目標(biāo)：醫(yī)療電子市場——國際半導(dǎo)體公司的最新動向

隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，從全球范圍來看，市場對醫(yī)療電子產(chǎn)品的需求越來越大，尤其是對計算機斷層掃描儀、磁共振儀、高檔超聲波診斷儀器等高端產(chǎn)品需求的快速增長，有力帶動了全球醫(yī)療電子市場規(guī)模的擴大。與此同時，市場需求的增長大大刺激了各國在醫(yī)療電子領(lǐng)域的投入力度，醫(yī)療電子設(shè)備制造商不斷提高技術(shù)水平，擴大創(chuàng)新應(yīng)用，促進了全球醫(yī)療電子產(chǎn)業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展，有力支持了醫(yī)療電子市場需求的增長。

ST：為抗擊禽流感提供快速方案

作為全球最大的半導(dǎo)體公司之一，ST(意法半導(dǎo)體)在推進醫(yī)療電子技術(shù)向高精尖領(lǐng)域發(fā)展方面起到了重要的作用。

2006年，ST和Veredus實驗室合作利用快速檢驗應(yīng)急片上實驗室技術(shù)開發(fā)禽流感檢驗終端。Veredus利用ST的In-Check平臺，開發(fā)一個只需一次化驗就能確診一位患者是感染了禽流感(H5N1)還是亞型流感A或B的應(yīng)用產(chǎn)品，而目前這兩種傳染病都需要經(jīng)過多次化驗才能最后確診。這個診斷項目建立在由ST開發(fā)的完整的片上In-Check平臺上。這個平臺允許用戶對一個一次性芯片上的微小樣品進行準(zhǔn)確而可靠的復(fù)雜處理和分析，能夠大幅度縮減化驗時間，極大地降低所需儀器的復(fù)雜性。此外，這種獨立的片上實驗室方法消除了常規(guī)方法固有的交叉污染物的危險。

世界衛(wèi)生組織最近認識到快速確診是人類抗擊禽流感的第一需求，ST先進的半導(dǎo)體技術(shù)結(jié)合Veredus的禽流感化驗技術(shù)，將會使有效及時的化驗和治療變?yōu)榭赡?，從而使傳染病的傳播能夠提前得到控制?

2007年4月19日，Debiotech和ST宣布雙方簽訂一份制造銷售獨特的微型胰島素注射泵的戰(zhàn)略合作協(xié)議。

這個高度微型化的一次性胰島素注射泵融合了Debiotech的胰島素注射技術(shù)和ST的大規(guī)模制造微流控芯片的生產(chǎn)能力。微流控技術(shù)可以通過電子方式控制數(shù)量非常少的液體的流動。這個注射泵標(biāo)志著CSII療法在開發(fā)和應(yīng)用上向前邁出了一大步，而且這項尖端技術(shù)還將被運用到其他生化應(yīng)用領(lǐng)域。

采用MEMS技術(shù)的納米泵還能精確地控制醫(yī)生要求的胰島素的注射劑量。劑量的精確度是決定療效高低的一個關(guān)鍵因素，而且還有助于降低藥物長期注射的負面作用。納米泵對液體注射的控制精度能夠達到納升，這個水平十分接近人體胰島素注射量。此外，作為一個采用大規(guī)模半導(dǎo)體制造技術(shù)的一次性產(chǎn)品，這個基于MEMS的納米注射泵的成本也非常低廉。

這個由Debiotech開發(fā)、ST產(chǎn)業(yè)化的胰島素注射泵標(biāo)志著微流控MEMS技術(shù)被首次應(yīng)用到糖尿病治療領(lǐng)域。ST微流控產(chǎn)品部的其他生物技術(shù)項目還包括目前主要用于檢測膿毒癥和禽流感的In-Check片上實驗平臺。

