超低噪聲混合信號芯片 助力醫療CT性能顯著(zhù)提升

　　2012年11月14日，奧地利微電子宣布開(kāi)始供應新款高集成ASIC，在較低的X射線(xiàn)劑量下，幫助西門(mén)子新型計算機斷層掃描(CT)光探測器模塊提供更高分辨率的圖像。奧地利微電子公司是全球領(lǐng)先的高性能模擬IC和傳感器解決方案的設計者及制造商，專(zhuān)為消費通信、醫療電子、汽車(chē)應用行業(yè)服務(wù)。

　　作為西門(mén)子新型Stellar CT光探測器模塊的組成部分，奧地利微電子的ASIC可捕捉并數字化病人身體的圖像。它在一個(gè)層疊骰子型(3D集成式)配置結構內，將一個(gè)高分辨率光電二極管同一個(gè)低噪聲模數轉換器(ADC)整合在了一起。

　　新型ASIC是奧地利微電子和西門(mén)子的合作成果，這項合作開(kāi)始于2005年，旨在根據腫瘤學(xué)家和其他醫療專(zhuān)業(yè)人員的需求，生產(chǎn)新一代光探測器模塊，并從根本上提升性能。

　　醫療專(zhuān)業(yè)人員對新型CT設備有兩項關(guān)鍵要求：

　　· 更高分辨率的圖像，對病人狀況實(shí)現更精確的診斷

　　· 更低的X射線(xiàn)劑量，在病人接受掃描時(shí)降低其健康風(fēng)險

　　該ASIC產(chǎn)品實(shí)現了模擬傳感器的性能突破，大幅降低了光電二極管和ADC之間敏感模擬信號的噪聲。為了實(shí)現如此顯著(zhù)的性能提升，這項ASIC開(kāi)發(fā)項目借鑒了奧地利微電子產(chǎn)品的眾多性能。其中包括：

　　· 獨有的奧地利微電子知識產(chǎn)權(IP)。創(chuàng )新型兩級ADC消除了在許多ADC工作過(guò)程中所需的間隔時(shí)間，因此能夠采樣完整的輸入信號。這可以實(shí)現最大化的線(xiàn)性輸出。

　　· 精密的增益和偏移校正，可以由廣泛的動(dòng)態(tài)光學(xué)輸入產(chǎn)生高精準輸出。

　　· 對晶體管特性進(jìn)行微調來(lái)實(shí)現最小噪聲。該ASIC硬模由位于奧地利格拉茨的奧地利微電子晶圓工廠(chǎng)生產(chǎn)，公司專(zhuān)業(yè)的生產(chǎn)流程為該產(chǎn)品的電路設計帶來(lái)諸多幫助。

　　· 通過(guò)應用新制造工藝來(lái)實(shí)現混合信號產(chǎn)品的3D集成。奧地利微電子采用層疊骰子式技術(shù)，集成了光探測器和ADC，用一個(gè)250µm硅通孔來(lái)取代上一代探測器模塊中從傳感器到ADC的板級長(cháng)軌道。這可以幫助西門(mén)子減小噪聲和串擾對敏感模擬信號的影響。

　　奧地利微電子ASIC在線(xiàn)性、降低噪聲和速度方面都得到了顯著(zhù)提高，新型Stellar光探測器相較于它所替代的前代產(chǎn)品，性能上得到顯著(zhù)改善。

　　· 同傳統探測器相比，低劑量掃描中的噪聲降低了20%

　　· 圖片分辨率達到0.5mm，比傳統探測器改善了0.3mm

　　· 動(dòng)態(tài)范圍擴展，支持低劑量掃描的更廣泛應用

　　· 標準功耗從1,000W降低至300W。

　　這也減少了廢熱生成，進(jìn)一步提升了信號質(zhì)量和圖像分辨率。

　　西門(mén)子醫療業(yè)務(wù)部表示，在Stellar探測器中“針對CT應用，西門(mén)子首創(chuàng )了在專(zhuān)用集成電路(ASIC)中集成光電二極管和ADC，從而縮短了信號路徑。該新型ASIC的功耗降低了85%，散熱更少，進(jìn)一步減小了電子噪聲。”

　　奧地利微電子工業(yè)醫療部市場(chǎng)總監Michael Leitner稱(chēng)：“性能實(shí)現突破的新型ASIC的成功交付需要與客戶(hù)的緊密合作和溝通。奧地利微電子于2005年開(kāi)始與西門(mén)子合作，共同研究Stellar探測器項目。我們對高端醫療應用要求及西門(mén)子具體需求的理解，共同促成了ASIC的成功交付。奧地利微電子的這款應用于Stellar探測器的新品目前正在出貨。”