紧抓医疗电子机遇,意法半导体STM32/MEMS产品如何布局?

探索科技(techsugar)特别策划《医者仁“芯”,医疗电子元器件的历史性机遇》专题,本期受访嘉宾是意法半导体通用微控制器产品市场经理于引和意法半导体MEMS传感器产品市场经理倪明。

文︱Aaron

图︱网络&ST

2020年伊始,医疗设备成为社会关注热点,红外测温仪只是医疗设备大市场的小小一角,根据Fortune Business Insights的数据,全球医疗设备市场规模约5000亿美元,医学影像、患者监护、患者体征测量、医疗机器人、血糖、心脏诊疗设备等多个方向都是热门领域。如今的医疗设备市场,仍是美欧等国际厂商主导,中国厂商起步晚、规模小,但近年来发展速度较快。

医疗电子元器件规模并不大,全球只有约50亿美元,但却对医疗设备的发展起到关键作用:传感器决定了医疗设备的测量精度,电源电路保证了医疗设备的可靠运行,处理器完成关键运算,有线与无线连接是医疗大数据发挥作用的起点……

我国将全面跨入小康社会,人均寿命也不断增长,大医疗行业迎来历史性机遇,基于此背景,探索科技(techsugar)特别策划此次《医者仁“芯”,医疗电子元器件的历史性机遇》专题,本期受访嘉宾是意法半导体通用微控制器产品市场经理于引和意法半导体MEMS传感器产品市场经理倪明。

医疗电子的市场和布局

医疗应用市场值得重视,更给半导体产业新技术发展带来机遇,从下图可以看出,医疗半导体市场规模逐年攀升,在2023年超80亿美元。[1]

全球医疗半导体市场营收(美元)

其中亚太地区是在全球区域市场中增长最快,2017至2018年增长率是20%,而2018至2023年复合增长率为10%,亚太市场未来增长潜力巨大。毫无疑问,亚太地区已经成为全球医疗半导体收入增长的主要驱动力,考虑其市场规模,无论在亚太,还是从全球来看,中国医疗市场都非常重要。

全球医疗半导体出货数量

从全球医疗半导体出货数量来看,2015年,亚太地区发货量约为全球总发货量的50%,2015-2023年继续保持最快增长,其中,2018年同比增长达23%。通过与收入数据的对比分析,可以发现,亚太地区医疗器械平均售价也是最低,这意味着随着中国本土医疗器械企业的发展,中国地区的增长潜力最高,特别是高端医疗器械领域。

巨大市场规模和前景背后,中国也面临着医疗保健资源紧张,甚至稀缺,意法半导体(ST)通用微控制器产品市场经理于引表示:“稀缺的资源助推远程医疗的发展,以及对居家监测设备的大量需求,从而对芯片提出了更多的要求。”

意法半导体(ST)通用微控制器产品市场经理于引

这里的更多要求,不只是统摩尔定律的一味追求缩小晶体管体积,也包括更小封装和更丰富的片上技术集成,即“超越摩尔定律”。

当然,与一般电子元器件相比,医疗级器件具有使用寿命长、可靠性和精确度更高等特点。对于特殊医疗要求(比如产品需进入人体),有些医疗级元器件还需要通过专门的医疗认证。

“在医疗电子设备像监护设备、检测设备上都可以找到ST MCU产品。尤其在便携式医疗和个人医护产品中,例如红外体温器,血糖血氧仪,血压计,ECG等产品。”在提到意法半导体在医疗电子上布局时,于引介绍道:“在医疗健康设备中,MCU的低功耗和高性能最关键,所以我们的STM32L(超低功耗系列),STM32F4以及STM32H7系列高性能产品是医疗电子产品的主流方案。以基于Arm Cortex M4内核的STM32F4系列为例,它是目前主流的红外体温器方案。主频可以运行到180MHz,内部集成了2MB FLASH及256KB的RAM,同时集成了3个独立的12位ADC,支持2.4M采样频率,以及LCD-TFT控制器。”

意法半导体MEMS传感器产品市场经理倪明补充道:“针对医疗电子设备的不同要求,ST MEMS产品部门可以提供用于检测运动的运动传感器、监测环境的环境传感器、收集声音的硅麦克风以及用于微控制的执行器(Actuator)。这些产品经常被用在医疗机器人、患者监护、远程医疗以及便携式医疗产品上。”

