中國人口老齡化進程正持續加快：據聯合國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髒病、糖尿病、哮喘的發病率，再加上中國政府計劃實現全民醫保等等，中國的醫療設備行業將會持續地發展。
目前中國醫療設備市場分散，且僅(jin) 由少數大型醫療設備公司如邁瑞、金科威、歐姆龍等主導，市場潛力巨大，眾(zhong) 多小型公司也瞄準這一市場，爭(zheng) 相開發創新的醫療方案。故醫療設備的發展趨勢包括增加“智能”及數據存儲(chu) 特性、便攜性、無線/連接型方案、人體(ti) 區域網絡等等。而醫療半導體(ti) 無疑在醫療設備/方案的創新中發揮著主導作用，朝向更高集成度、小型化、高能效發展，同時使消費類醫療設備轉向采用標準元器件並嵌入無線功能。
安森美半導體(ti) 將矽引入生活
安森美半導體以高性能矽方案幫助醫療技術開發者解決他們獨特的設計挑戰。作為健康聯盟的活躍成員，安森美半導體高技能的係統架構師、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年的定製矽經驗，提供全麵的產品陣容和服務，包括：定製的混合信號專用集成電路(ASIC)、專用標準產品(ASSP)、醫療級分立元件、助聽器數字信號處理(DSP)係統、定製的和半定製的超低功耗存儲器、為係統小型化的先進封裝、附加代工服務等等，其開發套件、軟件包、產品庫等保證完全合格和強固的開發流程，產品使用壽命支持延長的產品生命周期，數據可追蹤和保存，品質獲ISO 13485醫療係統認證，且設立故障分析實驗室，可批量驗收測試。
安森美半導體(ti) 的重點醫療細分市場涵蓋植體(ti) 、聽力健康和臨(lin) 床及指定設備。
植體
植體應用主要包括除顫器及心髒起博器、神經刺激器、可注射監測器和可吸入電子。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台為例，安森美半導體提供集成控製器、存儲器、數字、模擬和高壓的單芯片方案，使用多通道浪湧抑製器(TSS)進一步顯著減少分立元件數(通常將IC裸片數從3-4顆減少至1-2顆)，有助於減小電路板所占空間，簡化設備製造和物流，降低成本和功耗，減少對係統/電路板的依賴，提升品質，加快產品上市時間，降低開發風險。
圖1：安森美半導體用於植入式神經刺激平台的單芯片方案
安森美半導體提供二極管、MOSFET、IGBT、電源穩壓器等標準分立元件用於醫療應用，並提供可定製的選擇配合醫療市場需要(表1)。
表1：安森美半導體提供可定製的選擇
安森美半導體(ti) 可根據醫療應用的獨特需求提供定製的ASSP，如多通道瞬態浪湧抑製器可根據獨特的物理要求和電氣參數而定製，具備極快導通、最大浪湧電流大於(yu) 12 A等關(guan) 鍵特性；並提供引腳少、漏電流超低、存儲(chu) 容量達8 Mb、實現超低功耗的SRAM、EEPROM和SRAM-Flash。
為實現更低成本、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。並行SRAM通常需要3路控製輸入、15路地址輸入和8路數據I/O共26條線路，僅用於低功耗應用。而串行SRAM僅需共4條線路，且占位麵積更小，引腳更少，功耗更低，可保存備份平均10年的數據，係統成本更低，非常適合用於心髒監測設備等小尺寸應用。
特別地，為(wei) 配合特定要求的FDA III，安森美半導體(ti) 提供醫療級標準元件用於(yu) 植體(ti) 或生命攸關(guan) 的應用，並提供符合MIL-PRF-1950標準、認證的MIL-STD-750 測試法、支持JAN/JANHC 品質水平、於(yu) 國防後勤局(DLA)批準的生產(chan) 線製造等軍(jun) 工標準協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(wei) 耳背式(Behind-The-Ear, BTE)和耳內(nei) 式(In-The-Ear, ITE)。前者包括傳(chuan) 統BTE、微型BTE和耳道內(nei) 置受話器(Receiver-In-Canal, RIC)，後者包括全、3/4、半耳腔式ITE、耳道內(nei) 置(ITC)、深耳道(Completely-In-Canal, CIC)及耳道內(nei) 不可見(Invisible-In-Canal, IIC)。
圖2：助聽器主要類型概覽
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，這要求半導體製造商轉移至65 nm或更小節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，助聽器將發展至更“智能”且完全自動化：如音量控製及信號處理自動適配聲音環境，令用戶更舒適，這要求為其增加處理功率及算法複雜度。助聽器的發展趨勢產生功耗、尺寸、混合信號處理等方麵的設計挑戰，如要求在1 V工作電壓時電流消耗小於1 mA，多芯片及芯片麵積小於10 mm2，數字及模擬功能等等。
圖3：展示一個典型的助聽器的組成及安森美半導體可提供的元件
