IC性能對醫療診斷精度影響分析

迄今為止在醫療電子設備中仍然難覓中國本土芯片的身影，貌似高深莫測的醫療電子領域對芯片有哪些特殊要求？本土芯片廠商又如何才能有機會切入這一利潤巨大的市場呢？

　　醫療電子設備主要可以分為三大類，包括醫學影像類（如彩超、核磁、黑白超聲、X光機等）；生理特征類（如監護儀、心電儀、血壓計、血糖儀等）；臨床檢驗類（如生化分析儀等）。其中醫學影像診斷設備的市場規模最大，由于全球人口老齡化的加劇和人們越來越重視對慢性疾病的預防，透過超聲波檢查的初期診斷需求不斷高漲，使得該市場規模還在持續擴大中。據市場研究機構Transparency Market Research預測，2012年全球超聲診斷設備市場將達到48.178億美元，到2017年將達到61.148億美元，以4.9%的年均復合增長率在成長。

　　在過去很長一段時間里，超聲診斷設備市場被GE、西門子、飛利浦等為數不多的幾家國際大廠壟斷，品牌優勢過度放大，致使產品價格居高不下。直到近幾年，隨著中國企業殺入這一市場，才將價格拉到一個較為合理的水平（市場均價大約是5年前的三分之一）。目前國內有多家超聲診斷設備制造商，僅在深圳地區就云集了邁瑞、開立科技、藍韻、理邦、恩普、威爾德、京柏等廠商，其中邁瑞生產的全數字超聲診斷系統技術先進、成像質量高，占國內市場較大的份額，并且已經出口參與國際競爭。

　　從市場銷售情況來看，中國廠商產品出口和內銷的比例大約是6:4。造成這一現象的主要原因有二：一是因為海外市場的容量更大；二是因為和中國醫療器械市場過于嚴苛的管理政策相比，海外市場的準入門檻更低，產品推出市場的周期更短。

　　IC性能對醫療診斷精度有決定性影響

　　深圳市藍韻實業有限公司成立于1994年，專注于醫療設備的研發與制造，目前已向市場推出了數字超聲、放射影像、臨床檢驗、血液透析、呼吸麻醉、醫療IT六大系列產品，現有員工1，100余人，產值及銷售額逐年按40%的速度遞增。該公司副總裁孟國海表示：“超聲診斷設備是所有醫療電子設備中設計最復雜的一類產品，線位控制技術水平的高低直接決定了檢測精度。”

　　從工作原理來說，超聲診斷設備的工作過程可以分為信號采集和信號處理兩大部分。其設計難點在于，當超聲波在人體內傳播時，其能量將被人體組織吸收，隨著探測深度的增加，超聲波的能量會出現大幅衰減，信號動態范圍極大，增加了檢測難度。為了提高設備的準確度，就需要使用TGC深度時間增益補償電路，即用一定的電壓曲線來控制放大器的增益，以使得不同深度下的超聲回波能夠獲得不同的放大倍數，從而起到補償作用。

　　與此有關的IC包括運算放大器、單路／雙路及八進制的數據轉換系統ADC、數字信號處理器以及可變增益型放大器、高壓模擬開關等。沒有性能可靠的芯片根本就無法設計出可靠的醫療設備，而且芯片互相之間需要完全兼容，即將多款不同芯片搭配在一起也不會因兼容問題而產生系統錯誤。

　　由于醫療電子設備IC用量少，對產品質量與穩定性的要求又極高，因此該領域的芯片供應被德州儀器、ADI、日立、美信等為數不多的國際大廠壟斷，幾乎看不到本土供應商的身影。德州儀器在數字方面的實力更強，可以針對具體應用如血液分析提供現成的算法；ADI在模擬方面有更強的技術積累，在高集成度方面做得最好，例如927x系列將低噪聲放大器（LNA）、可變增益放大器（VGA）、抗鋸齒濾波器（AAF）以及多通道模擬數字轉換器（ADC）集成在一顆單芯片里；而美信的方案選擇了模擬集成、ADC獨立的思路。

　　深圳市開立科技有限公司2011年彩超出貨量達到4，000臺，僅次于邁瑞，位居全國第二。該公司研發中心副總裁周文平也證實，開立科技的核心IC基本上以歐美供應商為主，連日韓企業都鮮有躋身其中，即便是周邊通用型阻容器件也全部選擇臺灣地區供應商。對此他解釋道：“經過逐年發展深圳超聲產業已形成集聚效應，因此上游IC供應商的服務支持很充分，并不會因為是國際供應商而感到不便。雖然本土產品單價較低，但由于產品質量穩定性的不確定，如果設備后期返修率過高，綜合成本實際上更高，因此整機企業不敢輕易嘗試。”

　　此外他還表示，在穩定性的基礎之上，隨著市場對便攜式設備需求的增長，集成度將是未來選擇芯片供應商的主要考慮因素。