芯片是醫(yī)療設(shè)備不可或缺的組成部分

隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)醫(yī)療健康、生活質(zhì)量、疾病護(hù)理等方面的要求越來(lái)越高。同時(shí)，依托于高新領(lǐng)域電子技術(shù)的各種治療和監(jiān)護(hù)手段越來(lái)越先進(jìn)，也使得醫(yī)療電子產(chǎn)品突破了以往觀念的約束和限制，在智能化、微型化和實(shí)用化等方面得到了長(zhǎng)足發(fā)展。

集成電路技術(shù)在醫(yī)療電子領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用非常廣闊且多樣化，大致可分為醫(yī)學(xué)影像、醫(yī)療儀器、消費(fèi)型醫(yī)療設(shè)備、診斷及患者監(jiān)護(hù)與治療設(shè)備四種不同的應(yīng)用類型，基本涵蓋了集成電路在醫(yī)療電子領(lǐng)域的各種應(yīng)用。特別是消費(fèi)型醫(yī)療設(shè)備尤其需要通過(guò)先進(jìn)的集成電路技術(shù)來(lái)達(dá)到智能化、小型化、低功耗、高分辨率等目標(biāo)。

醫(yī)療行業(yè)對(duì)芯片的需求主要體現(xiàn)在醫(yī)療人工智能的研究。在醫(yī)療人工智能領(lǐng)域使用芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算的場(chǎng)景主要有兩種，一種是在實(shí)驗(yàn)室模型訓(xùn)練的過(guò)程中，利用芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算，AI產(chǎn)品迭代;另一種是產(chǎn)品研發(fā)出來(lái)以后，將芯片嵌入影像工作站或者醫(yī)療器械設(shè)備。

在模型訓(xùn)練階段，目前主要的AI加速芯片有四種：CPU、GPU、FPGA、ASIC(谷歌TPU)。其中GPU是應(yīng)用最廣泛的通用芯片，主要得益于英偉達(dá)的大力推廣、高效率且價(jià)格合適。CPU的效率太低，而ASIC和FPGA屬于定制和半定制芯片，雖然效率高，但需求少導(dǎo)致產(chǎn)能低、價(jià)格高。各公司在模型訓(xùn)練階段用得較多的是通用芯片。在這個(gè)過(guò)程中，會(huì)通過(guò)英偉達(dá)GPU、英特爾CPU以及其他公司的FPGA進(jìn)行。

醫(yī)療AI產(chǎn)品的落地對(duì)芯片同樣有著很強(qiáng)的依賴度。其主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：其一，云化方案，將產(chǎn)品放在云端為客戶提供醫(yī)療服務(wù)，可以降低成本，但是實(shí)時(shí)性略顯不足;其二，將AI算法以及軟件系統(tǒng)集成到定制芯片中，將定制芯片裝入醫(yī)療器械，以此降低功耗、保證系統(tǒng)性能、減小設(shè)備體積。

芯片是醫(yī)療設(shè)備不可或缺的組成部分，目前，醫(yī)療設(shè)備正越來(lái)越多地適應(yīng)各種半導(dǎo)體技術(shù)，以在更小的外形尺寸中提供新的功能和能力。其中，汽車制造商和高科技制造商使用的第二代和第三代芯片是醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的主要需求。疫情期間，醫(yī)療檢測(cè)設(shè)備短缺，半導(dǎo)體企業(yè)訂單短期迎來(lái)爆發(fā)，主要包括紅外體溫檢測(cè)儀、呼吸機(jī)、制氧機(jī)等產(chǎn)品，在醫(yī)療芯片領(lǐng)域，相關(guān)的半導(dǎo)體企業(yè)甚至受益較大。熱像儀或非接觸式額頭紅外溫度計(jì)是兩種常用的方式，這些設(shè)備也依靠傳感器和模擬芯片等半導(dǎo)體將溫度等數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字讀數(shù)。但是，2021年的“芯片荒”，直接促使了醫(yī)療行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)芯片資源，加劇了醫(yī)療芯片的短缺。

通過(guò)人工智能的應(yīng)用，健康管理服務(wù)也取得了突破性的發(fā)展，尤其以運(yùn)動(dòng)、心律、睡眠等檢測(cè)為主的移動(dòng)醫(yī)療設(shè)備發(fā)展較快。通過(guò)智能設(shè)備進(jìn)行身體檢測(cè)，血壓、心電、脂肪率等多項(xiàng)健康指標(biāo)便能快速檢測(cè)出來(lái)，將采集健康數(shù)據(jù)上傳到云數(shù)據(jù)庫(kù)形成個(gè)人健康檔案，并通過(guò)數(shù)據(jù)分析建立個(gè)性化健康管理方案。同時(shí)通過(guò)了解用戶個(gè)人生活習(xí)慣，經(jīng)過(guò)AI技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)用戶整體狀態(tài)給予評(píng)估，并建議個(gè)性化健康管理方案，輔助健康管理人員幫助用戶規(guī)劃日常健康安排，進(jìn)行健康干預(yù)等。依托可穿戴設(shè)備和智能健康終端，持續(xù)監(jiān)測(cè)用戶生命體征，提前預(yù)測(cè)險(xiǎn)情并處理。

醫(yī)療器械與中國(guó)“芯”到底能摩擦出什么樣的火花，我們還不得而知，但隨著中國(guó)芯片制造產(chǎn)品線日益豐富，其與國(guó)際巨頭的差距正在一步步拉近，“芯”戰(zhàn)役中埋藏的不再僅僅是萬(wàn)億市場(chǎng)的金礦，還有國(guó)家科技力量的尊嚴(yán)，以及每個(gè)人息息相關(guān)的生命健康與安全。或許，我們已然沒(méi)有退路，唯有吟嘯前行。