點評：通過參與醫(yī)療電子產(chǎn)品高科技領(lǐng)域的研發(fā)，ST將樹立一個負責(zé)任的企業(yè)的良好社會形象。

飛兆：功率器件助推醫(yī)療電子市場

飛兆半導(dǎo)體擁有適用于醫(yī)療電子設(shè)備的廣泛產(chǎn)品系列，該公司的高電壓IGBT用于去纖顫器；USB 2.0收發(fā)器用于血壓監(jiān)控器；μSerDesTM串行器/解串器用于帶有相機和小型顯示器的醫(yī)療應(yīng)用；IntelliMAX先進負載開關(guān)用于便攜式醫(yī)療設(shè)備的功率管理和保護；集成式開關(guān)、MOSFET、PWM控制器用于掃描器、超聲波檢查儀、內(nèi)診鏡、膠片掃描器及許多其他產(chǎn)品，為醫(yī)療應(yīng)用帶來巨大的ESD保護、功耗和尺寸優(yōu)勢。飛兆半導(dǎo)體在用于去纖顫器的IGBT及在各種各樣的通用電源設(shè)計方面取得了良好的進展。

2007年5月，飛兆半導(dǎo)體推出新型高頻率集成升壓轉(zhuǎn)換器FAN5336，可讓設(shè)計人員獲得87%的系統(tǒng)效率、低EMI并節(jié)省電路板空間，廣泛適用于小型LCD偏壓和白光LED背光照明設(shè)計。這款1.5MHz開關(guān)頻率的升壓轉(zhuǎn)換器具有寬泛的輸出電壓范圍(9V-33V)，并將開關(guān)NFET集成在尺寸僅為3mm×3mm×0.6mm的超薄模塑無引腳封裝(UMLP)中。FAN5336的體積比常用的SOT封裝器件更小，卻能提供更多的功能，包括更高的峰值電流(1.5A)，高于同類器件的1.0A；出色的輸入和負載調(diào)節(jié)能力(0.2%)；高開關(guān)頻率(1.5MHz)。因此，F(xiàn)AN5336有助于在手機和智能電話、MP3播放機、醫(yī)療設(shè)備及許多其他便攜式應(yīng)用中將噪聲、熱生成減至最少。此外，該轉(zhuǎn)換器具有高頻率，可使用較小型的元件以協(xié)助設(shè)計人員最好地利用電路板空間，并同時減小設(shè)計的復(fù)雜性。

2007年7月，飛兆半導(dǎo)體推出全新的IntelliMAX系列器件FPF250X，其輸入電壓為4.5V-20V。這些高度集成的負載開關(guān)針對潛在的過流損壞提供全面的保護功能，過流損壞會對工業(yè)、電信、醫(yī)療、筆記本電腦及消費應(yīng)用等低功耗設(shè)計造成影響。FPF250X器件將帶有熱關(guān)斷、受控導(dǎo)通和欠壓閉鎖等保護和控制功能的0.23歐姆限流N溝道MOSFET集成在節(jié)省空間的一個SOT23封裝中，從而簡化設(shè)計、減少元件數(shù)并大幅縮小線路板面積。

點評：作為功率器件市場數(shù)一數(shù)二的廠商，飛兆半導(dǎo)體的產(chǎn)品在醫(yī)療市場的應(yīng)用具有天然的優(yōu)勢，其對該市場的重視有望進一步增強。

Xilinx：在醫(yī)療影像領(lǐng)域影響力加強

Xilinx(賽靈思公司)最近推出了Spartan-3A DSP低功耗(LP)器件，為低成本和低功耗FPGA領(lǐng)域的應(yīng)用如軍事通信戰(zhàn)術(shù)無線電系統(tǒng)、無線接入點和便攜式醫(yī)療設(shè)備等提供了高性能的數(shù)字信號處理(DSP)能力。該器件目前已投入量產(chǎn)。

與標(biāo)準(zhǔn)器件產(chǎn)品相比，Spartan-3A DSP低功耗(LP)器件的靜態(tài)功耗降低了50%，而在待機模式下靜態(tài)功耗的降低更是高達70%。同時，Spartan-3A DSP低功耗器件還具有工業(yè)額定等級。降低的功耗與Spartan-DSP系列固有的因集成專用DSP電路而擁有的動態(tài)功耗優(yōu)勢互為補充、相得益彰。事實上，與同類FPGA產(chǎn)品相比，Spartan-3A DSP 3400A LP具有25%的功耗效率優(yōu)勢，最低成本的器件在250MHz時鐘速度下性能高達4.06GMACs/mW。最重要的一點，目前Spartan-3A DSP已經(jīng)可以批量提供給客戶。

