醫療半導體市場潛力大 便攜式應用最熱門
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Altera公司亞太區高級市場經理陳國裕
AMS(奧地利微電子)公司中國區總經理徐鳳林
Fairchild(飛兆半導體)公司現場應用工程師EdSuckow
Maxim公司策略營銷主管JohnDiCristina
Microchip公司醫療產品事業部高級戰略和產品市場經理SteveKennelly
TI公司半導體事業部MSP430市場拓展專員鮑震
Xilinx(賽靈思)公司亞太區Virtex市場高級經理鄒志雄
市場增長潛力巨大
●健康需求推動市場發展
●醫療半導體應用比例增加
陳國裕醫療電子不僅僅是在中國，而且在全球范圍都有很好的增長潛力。這有以下幾個原因：一是全球總人口的數量在不斷增長的同時，人口老齡化現象也非常突出，這些老齡化人口對醫療有非常大的需求。二是現在人們對疾病預防以及早發現和早治療的觀念非常認同，這也促進了對檢查診斷等基本醫療儀器，如X光、超聲波、CT、PET、MRI等的需求。三是目前醫療儀器的升級及更新也給市場帶來了需求，例如，超聲波儀器以前屏幕是黑白的，現在則都換成了彩色的。
徐鳳林近年來，醫療設備的診斷能力取得了長足的進步，尤其是高精度模擬數字轉換芯片和高敏感度的傳感器接口有了廣泛應用，使得如CT掃描診斷儀，數字X光機等在診斷技術上有了顯著的提高。我們預計醫療電子和醫療半導體市場總體上呈現逐年平穩增長的態勢。
過去三年來，醫療電子市場取得了長足增長，預計將會繼續增長。根據我們的信息來源，2006年全球醫療電子產品中的半導體含量為40億美元，約占半導體總銷售額的1.63%。這較2005年大幅增長了16.1%，而預計2007年醫療半導體的增長幅度約為8.2%。
醫療保健產品的發展趨勢是從醫院的檢驗科進入醫生的辦公室，進而步入家庭，為病人提供便利。技術的發展推動了便攜式醫療終端的應用，使患者在家中或外出時可以隨時使用醫療設備。顯然，高集成度以及低功耗將是此類產品的關鍵，而精度和一致性也是這類產品取得成功的重要因素。
現在，醫療電子設備市場正經歷著前所未有的飛速發展。
這其中，兩方面的技術創新成為不可忽視的推動力量。一方面，生物醫學研究在人類生理學解密方面取得了巨大的進展，并確認了潛在的新型治療診斷儀器。另一方面，電子技術的發展幫助人們成功制造出這些新型設備。因此，醫療應用得以成為目前半導體市場增長最快速的領域之一。半導體產品在醫療設備領域的應用以每年11%的速度增長。
鮑震最近，醫療電子和醫療半導體市場出現的令人興奮的進展有以下幾個方面：繼血壓計之后，血糖儀、血氧儀和ECG監測儀已經走向家庭；應用于醫療電子產品中的MCU性能更強，功耗更低；出現了應用于醫療電子產品中集成USB接口的MCU；醫療電子產品集成無線功能的擴展；醫療電子產品中語音提示功能的出現和發展。
鄒志雄醫療電子市場是一個穩定的市場，它不像消費類電子產品那樣容易形成泡沫并快速破滅，雖然該產業的投資回報期較長，但它可能為參與者提供比其他商業領域更穩定和更持久的回報。從全球來看，美國、歐洲和日本仍是醫療電子的主力市場，但以中國、印度等為代表的亞太地區的醫療電子市場近幾年一直保持著較高的增長速度，成為帶動全球市場增長的重要區域。與全球市場相比，中國醫療電子市場的增速更高，未來中國在全球醫療電子市場所占份額將不斷上升。在醫療半導體市場，增長速度最快的是家庭監護和診斷設備、遙測技術和診斷成像應用。
FPGA和MCU應用廣泛
●影像領域FPGA增長最快
●MCU將集成外圍設備
鄒志雄在醫療電子領域，大型醫療電子設備的需求正在不斷上升，而借助于有線和無線網絡以及新的移動處理器技術，新的移動終端設備已經在醫院開始得到應用。另外消費類醫療電子也在逐步升溫，并有望真正推動醫療電子市場突飛猛進。
