中國人口老齡化進程正持續(xù)加快：據聯(lián)合國2010年世界人口的展望,，2010年中國60歲以上人口所占百分比為12.3%，預計到2030年將增至24.4%,，到2050年甚至將達33.9%,。同時,，隨著人們生活水平的提高，預期壽命越來越長,，將會更加注重醫(yī)療及保健,，門診/家中保健將越來越普遍。而且,，人口老齡化或將催生更高的心臟病,、糖尿病、哮喘的發(fā)病率，再加上中國政府計劃實現(xiàn)全民醫(yī)保等等,，中國的醫(yī)療設備行業(yè)將會持續(xù)地發(fā)展,。
目前中國醫(yī)療設備市場分散，且僅由少數(shù)大型醫(yī)療設備公司如邁瑞,、金科威,、歐姆龍等主導，市場潛力巨大,，眾多小型公司也瞄準這一市場,，爭相開發(fā)創(chuàng)新的醫(yī)療方案。故醫(yī)療設備的發(fā)展趨勢包括增加“智能”及數(shù)據存儲特性,、便攜性,、無線/連接型方案、人體區(qū)域網絡等等,。而醫(yī)療半導體無疑在醫(yī)療設備/方案的創(chuàng)新中發(fā)揮著主導作用,，朝向更高集成度、小型化,、高能效發(fā)展,，同時使消費類醫(yī)療設備轉向采用標準元器件并嵌入無線功能。
安森美半導體將硅引入生活
安森美半導體以高性能硅方案幫助醫(yī)療技術開發(fā)者解決他們獨特的設計挑戰(zhàn),。作為健康聯(lián)盟的活躍成員,，安森美半導體高技能的系統(tǒng)架構師、設計,、封裝和測試工程師,，具備豐富的知識產權(IP)陣容，自有世界級工廠,，憑借超過30年的定制硅經驗,，提供全面的產品陣容和服務，包括：定制的混合信號專用集成電路(ASIC),、專用標準產品(ASSP),、醫(yī)療級分立元件、助聽器數(shù)字信號處理(DSP)系統(tǒng),、定制的和半定制的超低功耗存儲器,、為系統(tǒng)小型化的先進封裝、附加代工服務等等,，其開發(fā)套件,、軟件包、產品庫等保證完全合格和強固的開發(fā)流程,，產品使用壽命支持延長的產品生命周期,，數(shù)據可追蹤和保存,，品質獲ISO 13485醫(yī)療系統(tǒng)認證，且設立故障分析實驗室,，可批量驗收測試,。
安森美半導體的重點醫(yī)療細分市場涵蓋植體、聽力健康和臨床及指定設備,。
植體
植體應用主要包括除顫器及心臟起博器,、神經刺激器、可注射監(jiān)測器和可吸入電子,。安森美半導體為此類應用提供ASIC,、存儲器、分立元件,、模塊及晶圓代工服務,。
以植入式神經刺激平臺為例，安森美半導體提供集成控制器,、存儲器,、數(shù)字、模擬和高壓的單芯片方案,，使用多通道浪涌抑制器(TSS)進一步顯著減少分立元件數(shù)(通常將IC裸片數(shù)從3-4顆減少至1-2顆),，有助于減小電路板所占空間，簡化設備制造和物流,，降低成本和功耗,，減少對系統(tǒng)/電路板的依賴，提升品質,，加快產品上市時間,，降低開發(fā)風險。
安森美半導體提供二極管,、MOSFET,、IGBT、電源穩(wěn)壓器等標準分立元件用于醫(yī)療應用,，并提供可定制的選擇配合醫(yī)療市場需要(表1)。
安森美半導體可根據醫(yī)療應用的獨特需求提供定制的ASSP,，如多通道瞬態(tài)浪涌抑制器可根據獨特的物理要求和電氣參數(shù)而定制,，具備極快導通、最大浪涌電流大于12 A等關鍵特性,；并提供引腳少,、漏電流超低、存儲容量達8 Mb,、實現(xiàn)超低功耗的SRAM,、EEPROM和SRAM-Flash。