賽靈思與醫(yī)療影像領(lǐng)域的客戶已經(jīng)有了多年的合作。在Spartan-3A DSP推出之前，賽靈思公司的Virtex-4 SX及Virtex-5 SXT就是針對高性能DSP應(yīng)用進行優(yōu)化的。賽靈思在醫(yī)療影像領(lǐng)域的客戶遍布全球，賽靈思的產(chǎn)品用在多種應(yīng)用中，包括超聲系統(tǒng)、CT掃描儀、MRI等?？蛻暨x擇賽靈思是因為其需要高DSP計算能力、高可靠性、完美的連接能力，并以最優(yōu)的成本來傳輸大量的數(shù)據(jù)。

點評：隨著更高分辨率及3D影像成為整個醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，相信賽靈思在此市場的影響力將不斷加強。

Altera：結(jié)構(gòu)化ASIC降低醫(yī)療客戶風(fēng)險

客戶如果要設(shè)計高性能產(chǎn)品，例如CT、掃描器械，可以采用Altera的STRATIX系列產(chǎn)品；如果要設(shè)計一個低成本產(chǎn)品，例如便攜產(chǎn)品，可以采用Altera的Cyclone系列產(chǎn)品，而像超聲波這樣的醫(yī)療系統(tǒng)，可以在這兩個產(chǎn)品中進行選擇。

另外，市場上只有Altera公司提供結(jié)構(gòu)化ASIC，這是一個非常好的策略，客戶采用高性能的STRATIX設(shè)計完產(chǎn)品后，如果未來不需要改，就可以采用結(jié)構(gòu)化ASIC方案，這不僅降低了系統(tǒng)的成本，還可以在結(jié)構(gòu)化ASIC中，集成其他的ASIC，這給客戶多了一個選擇。而且結(jié)構(gòu)化ASIC HARDCOPY器件與FPGA器件采用相同的封裝，因為醫(yī)療系統(tǒng)要經(jīng)過審核，如果采用FPGA設(shè)計的產(chǎn)品，經(jīng)過了審核，PC板不需要改變就可以使用結(jié)構(gòu)化器件。即使還要經(jīng)過審核，客戶的風(fēng)險也會比較低。

深圳邁瑞公司采用Altera FPGAs開發(fā)3D-CBS技術(shù)。在3D-CBS系統(tǒng)中，每個光子檢測板采用20個Altera FPGAs去加速數(shù)字信號處理功能，這是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，因為數(shù)字信號處理速度的加快可以減少檢查的時間，提高圖像的質(zhì)量，從而減少儀器給病人帶來的輻射。邁瑞公司CEO Dario Crosetto介紹說，Altera FPGAs幫助公司開發(fā)出高性能的產(chǎn)品，并縮短了產(chǎn)品上市的時間。

點評：一直大力倡導(dǎo)結(jié)構(gòu)化ASIC理念的Altera在醫(yī)療電子領(lǐng)域找到了發(fā)揮優(yōu)勢的所在。

AMS：ASIC方案醫(yī)療產(chǎn)品應(yīng)用多

在醫(yī)療半導(dǎo)體產(chǎn)品方面，AMS(奧地利微電子)的產(chǎn)品主要應(yīng)用于以下幾大類產(chǎn)品中：

數(shù)字X光機：很多醫(yī)療領(lǐng)域的著名公司采用了AMS的高精度放大器以及其他專用元器件來加快X光機的成像速度，使得診斷更加精確，同時又大大減少了患者接觸輻射的時間。

CT掃描儀：一些知名的醫(yī)療設(shè)備商采用了AMS高精度傳感器接口，使得人體內(nèi)部3D成像更加清晰、快速，同時大大降低X光對患者的輻射。

血糖儀：AMS提供高敏感度的傳感器接口和專用控制芯片，延長了電池的使用壽命，獲取最精確的數(shù)據(jù)。

心律監(jiān)測手表：AMS提供的傳感器接口和無線編碼連接技術(shù)，使胸部和手表間建立數(shù)據(jù)連接更為安全，同時超低功耗的產(chǎn)品延長了電池的使用壽命。