據市場調研公司Frost&Sullivan發表的一份研究報告，在成長中的醫療影像(medicalimaging)半導體市場，FPGA可能是增長最快的領域。報告預測，2008年該市場的銷售額將達到19.5億美元。由于買家將超聲系統和核磁共振影像掃描儀等昂貴的高端設備視為長期投資，半導體供應商將必須向這些客戶提供定期升級并加快產品上市速度。定期升級要求系統采取靈活的架構，因此FPGA可能會大顯身手。報告預計FPGA將是增長最快的領域之一，已開始取代其他一些技術。
分析師SwaminathanSrinivasan說：“FPGA是可編程的、靈活的和可重新使用的，后期的許多升級工作只涉及軟件的改變。這使其相對于ASIC具有顯著優勢，因為ASIC供應商發現難以滿足醫療影像產品供應商頻繁的升級要求。”
同時，更重要的是，高端醫療影像設備需要3D彩色圖像重建，也就是說，更高的DSP計算能力、更大的內存帶寬及更高的數據速率缺一不可。高端FPGA，如賽靈思的Virtex-5產品系列，帶有串行收發器、專用的DSP邏輯資源和低延時內存控制器，這將大大推動醫療半導體市場成長。
陳國裕一般的醫療系統原來都非常簡單。例如，設計一個超聲波儀器，因為輸入部分是一個圖像等模擬信息，所以儀器中一定要有模數轉換器件，它將信號轉換為數字信號，然后數字信號經過一個高速數字接口，進入信號處理器中進行處理，例如做一個3D處理。
之后，做完濾波，信號就顯示在顯示器上，或是經過以太網傳送到別的系統上。
我們看到醫療電子對不同器件的需求有如下幾個特點：
一是基本上每個系統都會用到單獨的A/D轉換芯片。為什么呢？因為每個客戶對A/D的需求不同，作為FPGA廠商，我們很難做每個客戶都能夠用的A/D；此外，我們的FPGA，例如Stratix都采用90nm的CMOS工藝，而A/D采用模擬工藝，工藝上有很大不同。因此，我們的建議是，A/D與FPGA分開會比較好，A/D器件會有自己的市場。
二是在信號處理方面，可以用DSP，也可以用FPGA。但FPGA在信號的同步處理方面有優勢。DSP只有一個時鐘周期，FPGA有多個，因此，FPGA可以同步做很多信號處理，這樣，采用FPGA效率非常高。如果要完成高性能的信號處理，FPGA會更好些。從客戶的應用上看，一個FPGA相當于兩三個DSP。
鮑震MCU產品在醫療電子市場的應用將一般不只是簡單的MCU，而是會集成一些外圍的設備，總線擴展式的MCU會逐漸退出市場。
徐鳳林我們非常看好醫療電子市場未來的發展并提供高性能的模擬解決方案。目前，我們著重于CT掃描儀、數字X光機、便攜式血糖儀以及心律監測等領域的應用。
ESD和低功耗是需求重點
●便攜式醫療設備逐漸流行
●高集成度是重要因素
便攜式醫療設備需要堅固耐用及現成可用的半導體產品。用于醫療設備設計的產品必須能夠長期供貨。ESD和功耗是用于便攜式醫療設備的半導體器件的主要考慮因素，ESD之所以重要的原因在于醫療設備的使用壽命較長，且需要在使用過程中防止逆向電流的損壞事件。功耗也是一個關鍵因素，因為許多醫療設備都是采用電池供電，延長電池使用壽命非常重要。
徐鳳林在便攜產品方面，主要要求是使用優越的電源管理方案，延長電池的使用壽命；使用高敏感度傳感器接口芯片滿足精度要求；以及我們力求用高質量、高性能的元器件來滿足各醫療領域上的設計要求。家庭醫療設備方面的半導體產品的靈活性、高性價比以及易設計性是我們重點關注的地方。
鮑震便攜式醫療設備產品對半導體產品提出的主要要求是高性能和低功耗。應用于家庭醫療設備的半導體產品則主要要求集成度高、高性能和低功耗。
