IC性能對醫療診斷精度影響分析

迄今為止在醫療電子設備中仍然難覓中國本土芯片的身影，貌似高深莫測的醫療電子領(lǐng)域對芯片有哪些特殊要求？本土芯片廠(chǎng)商又如何才能有機會(huì )切入這一利潤巨大的市場(chǎng)呢？

　　醫療電子設備主要可以分為三大類(lèi)，包括醫學(xué)影像類(lèi)（如彩超、核磁、黑白超聲、X光機等）；生理特征類(lèi)（如監護儀、心電儀、血壓計、血糖儀等）；臨床檢驗類(lèi)（如生化分析儀等）。其中醫學(xué)影像診斷設備的市場(chǎng)規模最大，由于全球人口老齡化的加劇和人們越來(lái)越重視對慢性疾病的預防，透過(guò)超聲波檢查的初期診斷需求不斷高漲，使得該市場(chǎng)規模還在持續擴大中。據市場(chǎng)研究機構Transparency Market Research預測，2012年全球超聲診斷設備市場(chǎng)將達到48.178億美元，到2017年將達到61.148億美元，以4.9%的年均復合增長(cháng)率在成長(cháng)。

　　在過(guò)去很長(cháng)一段時(shí)間里，超聲診斷設備市場(chǎng)被GE、西門(mén)子、飛利浦等為數不多的幾家國際大廠(chǎng)壟斷，品牌優(yōu)勢過(guò)度放大，致使產(chǎn)品價(jià)格居高不下。直到近幾年，隨著(zhù)中國企業(yè)殺入這一市場(chǎng)，才將價(jià)格拉到一個(gè)較為合理的水平（市場(chǎng)均價(jià)大約是5年前的三分之一）。目前國內有多家超聲診斷設備制造商，僅在深圳地區就云集了邁瑞、開(kāi)立科技、藍韻、理邦、恩普、威爾德、京柏等廠(chǎng)商，其中邁瑞生產(chǎn)的全數字超聲診斷系統技術(shù)先進(jìn)、成像質(zhì)量高，占國內市場(chǎng)較大的份額，并且已經(jīng)出口參與國際競爭。

　　從市場(chǎng)銷(xiāo)售情況來(lái)看，中國廠(chǎng)商產(chǎn)品出口和內銷(xiāo)的比例大約是6:4。造成這一現象的主要原因有二：一是因為海外市場(chǎng)的容量更大；二是因為和中國醫療器械市場(chǎng)過(guò)于嚴苛的管理政策相比，海外市場(chǎng)的準入門(mén)檻更低，產(chǎn)品推出市場(chǎng)的周期更短。

　　IC性能對醫療診斷精度有決定性影響

　　深圳市藍韻實(shí)業(yè)有限公司成立于1994年，專(zhuān)注于醫療設備的研發(fā)與制造，目前已向市場(chǎng)推出了數字超聲、放射影像、臨床檢驗、血液透析、呼吸麻醉、醫療IT六大系列產(chǎn)品，現有員工1，100余人，產(chǎn)值及銷(xiāo)售額逐年按40%的速度遞增。該公司副總裁孟國海表示：“超聲診斷設備是所有醫療電子設備中設計最復雜的一類(lèi)產(chǎn)品，線(xiàn)位控制技術(shù)水平的高低直接決定了檢測精度。”

　　從工作原理來(lái)說(shuō)，超聲診斷設備的工作過(guò)程可以分為信號采集和信號處理兩大部分。其設計難點(diǎn)在于，當超聲波在人體內傳播時(shí)，其能量將被人體組織吸收，隨著(zhù)探測深度的增加，超聲波的能量會(huì )出現大幅衰減，信號動(dòng)態(tài)范圍極大，增加了檢測難度。為了提高設備的準確度，就需要使用TGC深度時(shí)間增益補償電路，即用一定的電壓曲線(xiàn)來(lái)控制放大器的增益，以使得不同深度下的超聲回波能夠獲得不同的放大倍數，從而起到補償作用。

　　與此有關(guān)的IC包括運算放大器、單路／雙路及八進(jìn)制的數據轉換系統ADC、數字信號處理器以及可變增益型放大器、高壓模擬開(kāi)關(guān)等。沒(méi)有性能可靠的芯片根本就無(wú)法設計出可靠的醫療設備，而且芯片互相之間需要完全兼容，即將多款不同芯片搭配在一起也不會(huì )因兼容問(wèn)題而產(chǎn)生系統錯誤。

　　由于醫療電子設備IC用量少，對產(chǎn)品質(zhì)量與穩定性的要求又極高，因此該領(lǐng)域的芯片供應被德州儀器、ADI、日立、美信等為數不多的國際大廠(chǎng)壟斷，幾乎看不到本土供應商的身影。德州儀器在數字方面的實(shí)力更強，可以針對具體應用如血液分析提供現成的算法；ADI在模擬方面有更強的技術(shù)積累，在高集成度方面做得最好，例如927x系列將低噪聲放大器（LNA）、可變增益放大器（VGA）、抗鋸齒濾波器（AAF）以及多通道模擬數字轉換器（ADC）集成在一顆單芯片里；而美信的方案選擇了模擬集成、ADC獨立的思路。

　　深圳市開(kāi)立科技有限公司2011年彩超出貨量達到4，000臺，僅次于邁瑞，位居全國第二。該公司研發(fā)中心副總裁周文平也證實(shí)，開(kāi)立科技的核心IC基本上以歐美供應商為主，連日韓企業(yè)都鮮有躋身其中，即便是周邊通用型阻容器件也全部選擇臺灣地區供應商。對此他解釋道：“經(jīng)過(guò)逐年發(fā)展深圳超聲產(chǎn)業(yè)已形成集聚效應，因此上游IC供應商的服務(wù)支持很充分，并不會(huì )因為是國際供應商而感到不便。雖然本土產(chǎn)品單價(jià)較低，但由于產(chǎn)品質(zhì)量穩定性的不確定，如果設備后期返修率過(guò)高，綜合成本實(shí)際上更高，因此整機企業(yè)不敢輕易嘗試。”

　　此外他還表示，在穩定性的基礎之上，隨著(zhù)市場(chǎng)對便攜式設備需求的增長(cháng)，集成度將是未來(lái)選擇芯片供應商的主要考慮因素。