迄今為止在醫(yī)療電子設(shè)備中仍然難覓中國本土芯片的身影,貌似高深莫測的醫(yī)療電子領(lǐng)域?qū)π酒心男┨厥庖??本土芯片廠商又如何才能有機(jī)會切入這一利潤巨大的市場呢?
醫(yī)療電子設(shè)備主要可以分為三大類,包括醫(yī)學(xué)影像類(如彩超、核磁、黑白超聲、X光機(jī)等);生理特征類(如監(jiān)護(hù)儀、心電儀、血壓計、血糖儀等);臨床檢驗(yàn)類(如生化分析儀等)。其中醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備的市場規(guī)模最大,由于全球人口老齡化的加劇和人們越來越重視對慢性疾病的預(yù)防,透過超聲波檢查的初期診斷需求不斷高漲,使得該市場規(guī)模還在持續(xù)擴(kuò)大中。據(jù)市場研究機(jī)構(gòu)Transparency Market Research預(yù)測,2012年全球超聲診斷設(shè)備市場將達(dá)到48.178億美元,到2017年將達(dá)到61.148億美元,以4.9%的年均復(fù)合增長率在成長。
在過去很長一段時間里,超聲診斷設(shè)備市場被GE、西門子、飛利浦等為數(shù)不多的幾家國際大廠壟斷,品牌優(yōu)勢過度放大,致使產(chǎn)品價格居高不下。直到近幾年,隨著中國企業(yè)殺入這一市場,才將價格拉到一個較為合理的水平(市場均價大約是5年前的三分之一)。目前國內(nèi)有多家超聲診斷設(shè)備制造商,僅在深圳地區(qū)就云集了邁瑞、開立科技、藍(lán)韻、理邦、恩普、威爾德、京柏等廠商,其中邁瑞生產(chǎn)的全數(shù)字超聲診斷系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、成像質(zhì)量高,占國內(nèi)市場較大的份額,并且已經(jīng)出口參與國際競爭。
從市場銷售情況來看,中國廠商產(chǎn)品出口和內(nèi)銷的比例大約是6:4。造成這一現(xiàn)象的主要原因有二:一是因?yàn)楹M馐袌龅娜萘扛?;二是因?yàn)楹椭袊t(yī)療器械市場過于嚴(yán)苛的管理政策相比,海外市場的準(zhǔn)入門檻更低,產(chǎn)品推出市場的周期更短。
IC性能對醫(yī)療診斷精度有決定性影響
深圳市藍(lán)韻實(shí)業(yè)有限公司成立于1994年,專注于醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)與制造,目前已向市場推出了數(shù)字超聲、放射影像、臨床檢驗(yàn)、血液透析、呼吸麻醉、醫(yī)療IT六大系列產(chǎn)品,現(xiàn)有員工1,100余人,產(chǎn)值及銷售額逐年按40%的速度遞增。該公司副總裁孟國海表示:“超聲診斷設(shè)備是所有醫(yī)療電子設(shè)備中設(shè)計最復(fù)雜的一類產(chǎn)品,線位控制技術(shù)水平的高低直接決定了檢測精度。”
從工作原理來說,超聲診斷設(shè)備的工作過程可以分為信號采集和信號處理兩大部分。其設(shè)計難點(diǎn)在于,當(dāng)超聲波在人體內(nèi)傳播時,其能量將被人體組織吸收,隨著探測深度的增加,超聲波的能量會出現(xiàn)大幅衰減,信號動態(tài)范圍極大,增加了檢測難度。為了提高設(shè)備的準(zhǔn)確度,就需要使用TGC深度時間增益補(bǔ)償電路,即用一定的電壓曲線來控制放大器的增益,以使得不同深度下的超聲回波能夠獲得不同的放大倍數(shù),從而起到補(bǔ)償作用。
