随着科技的进步和人们对于医疗保健的意识不断增强,全球医疗电子特别是中国这一巨大市场正爆发出诱人的发展前景,不少领先半导体厂商正积极将其纳入重点关注的领域。市场调研公司Databeans指出,2005年用于医疗电子的半导体市场超过20亿美元,预计未来五年里该市场将以11%的复合年增率增长,2010年将超过35亿美元。

医疗电子产品已从医院检验科步入家庭
而传统的医疗手段和诊断设备已不能满足市场需求,医疗逐渐走出医院走向家庭,一些便携式医疗电子产品已经兴起,常常出现于电影、科幻小说里的手持或便携式医疗设备已经开始真真切切地走进我们的生活。虚拟医院和远程医疗等的建立亦不再是构想,健康监护设备使病人在家中就可完成日常检查或监测,而不必专门跑到医院或医疗诊所。
便携医疗电子设备市场目前已经在以两位数的速度增长,这一趋势今后还将继续。便携式医疗电子设备主要分为诊断设备、给药设备、个人护理产品和影像系统这四大应用部分,包括胆固醇、血液情况、血压检测、葡萄糖计、脉冲血氧量仪、AED、胰岛素注射笔、数字助听器、CT扫描仪以及X射线探测仪等产品。其中,预计家庭诊断市场将占50%左右,在剩下的50%中,影像产品占25%,其它诊断或治疗电子产品占25%。“目前半导体销售额较大的医疗电子产品领域包括血糖计、超声设备和数字温度计。”Databeans公司表示,“这些应用带动了市场对于精密放大器、数据转换器、模拟电源管理和ASIC的需求。”
将手机设计思想融入便携医疗电子
小型化成为便携医疗电子的首要要求。同时,高集成度以及低功耗也是产品的关键,精度和一致性也是这类产品获得市场的重要因素。为了满足上述要求,半导体供应商开始应用技术上日新月异手机设计思想,通过创建相对统一的标准和外形尺寸,使便携式医疗电子产品的可用性及易用性大大提高。可供借鉴的设计思想包括I/O标准、USB端口的优点、ESD保护的耐久性、使用高集成度的FPGA和ASIC来提高功能性并减少周边元件以及简易的芯片组平台解决方案等。
飞兆半导体公司技术行销部总监黄广贤十分倡导这一思想,他说:“集成化是未来便携式医疗设备的关键特性,希望手机的突破性进展能够实施在便携式医疗设备中,比如采用带有多个附件插头的核心手持式设备以监控血糖、温度和血压等。”他表示,飞兆带有USB功能的所有产品均适用于便携式医疗设备,包括从USB收发器到USB模拟开关产品,并具有低功耗和超小型封装体积的优势。全新超便携式视频滤波器能够将手持设备的视频内容输出到TV屏幕,可用于重播医疗报告和说明。另外,该公司uSerDes产品系列是适合类似于手机的翻盖显示功能应用的理想选择,LVDS中继器和收发器经常用于差分传感器和高速计时。
“在未来,便携式医疗设备很可能会借助成功的I/O标准优势,比如USB和可能应用于信息下载的WiFi和/或蓝牙标准。”黄广贤继续表示。
同样,美信新推出的系列产品MAX1358/1359/1360、MAX1329/1330/1331都是高度集成的数据采集系统,内部包含了信号调理、数据转换、实时时钟、用户接口、电源管理以及系统支持。这些器件与MAXQ2000等微控制器配合使用,可构成完整的解决方案,在主电池电压低至1.8V时仍能保持正常工作。“血糖测量是此类器件的典型应用之一。”该公司负责医疗应用的战略计划及产品定义经理John Di Cristina表示。
为了满足医疗应用对高精度器件的需求,TI也推出了一系列的模拟产品,包括数据转换器、接口集成电路、运算放大器和电源等。其中,ADS8372是业界最高线性度的16位逐次逼近ADC。该器件能够在-40℃至+85℃的整个工业温度范围内提供多种卓越特性,如16位无丢失码性能、600kSPS 数据速率,小于0.75LSB(最大值)的积分非线性(INL)和小于0.5LSB(最大值)的差分非线性度(DNL)。该器件适用于各种先进的实时应用,如医疗影像、高精度数据采集系统等。
而OPA365是一款高精度运算放大器,该器件采用创新的零交越、单输入架构,从而实现无跳变轨至轨性能。OPA365具有超低失真(仅为0.0006%THD+N)、极低噪声(4.5nV/rtHz)、50MHz增益带宽,因而适用于多种的单电源应用,包括数据采集、测试测量及便携式医疗系统等。
随着医疗设备继续向小型化方向发展,低功耗也变得越来越重要。老牌ASIC供应商奥地利微电子(Austria Microsystems)强调其在超低功耗和低电压设计的专业技术以及低成本方面的优势。该公司全球高级销售副总裁Carlo Rebughini声称:“我们的战略重点在于向便携医疗保健和医疗影像市场提供定制低功率IC解决方案。同时,由于拥有15年以上为医疗设备设计与制造混合信号ASIC的专门经验,我们获得了世界级的质量标准认证,并能够提供大批量生产和可靠的长期供应。”