為實現(xiàn)更低成本、更高能效,，安森美半導體還提供替代EEPROM,、FRAM和標準SRAM的串行SRAM存儲器。并行SRAM通常需要3路控制輸入,、15路地址輸入和8路數(shù)據I/O共26條線路,，僅用于低功耗應用。而串行SRAM僅需共4條線路,，且占位面積更小,，引腳更少，功耗更低,，可保存?zhèn)浞萜骄?0年的數(shù)據,，系統(tǒng)成本更低，非常適合用于心臟監(jiān)測設備等小尺寸應用,。
特別地,，為配合特定要求的FDA III，安森美半導體提供醫(yī)療級標準元件用于植體或生命攸關的應用,，并提供符合MIL-PRF-1950標準,、認證的MIL-STD-750 測試法、支持JAN/JANHC 品質水平,、于國防后勤局(DLA)批準的生產線制造等軍工標準協(xié)議模式的高可靠性工藝流程,。
助聽器
根據佩戴位置的不同，助聽器主要分為耳背式(Behind-The-Ear, BTE)和耳內式(In-The-Ear, ITE),。前者包括傳統(tǒng)BTE,、微型BTE和耳道內置受話器(Receiver-In-Canal, RIC)，后者包括全,、3/4,、半耳腔式ITE、耳道內置(ITC),、深耳道(Completely-In-Canal, CIC)及耳道內不可見(Invisible-In-Canal, IIC),。
微型及“不可見”是助聽器的一大趨勢：更小巧的RIC及新的IIC類型更受歡迎，這要求半導體制造商轉移至65 nm或更小節(jié)點的工藝及微型化封裝技術,；助聽器的第二大趨勢是將添加無線通信及連接功能：當前采用2.4 GHz,、900 MHz及帶藍牙繼電器器件的近場磁感應(NFMI)的技術，需要互操作性及先進的封裝技術,；第三,，助聽器將發(fā)展至更“智能”且完全自動化：如音量控制及信號處理自動適配聲音環(huán)境，令用戶更舒適,，這要求為其增加處理功率及算法復雜度,。助聽器的發(fā)展趨勢產生功耗,、尺寸、混合信號處理等方面的設計挑戰(zhàn),，如要求在1 V工作電壓時電流消耗小于1 mA,，多芯片及芯片面積小于10 mm2，數(shù)字及模擬功能等等,。
安森美半導體提供完整系列的DSP系統(tǒng),，包括預適配RHYTHMTM系列、預配置RHYTHM?和AYRE?系列,、以及Ezairo?系列,。這些系列除了都含DSP、ADC,、DAC,、NVM等全面的助聽器系統(tǒng)，還針對不同目標設計人員提供不同的配置以滿足他們不同的需求：Ezairo?系列的可編程IDE,，適合有差異化算法的技術專家,；預配置系列針對老客戶和具備中等聽力學知識的人提供預載算法、配套的基礎架構工具(SoundDesigner, ARK)和參考設計,；而預適配系列提供預載算法,、配套手冊，并即將推出參考設計,，有助于為新的助聽器制造商和模擬助聽器制造商解決其設計挑戰(zhàn),。
在為助聽器廠商解決空間受限的要求方面，安森美半導體擁有超過40年的經驗,，主要采用先進的2.5D和3D超小型系統(tǒng)級封裝(SiP),，即在同一封裝將不同的硅芯片和分立元件連接在一起，通過縮減信號距離大大節(jié)省空間并提升電氣性能,。SiP是定制的封裝開發(fā)和制造服務,，為注重尺寸、性能和系統(tǒng)集成度的醫(yī)療應用而設計,。
安森美半導體將推出新的采用SiP的集成2.4 GHz無線模塊的方案,，尺寸僅為7.39 × 3.94 × 1.4 mm，其關鍵特性包括：集成完全可編程的多核音頻處理器,、適配器可通過線性接口連接至任何音頻源(TV, HiFi)從而提供遠程麥克風適配器的立體聲流,、使用手機的標準配置文件如“Find Me”、“電話警報配置文件”等進行控制,、音量和程序可通過手機控制改變等等。