陳國裕一般來說，醫療系統都非常龐大，但我們看到的一個趨勢是便攜式、低成本的產品也漸漸流行起來。便攜醫療產品可分為兩種：一種是手持產品，例如用于患者監控的產品，像測量脈搏、血壓等的產品，醫生可以隨身攜帶；另一種則不一定能夠隨身攜帶，但它們是低成本、簡單的設備，一般用于設備較簡單的醫院。我們看到中國客戶在做這兩種產品。如果是可以隨身攜帶的產品，它們的要求是低功耗，這樣系統上只要用電池就可以了。此外，此類設備不需要太高的性能，例如用黑白屏就可以了。我們的FPGA在超聲波、PM及患者旁的監控器等便攜式產品中被采用得比較多。
在醫療電子的設計方面，有三個設計策略非常重要：一是要采用模塊化設計方法，采用這種方法，可以在基本的平臺上設計出不同型號的產品；二是背板設計方法，每個大系統一般都會有背板，在這上面可以插很多不同的板，它可以使系統的速度很快；三是便攜產品，這些系統一般希望采用SOPC，并且是低功耗器件。
現在，便攜式醫療電子設備層出不窮，產品也日益普及。隨著時間的推移，越來越多的人將使用醫療電子產品來呵護自己的身體健康。與此同時，醫療電子設備的發展將會趨于更加小巧、更加智能且更易于連接。由于電池是便攜式醫療電子設備最大最重的部件之一，低功耗將成為未來集成電路設計中至關重要的一個因素。此外，鑒于許多便攜式醫療電子設備將被應用于醫院以外的場所，因此產品必須易于使用，讓那些沒有經過多少醫療培訓的人們也能輕松操作。這就意味著這些設備的集成電路功能必須足夠強大，即使在低功耗的情況下，也能支持更多的計算處理工作。
今年，我們計劃推出數百種新型集成電路，以幫助我們的客戶滿足各自市場的不同需求，其中也包括便攜式醫療設備。新推出的集成電路將涵蓋精準模擬放大器、數據轉換器件以及電源管理元件等。盡管Microchip的部分現有16位單片機產品已堪稱市場上同類產品中最強的產品，但我們仍繼續致力于擴展16位單片機產品組合。所有這些新產品將促成令人激動的技術創新，推動新型便攜醫療電子設備的發展。
主流廠商加快布局
●數家廠商成立醫療產品部
●醫療技術與電子技術不斷融合
Maxim的新產品將提供更高的集成度，可以在更低的電壓下保持正常工作，具備更低的功耗。所有這些產品都極大地簡化了設計，具有更高的可靠性。
由于某些特定原因，醫療產品市場的變化并不是很快。就血糖儀市場而言，將更加強調不同場合的測試以及連續監測。至于應該放置在體外或是植入體內，主要取決于哪種方法更有利于連續監控。最終目標是在保證連續監控的條件下，根據需要通過胰島素泵向體內輸入胰島素。Maxim所提供的產品和技術將是成功實現這一目標的關鍵。
Maxim新推出的產品包括MAX1358、MAX1359、MAX1360、MAX1329、MAX1330、MAX1331等。這些產品都是高度集成的數據采集系統，內部包含了信號調理、數據轉換、實時時鐘、用戶接口、電源管理以及系統支持。這些器件與微控制器，如MAXQ2000配合使用，可構成完整的解決方案，在主電池電壓低至1.8V時仍能保持正常工作。血糖測量是此類器件的典型應用之一。
陳國裕我們有三大業務部門，其中一個名為CSTMM的部門負責測試測量儀器，其中一個重點關注的領域就是醫療電子，我們隨時聽取客戶的建議，例如RAM要多少，LE要多少，I/O要多少，需要什么封裝，然后根據客戶的需求來設計FPGA。
Microchip成立了專門的醫療產品事業部，通過與醫療設備制造商的密切合作來應對醫療電子市場出現的種種挑戰。而此前，醫療市場的廣大用戶均已認識到使用Microchip半導體產品的諸多益處，包括：封裝小巧，通過納瓦技術實現低功耗，以及利用諸如以太網、USB、ZigBee無線網絡協議、IrDA紅外線協議和控制器局域網(CAN)等在內的片上通信外設輕松地為產品增添連接性能。
