安森美半導體配合中國消費類醫療市場趨勢的半導體
近年來,中國人口老齡化問題加劇,人們的預期壽命更長。根據聯合國等機構的數據,中國60歲以上人口所占比例已由1990年的8.9%提升至2012年的12.3%,到2030年將達24.4%。同時,心臟病、糖尿病、哮喘乃至聽力障礙等發病率增高。這使人們更加注重醫療保健問題,為消費類醫療市場帶來更大發展動力。同時,中國政府計劃到2020年實現全民醫保,有利于推動醫療設備行業持續發展。在這種背景下,消費類醫療設備趨向增加“智能”及數據存儲能力,便攜性也更強,同時無線/連接型醫療設備也有利于實現方便的長期病人監測,更不用提最新的人體區域網絡也在不斷興起。這使得應用于醫療市場的半導體產品趨向更高集成度、小型化、高能效、采用標準元器件及嵌入無線功能。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/198809.htm目前,中國醫療設備市場正持續穩步發展,但市場分散,由少數大型醫療設備公司主導,同時也有為數眾多的較小型公司開發創新的醫療方案。
安森美半導體為中國消費類醫療市場提供多種價值,使醫療技術開發人員能夠以高性能硅方案克服他們獨特的設計挑戰。首先,安森美半導體針對中國消費類醫療市場提供豐富的產品陣容,涵蓋助聽器數字信號處理器(DSP)系統、定制混合信號專用集成電路(ASIC)、分立元件,以及有助于實現系統微型化的先進混合工藝封裝。
其次,安森美半導體擁有豐富的醫療專知、技術和經驗,包括30多年的定制硅芯片經驗(含高可靠性的植體應用)、自1970年代初已服務助聽器行業、豐富的知識產權(IP)陣容、完全認證及強固的開發流程及技術精湛的系統架構師。
第三,安森美半導體提供醫療市場要求的品質、可靠性和承諾。安森美半導體提供長遠的工藝及產品,配合延長產品生命周期,還提供可追蹤能力及長期數據保留、批量驗收測試(LAT)、可靠性及失效分析實驗室、ISO 13485醫療系統品質認證。

圖1:安森美半導體的重點醫療應用及相關產品和服務。
安森美半導體的醫療應用方案主要涵蓋植體醫療設備(如神經刺激器、除顫器及心臟起搏器)、聽力健康(助聽器、耳蝸植體)、臨床及指定設備(血糖監測、透皮給藥、便攜式及定點護理(PoC)病人監控)等,參見圖1。
安森美半導體消費類醫療應用案例研究
安森美半導體為消費類醫療應用提供豐富的產品陣容。下文將重點圍繞助聽器及醫療ASIC應用進行案例研究。
1) 助聽器案例研究
據統計,中國有超過1,000萬成年人患有聽力障礙,亟需使用助聽器來改善聽力體驗。助聽器主要包含耳背式(Behind-The-Ear, BTE)和耳內式(In-The-Ear, ITE)。BTE助聽器又包含傳統BTE、微型BTE等不同類型,其中微型BTE又演進出了耳道內置受話器(RIC)類型。
傳統BTE助聽器尺寸較大,外殼中內置所有元件,采用定制及合身的耳模來確保提供可接受的聲音,但要求采用大電池來提供大功率,故會造成佩戴負擔。ITE助聽器的外殼比傳統BTE助聽器小,其中置有所有元件,但其電池尺寸較小,限制了輸出功率,且長時間佩戴會不舒服。相對而言,微型BTE外殼小巧雅致,能隱藏在耳后,而接收器恰好置于耳道中。這種助聽器電池尺寸小,同時還能支持長使用時間;而且由于接近耳道,提供極佳聲音效果。

圖2:助聽器發展趨勢及安森美半導體用于微型BTE助聽器的Rhythm R3710 DSP系統
安森美半導體提供用于微型BTE助聽器的完整數字信號處理混合系統方案Rhythm R3710。這器件采用符合RoHS指令的業界最小系統級封裝(SiP),尺寸僅為4.57 x 3.12 x 1.52 mm,較傳統混合模塊小25%。 這混合系統封裝內包括處理語音算法的數字信號處理器(DSP)、EEPROM、模擬前端、射頻芯片及無源元件,還可根據要求集成其它IC(見圖3)。集成的24位DSP提供高于50 MIPS的運算能力,1.2 V工作時電流消耗低于700 μA。這SiP適合包括微型BTE助聽器在內的所有類型助聽器,能幫助克服助聽器組裝方面的主要電聲挑戰。
Rhythm R3710除了提供超小尺寸、高集成度和先進的語音處理,其它關鍵特性或優勢包括:集成iSenseDetect環境分類算法(根據環境自動調節助聽器,不需要存儲器選擇開關)、超低能耗(1枚10號電池正常情況下使用10天)、自適應降噪(提升嘈雜環境下的語音清晰度)、16頻帶音調均衡(靈活調節頻率響應,優化聲音品質)、8通道壓縮器、自適應反饋消除(提升適配速度)等。安森美半導體還提供全套軟件支援,ARK軟件易于集成到現有驗配軟件中。

圖3: 安森美半導體業界最小混合系統封裝(SiP)集成了DSP裸片、EEPROM等眾多元件。
安森美半導體為助聽器應用提供寬廣陣容的DSP系統方案,涵蓋兩種類型,以配合客戶的不同應用需求。一為預配置型,預配置了安森美半導體的音頻處理算法,相關產品除了Rhythm R3710,還包括Ayre SA3291、Rhythm R3910、Rhythm SB3229、Rhythm SB3231、CONSOLIDAT GA3227及FOUNDATION GA3216等;一為公開可編程型,能讓用戶使用自有的音頻處理算法,產品包括EZAIRO 5900系列。
2) 定制醫療ASIC案例研究
多種因素導致醫療設備需要定制ASIC而非標準分立元件方案。首先是低能耗。電池供電的醫療設備要求更長的使用時間。采用標準分立元件可能消耗太大電流,無法提供令人滿意的產品使用時間。相比較而言,ASIC方案提供低能耗優勢。其次是小尺寸。醫療設備通常要求小巧,以提供離散性和舒適度。使用標準元件可能令外形因數過大,而ASIC方案以高集成度提供小尺寸優勢。
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