電動牙刷：AMS提供電機管理和充電技術(shù)方面的低成本單芯片解決方案，使得產(chǎn)品具有更高速的震動以及壓力即時回饋。

起搏器：AMS為其提供超低功耗的電源管理芯片。

AMS公司面向心率監(jiān)視儀產(chǎn)品推出5.6kHz接收器ASIC，帶有低噪聲輸入放大器(60nV/sqrt-Hz)和6位Flash ADC，內(nèi)置32kHz晶體振蕩器，工作電流為0.5μA。同時，為葡萄糖計產(chǎn)品提供精確的血糖監(jiān)控ASIC解決方案，由于集成了傳感器前端和電源管理部分，外部元件數(shù)量大幅減少，待機電流為0.8μA，0℃-40℃溫度范圍內(nèi)的溫度漂移為±25ppm/K。此外，AMS還推出吸入器劑量計數(shù)器ASIC，采取超低功耗設(shè)計，待機消耗電流為0.33μA，工作電流消耗為1.0mA。

AMS為CT掃描儀和X射線探測儀這類醫(yī)療影像產(chǎn)品提供了高性能的ASIC解決方案。AMS將為西門子醫(yī)療解決方案集團的全新計算機斷層成像(CT)平臺提供檢測電子設(shè)備IC。

點評：在醫(yī)療半導(dǎo)體領(lǐng)域，雖然FPGA和ASSP產(chǎn)品的應(yīng)用不斷增加，但是ASIC解決方案還將繼續(xù)發(fā)揮極為重要的作用。

Maxim：擁有完整醫(yī)療產(chǎn)品線

MAX1358、MAX1359、MAX1360智能型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)基于16位Σ-Δ模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，并提供微處理器(μP)系統(tǒng)的支持功能。該系列器件內(nèi)部集成有ADC、DAC、運算放大器、1.25V/2.048V/2.5V可選基準(zhǔn)源、溫度傳感器、模擬開關(guān)、32kHz振蕩器、帶有報警功能的實時時鐘(RTC)、高頻鎖頻環(huán)(FLL)時鐘、4個用戶可編程I/O、中斷產(chǎn)生器以及1.8V和2.7V電壓監(jiān)視器。MAX1358、MAX1359、MAX1360具有兩個10∶1差分輸入多路復(fù)用器，可接收0至AVDD的信號電平。片上1x至8x可編程增益放大器(PGA)可測量小信號，簡化了外圍電路。MAX1358、MAX1359、MAX1360采用+1.8V至+3.6V單電源供電，正常模式下僅消耗1.4mA電流，睡眠模式下僅消耗6.1μA電流。串行接口與SPI/QSPI以及MICROWIRE兼容，用于上電、配置以及檢查所有功能模塊的狀態(tài)。MAX1358、MAX1359、MAX1360采用節(jié)省空間的40引腳TQFN封裝，工作在商業(yè)級和擴展級(-40℃至+85℃)溫度范圍。

MAXQ2000微控制器是低功耗16位器件，包含液晶顯示(LCD)接口，可以驅(qū)動最多100(-RBX/-RBX+)段或132(-RAX/-RAX+/-RFX/-RFX+)段。MAXQ2000適用于血糖監(jiān)測系統(tǒng)，也適用于其他需要高性能、低功耗工作的應(yīng)用。

MAX9910、MAX9911單路運算放大器和MAX9912、MAX9913雙路運算放大器具有最高增益帶寬(GBW)/電源電流比，適用于便攜式儀表、便攜式醫(yī)療設(shè)備和無線手持設(shè)備等電池供電產(chǎn)品。這些CMOS運放具有1pA超低輸入偏置電流，提供滿電源擺幅輸入和輸出以及低至4μA的電源電流，工作于1.8V至5.5V單電源。為進一步節(jié)省功耗，MAX9911、MAX9913提供低功耗關(guān)斷模式，將電源電流降至1nA，并使放大器輸出處于高阻狀態(tài)。這些器件單位增益穩(wěn)定。