與此有關(guān)的IC包括運(yùn)算放大器、單路/雙路及八進(jìn)制的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)ADC、數(shù)字信號處理器以及可變增益型放大器、高壓模擬開關(guān)等。沒有性能可靠的芯片根本就無法設(shè)計出可靠的醫(yī)療設(shè)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因兼容問題而產(chǎn)生系統(tǒng)錯誤。
由于醫(yī)療電子設(shè)備IC用量少,對產(chǎn)品質(zhì)量與穩(wěn)定性的要求又極高,因此該領(lǐng)域的芯片供應(yīng)被德州儀器、ADI、日立、美信等為數(shù)不多的國際大廠壟斷,幾乎看不到本土供應(yīng)商的身影。德州儀器在數(shù)字方面的實(shí)力更強(qiáng),可以針對具體應(yīng)用如血液分析提供現(xiàn)成的算法;ADI在模擬方面有更強(qiáng)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(shù)字轉(zhuǎn)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(dú)立的思路。
深圳市開立科技有限公司2011年彩超出貨量達(dá)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),開立科技的核心IC基本上以歐美供應(yīng)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(qū)供應(yīng)商。對此他解釋道:“經(jīng)過逐年發(fā)展深圳超聲產(chǎn)業(yè)已形成集聚效應(yīng),因此上游IC供應(yīng)商的服務(wù)支持很充分,并不會因?yàn)槭菄H供應(yīng)商而感到不便。雖然本土產(chǎn)品單價較低,但由于產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性的不確定,如果設(shè)備后期返修率過高,綜合成本實(shí)際上更高,因此整機(jī)企業(yè)不敢輕易嘗試。”
此外他還表示,在穩(wěn)定性的基礎(chǔ)之上,隨著市場對便攜式設(shè)備需求的增長,集成度將是未來選擇芯片供應(yīng)商的主要考慮因素。
便攜式設(shè)備擴(kuò)大超聲應(yīng)用領(lǐng)域
超聲市場的下一波成長動力將是便攜式超聲設(shè)備的繁榮和向新興地區(qū)/臨床市場的逐步滲透。過去,超聲設(shè)備由于體積龐大,大多只能集中配置在大型醫(yī)療機(jī)構(gòu)的超聲科;現(xiàn)在隨著便攜式超聲設(shè)備的出現(xiàn),急診、麻醉科等都對其表現(xiàn)出了濃厚的興趣(這類科室對儀器的功能要求不是特別全),由此擴(kuò)大了市場需求;而未來隨著便攜式設(shè)備性能逐年大幅提高,完全可以在很多場合取代傳統(tǒng)的大型設(shè)備。另一方面,隨著亞洲和拉美等地區(qū)醫(yī)療保健措施的不斷完善和擴(kuò)建,以及日益增長的醫(yī)療需求,這些地區(qū)將成為未來購買新設(shè)備的主要市場。
開立科技于2004年推出國內(nèi)第一臺便攜式彩超儀SSI-1000,是便攜式超聲領(lǐng)域的佼佼者。周立平介紹說,最初的便攜式超聲的集中特性是便攜性,這是以犧牲存儲空間,影響圖像質(zhì)量為代價的,如今圖像質(zhì)量有了大幅改進(jìn)的便攜式超聲開始迅速占領(lǐng)市場。開立最新一代便攜式超聲設(shè)備最高已經(jīng)做到128通道,體積接近iPad的厚度,使用壽命在15年左右。
