醫療電子:半導體市場發展的新熱點
企業的觀點
本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/113538.htmADI亞太區行業市場總監周文勝坦言該公司在滿足醫療應用的產品長壽命周期上具有長期的傳統和清晰的策略,采用嚴格的質量控制過程來實現產品的可靠性。相對于其他的一些行業,醫療設備要求半導體產品具有更高的性能和穩定性、可靠性,也包括更穩定的供貨和更長的生命周期。所以ADI不光是在產品的研發和生產上,在產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定度,滿足醫療設備的發展需求。針對超聲波設備和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。另一方面是家用醫療設備的主要要求將集中在省電、節省成本和設計簡單等方面。因此,集成式解決方案將是制造商的首選。不過,家用型設備現在甚至也要求更高的性能,這是因為使用環境正變得越來越復雜,例如在移動的狀態下將需要更高性能的模擬和數字技術。ADI技術能為醫療行業客戶帶來差異化,向醫療保健用戶提供線性、混合信號、MEMS和數字信號處理技術方面的全面產品組合,可用于影像、 病人監護、 儀器儀表、消費類和家用醫療等領域。ADI還致力與系統方案的研究,為客戶提供系統級的技術支持。ADI的核心技術加上系統專業知識,可以為醫療設備制造商實現醫療保健設計的差異化——支持未來診斷和監護設備以及健康和護理設備的發展。
Linear產品市場經理Alison Steer認為,醫療電子設備正在引起家庭醫療保健市場的革命,使人們不必走出家門就可診斷多種健康問題。技術正在實現便攜式自助護理保健系統,以幫助人們監視諸如血壓、血糖和體溫等生命體征。家庭醫療監察和監視系統允許人們控制他們的健康狀況,但是這些醫療設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鍵了。需要小型解決方案尺寸和低功耗的醫療電子設備例子包括:血液分析系統、脈動血氧計、數字 X 射線、數字體溫計等等。
有些醫療測量需要模擬電路連續運行,每秒取得數千甚至數百萬個讀數。而有的應用每天僅需要一個讀數。就這些非經常性測試而言,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,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,以在斷電時實現低功耗。Linear提供多種滿足這些便攜式家庭護理產品需求的超低功率信號調理、數據轉換器和電源 IC;提供通用產品,具有很高的模擬性能,專注于效率和靈活性,能夠滿足大多數應用的需求。在醫療行業中,以太網供電對于我們來說是一個非?;钴S的領域??蛻羝谂卧谶\用我們的 PD 前端來設計高效開關電源的過程中得到我們的支持,從而借助這些開關電源來為那些需要在各個房間之間搬動,以實現最高利用率的便攜式設備 (床邊監護器等) 供電。
Microchip在醫療電子產品市場中的策略就是通過將獨特優勢引入該市場繼續實現穩健的增長。Microchip醫療產品部門高級經理Steve Kennelly直言:“我們的主要關注點是手持便攜式醫療設備,它們可以充分地發揮我們的優勢。”舉例來說,Microchip引領該行業進入了低功耗時代,讓設備設計人員可以實現可能的最長電池壽命。在具有模擬信號、基于傳感器的系統中,其先進的模擬產品系列(包括自動調零運算放大器)可以提供優越的性能。Microchip提供了一系列解決方案為醫療設備增加通信功能,包括帶有板載USB、以太網、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協議的收發器,該收發器也支持Sub-GHz無線通信。為了能最容易地實現應用,公司還推出了一些經專業認證的模塊,它們無需射頻設計就可以使用。Microchip的目標是讓醫療電子客戶可以自由地創新,使他們能創造出更多新產品為人們改善醫療保健水平。
Actel產品行銷經理Minal Sawant認為,作為這些應用設備的供應商,半導體供應商必須確保產品滿足最高的可靠性和質量水平。這包括進行廣泛的可靠性試驗,以降低FIT率,執行IOS9001質量管理標準并保證持續符合標準要求。可靠性的一個重要方面包括在輻射環境下的性能,例如在腫瘤治療設備等應用中,假如半導體器件易于受到輻射的影響,引起觸發器翻轉,從而改變IC的功能,可能造成災難性的后果。Actel產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控儀要求小型化和節能,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,從而實現節能和小型化。在機器人輔助外科中的機器手臂控制面板成像應用中,FPGA能夠助力電壓、溫度、電流等系統監控功能,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療電子行業的需求。
Atmel微控制器策略行銷經理趙宗慧指出,雖然一般的消費電子產品的半導體器件通常對于價格非常敏感,但是便攜醫療電子產品中的半導體器件(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。在便攜醫療電子產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(實現更精確的測量),并提供可選的有線/無線連接能力(這對于監控應用尤為重要)。
在便攜醫療電子產品等電池供電應用中,Atmel AVR XMEGA系列微控制器可實現真正的1.6V工作電壓,這意味著這些器件能夠連接一個1.8V (± 10%)的穩壓電源,以節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,能夠實現高達2Msps的采樣率,XMEGA的ADC帶有增益級和過采樣(over-sampling)特性,能夠支持大多數便攜醫療電子產品。
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