安森美半導體(ti) 提供完整係列的DSP係統，包括預適配RHYTHM係列、預配置RHYTHM和AYRE係列、以及Ezairo係列。這些係列除了都含DSP、ADC、DAC、NVM等全麵的助聽器係統，還針對不同目標設計人員提供不同的配置以滿足他們(men) 不同的需求：Ezairo係列的可編程IDE，適合有差異化算法的技術專(zhuan) 家；預配置係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；而預適配係列提供預載算法、配套手冊(ce) ，並即將推出參考設計，有助於(yu) 為(wei) 新的助聽器製造商和模擬助聽器製造商解決(jue) 其設計挑戰。
在為助聽器廠商解決空間受限的要求方麵，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超小型係統級封裝(SiP)，即在同一封裝將不同的矽芯片和分立元件連接在一起，通過縮減信號距離大大節省空間並提升電氣性能。SiP是定製的封裝開發和製造服務，為注重尺寸、性能和係統集成度的醫療應用而設計。
安森美半導體(ti) 將推出新的采用SiP的集成2.4 GHz無線模塊的方案，尺寸僅(jin) 為(wei) 7.39 × 3.94 × 1.4 mm，其關(guan) 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(cong) 而提供遠程麥克風適配器的立體(ti) 聲流、使用手機的標準配置文件如“Find Me”、“電話警報配置文件”等進行控製、音量和程序可通過手機控製改變等等。
定製醫療ASIC
醫療設備設計人員一般麵臨(lin) 以下設計挑戰：
*低能耗：電池供電的醫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(chan) 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(hui) 令外形因數太大；*高壓：傳(chuan) 感器可能要求高壓偏置，同時產(chan) 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(chuan) 感器接口電路通常太過複雜；*低噪聲：專(zhuan) 用人體(ti) 傳(chuan) 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(chuan) 感器產(chan) 生的信號；*長產(chan) 品生命周期：可能超過10年，而許多標準元件在醫療設備生產(chan) 結束前已被淘汰；*低BOM成本：采用分立元件設計的係統元件數量多，成本降不下來。
采用定製的ASIC方案可提供能耗優(you) 勢、以高集成度提供尺寸優(you) 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(chan) 品生命周期、提供集成方案從(cong) 而降低係統成本，幫助設計人員解決(jue) 他們(men) 的獨特設計挑戰。
安森美半導體具備豐富的高性能、低能耗ASIC IP陣容，並可提供係統級方案，如為免提操作的低功耗聲音觸發功能。在中國，安森美半導體已積累成功的醫療ASIC案例. 如自2007以來，安森美半導體已為邁瑞開發定製病人監測ASIC，用於多通道心電圖、心率及呼吸監視儀、血氧飽和度等多種病人監測設備，實現比分立標準產品方案更低的能耗並降低總體BOM成本。邁瑞後續還將發布更多使用這ASIC的產品。
圖4：安森美半導體高性能、低能耗ASIC IP陣容
Struix是安森美半導體推出的半定製組合方案，由定製的和標準的ASSP元件組成，即根據客戶的專有規格而定製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)的超低功耗唯數字微控製器芯片。“Struix”是“stacked”t疊在一起)的拉丁語形式，它將定製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製，比完整的係統級芯片(SoC)方案縮短設計時間並降低開發風險及相關成本，適用於血糖監測、透皮給藥、便攜式及定點護理(PoC)病人監控等微型醫療設備。圖5是基於Struix的產品示例，這堆疊微型封裝充分利用矽集成及模塊化，集成度高，易於設計，還進一步增強了設計靈活性，因為ULPMC10微控製器可采用安森美半導體未來的微控製器輕易升級，無須替換模擬前端。
圖5：安森美半導體Struix產品示例
結語
受市場動力、人口趨勢、政府政策、醫療行業結構及增長等綜合因素的推動，中國醫療設備行業頗具發展前景。醫療設備製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新開發。在可穿戴醫療逐漸興起的趨勢下，醫療半導體向更高集成度、小型化、更高能效方向邁進。作為高能效創新的供應商，安森美半導體因應市場趨勢，提供完整的醫療半導體產品和服務、豐富的專長和經驗，並承諾產品和方案具備滿足醫療市場嚴格要求的高品質和高可靠性，助醫療技術開發者解決他們獨特的設計挑戰。
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