孟國海也表示:“近幾年便攜式醫(yī)療電子設(shè)備的增長速度明顯高于大型臺式機(jī)。上游芯片集成度的提高降低了設(shè)備小型化的設(shè)計門檻,使得便攜設(shè)備的性能與精度有了大幅提高,未來隨著市場容量的不斷擴(kuò)大,相信會出現(xiàn)支持更多通道的SoC方案。”
需要指出的是,便攜式不等于“家用化”。由于醫(yī)療診斷設(shè)備的特殊性,便攜式醫(yī)療設(shè)備目前的主要使用群體依然是醫(yī)療機(jī)構(gòu),未來要想真正實(shí)現(xiàn)家用則必須做到“無創(chuàng)”。以目前市面上的便攜式血糖儀為例,由于需要扎手指集血,存在感染的風(fēng)險,因此很難大范圍普及。而便攜式超聲波設(shè)備未來的發(fā)展趨勢則必須實(shí)現(xiàn)可量化測定,即通過大量臨床數(shù)據(jù)抽取出有代表性的幾類檢測結(jié)果進(jìn)行“組合定征”,這對于一些醫(yī)療技術(shù)薄弱的鄉(xiāng)村衛(wèi)生所將有重要意義。
中國廠商積極搶占中低端市場
由于目前市場上面向醫(yī)療電子應(yīng)用的芯片供應(yīng)商屈指可數(shù),國內(nèi)廠商和GE、飛利浦、西門子等國際一線大廠使用的芯片并沒有特別大的差異,主要差異在于信號算法的復(fù)雜性,這也是短期之內(nèi)中國廠商難以趕上甚至超越的。不過,中國廠商的產(chǎn)品價格可以做到后者的1/4,因此在中低端市場有不錯的生存空間。
另外,正因?yàn)閮r格幾乎是唯一的優(yōu)勢,因此國內(nèi)廠商在降低成本方面有著不小的壓力。目前降低成本的主要措施是簡化設(shè)計平臺和提高議價能力。前者通過不斷優(yōu)化成熟設(shè)計平臺,簡化不必要的功能實(shí)現(xiàn),后者則主要依靠訂單量的提高向原廠要一個更優(yōu)惠的供貨價格。
盡管國際廠商近幾年也開始試圖進(jìn)入中國的中低端市場,但是周立平認(rèn)為國際廠商在這一塊沒有立足機(jī)會,因?yàn)楸就翉S商服務(wù)更好,即便是價位接近的產(chǎn)品其性能也更有優(yōu)勢。
除此之外,政策扶持也對中國醫(yī)療設(shè)備供應(yīng)商的影響很大。2009~2010年期間,得益于中國政府“醫(yī)療下鄉(xiāng)”的帶動,藍(lán)韻低端黑白B超機(jī)和X光機(jī)取得了不錯的出貨量,由于醫(yī)療器械產(chǎn)品的使用壽命普遍在5~8年,因此藍(lán)韻預(yù)計五年內(nèi)將迎來新一波換機(jī)高峰,刺激彩超類產(chǎn)品出貨量的增長。
本土芯片可借上下游聯(lián)動切入市場
從產(chǎn)品設(shè)計方面看,全球醫(yī)療設(shè)備供應(yīng)商普遍沒有芯片設(shè)計與開發(fā)能力,對上游芯片供應(yīng)商依賴度較高,并且由于小型化發(fā)展趨勢明顯,醫(yī)療設(shè)備供應(yīng)商迫切希望獲得更多高集成度高性能的單芯片設(shè)計方案。從市場方面看,因?yàn)樵趦r格上的明顯優(yōu)勢,本土醫(yī)療設(shè)備供應(yīng)商在中低端市場尚有一定的生存空間,但隨著國際廠商向下?lián)屖尺@一市場,相信未來價格戰(zhàn)將會日益激烈。
需要看到的是,目前國內(nèi)醫(yī)療電子設(shè)備制造商主要還是和下游醫(yī)療機(jī)構(gòu)聯(lián)系比較密切,很少和上游本土芯片供應(yīng)商接觸。例如開立就和深圳多家三甲醫(yī)院合作,聽取醫(yī)生對產(chǎn)品的性能反饋,共同開發(fā)定制化功能。未來本土芯片供應(yīng)商和方案商不妨借鑒這種合作模式,主動走出去,加強(qiáng)與整機(jī)廠商的互動,從前期研發(fā)階段就介入產(chǎn)品設(shè)計,從定制化設(shè)計服務(wù)的角度尋找市場切入點(diǎn)。