半導體產品的變化速度遠遠超過醫療設備產品。通常，元器件供應商傾向于提供以其最新工藝技術生產的最新產品。
而另一方面，醫療設備產品的設計人員卻希望采用已投入市場一段時間并有著良好市場記錄的元件來進行設計。同樣，在新的醫療設備通過美國食品藥品監督管理局(FDA)審核并投入量產之后，制造商往往不太愿意接受元件的任何改變。最終，醫療技術和電子技術的不斷融合將成為必然的趨勢。生物醫學研究人員目前正繼續努力探索治療疾病的新方法，而電子領域的研究人員也將不斷開發出新的醫療設備，使這些新的治療方法得以應用。兩個領域的工程師攜手合作，將推動醫療保健領域朝著超出我們當前想象的方向發展。
以橫向應用和通用為理念設計的Microchip半導體產品可廣泛適用于各種領域。具體的醫療應用實例包括：植入設備(心律控制、神經刺激、藥物輸送和肥胖治療)；便攜式設備(診斷成像、有氧治療和病患監護)；家用設備(生命體征監測、疾病控制、康復、遵醫用藥監控和醫療信息查詢終端)；安防(消耗品檢驗和數據保密)。
一般情況下，醫療電子設備的發展始于化學、生物或傳感技術的前進，而上述領域的專家卻往往并不熟悉電子產品的設計。Microchip開發工具一直以非常易于掌握及與所有8位/16位單片機產品相兼容而享譽業界，這將有助于大大降低開發風險。質量是選擇集成電路解決方案時需要考慮的另一個重要因素。Microchip已獨立通過ISO/TS-16949質量體系認證，充分印證了我們致力于提供優質產品的承諾。
鮑震TI公司的MSP430產品有四大特點：超低功耗；高集成度；16位RISC內核；簡單易用。MSP430產品被廣泛地應用在各個領域，包括耳溫槍、血壓計、血糖計、血氧計、便攜ECG監測儀、胎心監測儀和低頻理療儀等。
在醫療半導體方面，TI推出了一系列模擬產品和MCU產品。其中，模擬產品主要有數據轉換器、接口集成電路、運算放大器和電源管理等。例如，OPA365是一款高精度運算放大器，該器件采用創新的零交越、單輸入架構，從而實現無跳變軌至軌性能。OPA365具有超低失真(僅為0.0006%THD+N)、極低噪聲(4.5nV/rtHz)、50MHz增益帶寬，因而適用于多種單電源應用，包括數據采集、測試測量及便攜式醫療系統等。ADS8372是業界最高線性度的16位逐次逼近ADC。該器件能夠在-40℃至+85℃的整個工業溫度范圍內提供多種卓越特性，如16位無丟失碼性能、600Kbps數據速率，小于0.75LSB(最大值)的積分非線性(INL)和小于0.5LSB(最大值)的差分非線性度(DNL)。該器件適用于各種先進的實時應用，如醫療影像、高精度數據采集系統等。
去年，TI公司成立了總部位于美國達拉斯的醫療產品部，這在全球頂級半導體廠商中并不多見，表明了TI公司對該市場的重視。
鄒志雄作為可編程邏輯領域的領導廠商，賽靈思的產品特別注重可靠性、低功耗及高性能，這與醫療電子市場的需求不謀而合。同時，賽靈思的優勢也在于為小批量及中等規模醫療設備提供成本優化的FPGA作為高性能、現成的可重置DSP。
飛兆半導體并沒有設立專門的醫療產品部門，不過，飛兆半導體的許多產品可為醫療應用帶來巨大的優勢。我們了解到醫療應用領域的全球主要IC發展趨勢是減小封裝尺寸、增強ESD保護和提高能效，而掌握這一發展趨勢，飛兆半導體將利用其廣泛的功率和信號通道產品系列，針對這個市場提供所需的解決方案。
徐鳳林奧地利微電子公司有專門的工業醫療電子事業部，擁有專業的醫療電子應用研究團隊。目前，醫療電子市場主要集中在歐美地區和亞洲的部分地區，我們將繼續著重于大型的醫療設備和便攜式產品的研究和應用。
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