定制醫(yī)療ASIC
醫(yī)療設備設計人員一般面臨以下設計挑戰(zhàn)：
*低能耗：電池供電的醫(yī)療設備對電池使用時間要求較高,，而標準分立元件可能消耗太大電流,，無法提供令人滿意的產品使用時間,；*小尺寸：通常要求小巧以提供離散性和舒適度，而使用標準分立元件會令外形因數(shù)太大,；*高壓：傳感器可能要求高壓偏置,，同時產生極低電平的信號，當使用分立元件來處理高壓及低壓時,，傳感器接口電路通常太過復雜,；*低噪聲：專用人體傳感器捕獲到的信號極微弱，漏電流或其它不想要的電流將壓過傳感器產生的信號,；*長產品生命周期：可能超過10年,，而許多標準元件在醫(yī)療設備生產結束前已被淘汰；*低BOM成本：采用分立元件設計的系統(tǒng)元件數(shù)量多,，成本降不下來,。
采用定制的ASIC方案可提供能耗優(yōu)勢、以高集成度提供尺寸優(yōu)勢,、能集成高壓及低壓電路,、提供高度的信號通道隔離及低噪聲、配合長產品生命周期,、提供集成方案從而降低系統(tǒng)成本,，幫助設計人員解決他們的獨特設計挑戰(zhàn)。
安森美半導體具備豐富的高性能,、低能耗ASIC IP陣容,，并可提供系統(tǒng)級方案，如為免提操作的低功耗聲音觸發(fā)功能,。在中國,，安森美半導體已積累成功的醫(yī)療ASIC案例. 如自2007以來，安森美半導體已為邁瑞開發(fā)定制病人監(jiān)測ASIC,，用于多通道心電圖,、心率及呼吸監(jiān)視儀、血氧飽和度等多種病人監(jiān)測設備,，實現(xiàn)比分立標準產品方案更低的能耗并降低總體BOM成本,。邁瑞后續(xù)還將發(fā)布更多使用這ASIC的產品。
Struix是安森美半導體推出的半定制組合方案,，由定制的和標準的ASSP元件組成,，即根據客戶的專有規(guī)格而定制的一個模擬傳感器接口或一個驅動器，和一個采用ARM? Cortex?-M3內核 (ULPMC10)的超低功耗唯數(shù)字微控制器芯片,?！癝truix”是“stacked”t疊在一起)的拉丁語形式，它將定制的芯片和標準芯片疊在一個封裝中以提供微型的,、高能效的半導體方案,，提供比標準元件更多的定制,，比完整的系統(tǒng)級芯片(SoC)方案縮短設計時間并降低開發(fā)風險及相關成本，適用于血糖監(jiān)測,、透皮給藥,、便攜式及定點護理(PoC)病人監(jiān)控等微型醫(yī)療設備。圖5是基于Struix的產品示例,，這堆疊微型封裝充分利用硅集成及模塊化,，集成度高，易于設計,，還進一步增強了設計靈活性,，因為ULPMC10微控制器可采用安森美半導體未來的微控制器輕易升級，無須替換模擬前端,。
結語
受市場動力,、人口趨勢、政府政策,、醫(yī)療行業(yè)結構及增長等綜合因素的推動,，中國醫(yī)療設備行業(yè)頗具發(fā)展前景。醫(yī)療設備制造商要想走在市場前沿需采用高能效的半導體方案進行創(chuàng)新開發(fā),。在可穿戴醫(yī)療逐漸興起的趨勢下,，醫(yī)療半導體向更高集成度、小型化,、更高能效方向邁進,。作為高能效創(chuàng)新的供應商，安森美半導體因應市場趨勢,，提供完整的醫(yī)療半導體產品和服務,、豐富的專長和經驗，并承諾產品和方案具備滿足醫(yī)療市場嚴格要求的高品質和高可靠性,，助醫(yī)療技術開發(fā)者解決他們獨特的設計挑戰(zhàn),。