意法半导体MEMS传感器产品市场经理倪明

不限于产品端,据介绍,意法半导体 MEMS产品部门会跟医疗设备商或者第三方研发团队合作,了解医疗设备的终端要求,并且根据这些要求来优化甚至定制相应的电子元器件。

医疗领域的“不变”思路

早在2017年7月,中国就发布《新一代人工智能发展规划》,提出在医疗领域大力发展人工智能,领域涵盖智能治疗模式、智能医疗体系、智能医疗机器人、智能可穿戴设备、智能诊断、智能多学科会诊、智能基因识别、智能医药监管、智能疾病预测等。“人工智能+医疗”一直被视为极具发展潜力的新兴领域。

意法半导体瞅准了人工智能机器人在医疗战线上的动作,在整个系统规划中,STM32参与了从人机交互(HMI),机器手臂控制,到移动控制的电机驱动等多个控制部分。于引表示:“在未来,随着在高性能,低能耗和多互联的深耕,我们可以预见,STM32在人工智能领域会发挥更强的作用。”

意法半导体 MEMS部门也早早加入战局,倪明介绍道:“去年推出了X系列的智能传感器产品,比如LSM6DSOX。意法半导体的X系列传感器内部集成了机器自学习内核 (Machine Learning Core),该内核可以帮助客户从传感器搜集到的海量数据里面挖掘数据特征,用于优化核心算法并最终实现更加准确的状态识别和判断,而且这些功能不需要通过MCU交互就可以实现,从而进一步降低了系统能耗。”

除了智慧医疗,一次性诊断设备和个人医护设备的确有着广阔的前景,并且潜在的巨大需求促使电子元器件厂商愿意在这个方向上持续投入。于引和倪明在接受采访时都表示,这两个应用的关键因素是“低成本、低功耗、高精度/高可靠性”。

于引举例道:“在几年前,就有客户把我们的STM32L用在一次性早期妊娠检验产品中。同时我们的超值型系列,为一次性诊断和个人医护设备的市场可行性提供了成本的保障。这两个应用和我们的产品定义是一致的。”也有客户在“智能胃镜胶囊”里面使用了意法半导体的运动传感器,用于监测胶囊在病人体内的精确姿态。

在新技术和产能上的持续投资,成了意法半导体提供低成本、低功耗、高可靠性STM32产品的关键,也是一条市场赖以生存的铁则,以不变应万变。

面对中国市场,除了产品过硬,还得有接地气的布局,医疗电子生态的打造并非一朝一夕。对此,于引表示:“作为芯片厂商,我们有很多的客户和合作伙伴都一直投入在医疗电子设备的开发中,尤其在便携式、嵌入式的应用。这也与目前国内对远程医疗,社区医院服务,云医疗等发展方向的支持是一致的。”

另外,倪明也介绍道:“患者监护、远程医疗以及便携式医疗产品,将在中国有着广阔的市场前景。ST MEMS部门将会和其它产品部门配合,给客户提供完整并且有着丰富扩展性的解决方案和开发套件。”

备注:[1] 医疗半导体市场数据来源:

https://mp.weixin.qq.com/s/HDQp4JCDGx_6EoJ1FyWc-g

背景:蔓延全球的新型冠状肺炎,对世界经济影响深远,针对新冠肺炎的斗争,将真正成为“全民”斗争。防疫抗疫物资生产与运输是当前的重中之重,其中,电子行业为确保抗疫物资正常生产发挥了关键作用,尤其是医学影像、呼吸机与红外测温枪等医用电子设备,成为社会焦点。新冠疫情的持续对电子行业发展带来了不确定性,但同时也为医疗电子产业发展带来重大机遇,快速诊断与远程监护设备等应用有望加速落地,智慧医疗也迎来了新机遇。

基于此背景,探索科技(techsugar)策划此次《医者仁“芯”,医疗电子元器件的历史性机遇》专题采访,与核心厂商共同探讨医疗电子元器件行业当前状况及发展趋势。本期受访者是意法半导体通用微控制器产品市场经理于引和意法半导体MEMS传感器产品市场经理倪明。

专题链接:《医疗电子为什么难?ADI给出参考答案》





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