點評：擁有完整的應(yīng)用于醫(yī)療電子領(lǐng)域的產(chǎn)品線是Maxim在該市場最大的競爭力。

TI：將推出5代MCU醫(yī)療產(chǎn)品

MSP430系列MCU產(chǎn)品是TI公司在醫(yī)療領(lǐng)域的重要應(yīng)用產(chǎn)品。MSP430系列產(chǎn)品在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)經(jīng)歷了4代產(chǎn)品。第一代產(chǎn)品是FG43x系列。其中，最早推出的FG439是全球首顆針對醫(yī)療電子市場推出的單芯片方案，該產(chǎn)品當(dāng)時專門為血糖儀市場設(shè)計，目前已經(jīng)應(yīng)用到許多新的領(lǐng)域，比如生化分析儀等。在這顆芯片中集成了前端運算放大器、12位雙通道高精度ADC、DAC和DMA以及內(nèi)置參考源等。FG439是一個高集成度的方案，采用該芯片制造的血壓計和血糖儀，無須使用任何外部組件，體積小，功耗低。

MSP 430在醫(yī)療領(lǐng)域的第二代產(chǎn)品為FG461X系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品采用BGA封裝，進一步降低了產(chǎn)品功耗，同時它還包含最高達120Kb的閃存和8Kb的RAM，由于它在單芯片上提供高集成度的智能外設(shè)與較大的存儲選項，可滿足脈搏血氧飽和度測試計與無線心電圖機等便攜醫(yī)療設(shè)備的要求。

第三代產(chǎn)品為FG42X0系列，F(xiàn)G42X0結(jié)構(gòu)簡單，管腳少，將ADC的精度提高到16位。第四代產(chǎn)品為定制產(chǎn)品。而將于2008年第四季度推出的MSP430針對醫(yī)療領(lǐng)域的第五代產(chǎn)品將內(nèi)置USB接口和無線傳輸功能，并增加語音處理功能。

點評：MSP430產(chǎn)品有四大特點：超低功耗；高集成度；16位RISC內(nèi)核；簡單易用。這也決定了其在醫(yī)療領(lǐng)域的美好應(yīng)用前景。

Microchip：針對醫(yī)療市場推8位16位產(chǎn)品

Microchip擁有豐富的產(chǎn)品線，包括業(yè)界領(lǐng)先的8位及16位PIC單片機、16位dsPIC數(shù)字信號控制器、模擬和接口產(chǎn)品、KEELOQ安防產(chǎn)品及非易失性存儲器，均為滿足醫(yī)療設(shè)備市場實際需求的理想選擇。

如今的醫(yī)療設(shè)備都有一些共性，即體積小巧、低功耗以及先進的通信協(xié)議。例如，為了迎合低功耗的需求，芯片設(shè)計人員在器件中集成了特有的功能，以幫助醫(yī)療設(shè)備設(shè)計人員控制功耗過高的問題。Microchip推出的dsPIC33F系列產(chǎn)品設(shè)有空閑、休眠及打盹模式，每種模式均備有多種選項，使設(shè)計人員得以靈活地調(diào)整功耗。在許多醫(yī)療設(shè)備中，單片機大多數(shù)時候無所事事。這些設(shè)備中的處理器多半時候處于低功耗狀態(tài)，每隔幾毫秒被喚醒一次以執(zhí)行指令。這樣，總平均電流就只占了處理器正常運行電流的一小部分。

今年，Microchip將針對醫(yī)療市場推出新的8位和16位產(chǎn)品，集成高精度的模擬放大器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和電源管理芯片。醫(yī)療電子產(chǎn)品開發(fā)始于化學(xué)、生物和傳感技術(shù)，設(shè)計工程師對電子部分的設(shè)計經(jīng)驗相對比較少，為此，Microchip推出了易學(xué)易用的開發(fā)工具，兼容Microchip所有的8位和16位MCU產(chǎn)品，幫助設(shè)計工程師降低開發(fā)難度和風(fēng)險。

點評：專門成立醫(yī)療產(chǎn)品部彰顯Microchip公司角逐該市場的決心，以16位單片機聞名于世的Microchip在該市場有何表現(xiàn)，讓我們拭目以待吧！