫(yī)療電子產(chǎn)品用微控制器市場中，競爭要素是在具有超低功耗(延長電池壽命)的微控制器中嵌入高性能模擬外設(shè)(實現(xiàn)更精確的測量)，并提供可選的有線/無線連接能力(這對于監(jiān)控應用尤為重要)。

　　在便攜醫(yī)療電子產(chǎn)品等電池供電應用中，Atmel AVR XMEGA系列微控制器可實現(xiàn)真正的1.6V工作電壓，這意味著這些器件能夠連接一個1.8V (± 10%)的穩(wěn)壓電源，以節(jié)省成本和延長電池壽命。除了確保高模擬精度以外，XMEGA還具有高速12位模擬外設(shè)，能夠?qū)崿F(xiàn)高達2Msps的采樣率，XMEGA的ADC帶有增益級和過采樣(over-sampling)特性，能夠支持大多數(shù)便攜醫(yī)療電子產(chǎn)品。