在疫情下的世界，關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備呼吸機資源嚴重短缺，其中從疫情中快速恢復的中國有望在此融入國產(chǎn)關(guān)鍵元器件，與其相關(guān)的關(guān)鍵器件成長潛力巨大，另外，未來醫(yī)療健康設(shè)備需求也會越來越大，其對元器件的需求也會呈高速增長之勢。
在全球范圍內(nèi)，新冠肺炎(Covid-19)可分輕癥或重癥，對于目前輕癥患者來說，大概率是用不到呼吸機，而對于重癥患者來說，呼吸機很大程度上決定了生死，也是現(xiàn)階段主要支持治療的方法，呼吸機能輔助或替代患者的呼吸功能，將氧氣泵送到血液中，再循環(huán)到所有的重要器官。是不是聽起來很簡單，但實際上，呼吸機需要與患者生命體征相配合，比如，呼吸機要時刻監(jiān)測患者的氣道壓力，然而由于每個患者的肺部容積不同，對呼吸機的功能要求也不同。
根據(jù)世界衛(wèi)生組織WHO信息顯示，每六個新冠肺炎患者中，會出現(xiàn)一個重癥患者并需要呼吸器，在疫情爆發(fā)的全球，所有醫(yī)療機構(gòu)的呼吸機遠遠不足給所有病人使用，在意大利甚至發(fā)生醫(yī)生需要選擇呼吸機給救治機率較高的病人使用的狀況，英國也正在經(jīng)歷這樣的過程，而在美國，根據(jù)美國醫(yī)院協(xié)會的預測模型顯示，最糟糕的情況下，可能需要約有96萬人需要使用呼吸機。
目前中國是全球最先從疫情中恢復的國家，而且讓各行各業(yè)有序地復工復產(chǎn)，所以各國政府只能將希望的目光投向中國，并根據(jù)多家中國呼吸機制造商表示，近期來自國外的訂單一直猛增。但由于國內(nèi)醫(yī)療行業(yè)起步較晚，呼吸機制造業(yè)中的高端技術(shù)和零部件仍掌握在國外廠商手中，而且一臺呼吸機是由數(shù)百個零部件組裝而成的，供應鏈常常需橫跨天南地北，所以呼吸機資源緊張的問題仍然很嚴重。
首先在呼吸器主控模塊需要與周邊模塊溝通以及需要高速計算，可使用靈動微MM32F103系列產(chǎn)品，使用32位 Arm? Cotex -M3處理器內(nèi)核，最高工作頻率可達96MH，存儲器高達128K字節(jié)，閃存程序存儲器高達20K字節(jié)的SRAM，并且有豐富的通信接口，包括UART、I2C、SPI、CAN、USB等。其次在電機驅(qū)動模塊，可使用靈動微專為電機驅(qū)動打造的SPIN系列，SPIN系列使用了32位 Arm? Cotex -M0處理器內(nèi)核，最高工作頻率可達72MH鈥，電機驅(qū)動方案可支持了無感方波、有霍方波、無感FOC與有霍FOC驅(qū)動。
最后在無線藍牙模塊，可使用MM32W0系列，支持藍牙協(xié)議： Bluetooth Specification V4.2 BLE，并具備超低功耗控制器：支持 SLEEP、STOP 和 STANDBY 低功耗模式，下載模式支持了Bootloader 支持片內(nèi) Flash、UART 在線用戶編程(IAP)/空中在線升級(OTA)，相關(guān)的產(chǎn)品靈動微都提供了豐富的參考例程。由此可見，這些技術(shù)在國產(chǎn)呼吸機中能夠基本滿足市場需求，雖然不同等級的呼吸機在基礎(chǔ)模式與監(jiān)測上差距不大，但高端呼吸機其他特色功能還會有很多，因此我們要對中國呼吸機行業(yè)的發(fā)展?jié)摿Ρ３謽酚^，并要對國產(chǎn)關(guān)鍵元器件自主研發(fā)有信心。
特別是高端MCU、各類傳感器等主要器件的缺乏是我們需要面對的現(xiàn)實問題，靈動微電子電機技術(shù)經(jīng)理黃中雋認為，在MCU市場方面，至少八成的的份額都在前十大供應商手上，十大供應商都為歐美日的半導體公司。特別是在MCU高端領(lǐng)域幾乎是為零，國內(nèi)只在中低端領(lǐng)域佔了5%左右，本身MCU就要主張注重高效能、低功耗、高穩(wěn)定性、高整合性與生態(tài)體系，這一過程也不是一蹴而就的事情，因此增加國內(nèi)廠商的份額是需要時間與技術(shù)的精進才可能達成。
可想而知，差距讓“國產(chǎn)替代”已經(jīng)不是一句簡單的口號了，現(xiàn)實情況就是原本一個處于垂直細分的小眾醫(yī)療器械，被推到國產(chǎn)制造的風口浪尖上，即使大部分芯片領(lǐng)域能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)替代，但在具體關(guān)鍵應用的性能指標、產(chǎn)品種類仍需努力。因此未來持續(xù)的資本與人才投入，結(jié)合國內(nèi)獨特的市場優(yōu)勢與成本優(yōu)勢，連接上下游廠商打造國內(nèi)的生態(tài)鏈，才是一條突破“依賴”的必經(jīng)之路。
不可否認的是，現(xiàn)階段呼吸機的需求和疫情趨勢呈正比，并且會維持相當長一段時間，直到全球疫情得到控制。根據(jù)Research and Markets數(shù)據(jù)顯示，由于對呼吸機的需求激增，全球呼吸機市場預計將從2019年的24億美元增長到2020年的約121億美元，因為這些對治療關(guān)鍵的新冠肺炎(Covid-19)患者至關(guān)重要。預計到2023年，市場將穩(wěn)定下來，達到42億美元，復合年增長率為14.7%。
因此，站在ams的角度來看，與其相關(guān)的關(guān)鍵器件成長潛力巨大，并從中短期時間內(nèi)來看，智能化要求更多的高性能元器件進入醫(yī)療設(shè)備，相對應呈現(xiàn)高集成度，低功耗的技術(shù)方向的高端元器件的占比也會顯著提高，而從長期來看的話，會加速下一代技術(shù)的迭代。具體來看，精度的提高有賴于醫(yī)療相關(guān)的傳感器和半導體元器件的高精度設(shè)計，例如內(nèi)置的ADC的bit數(shù)，信號調(diào)理電路的整體設(shè)計等。
而減少設(shè)備的體積有兩個方向的考量，“第一個是新技術(shù)的替代。例如超聲設(shè)備，傳統(tǒng)的換能器要實現(xiàn)設(shè)備的便攜，犧牲的精度又允許通過醫(yī)療認證，目前業(yè)內(nèi)在研究壓電式MEMS超聲波換能器(PMUT)或者電容式MEMS超聲波換能器(CMUT)的技術(shù)和商用可行性。第二個就是現(xiàn)有技術(shù)的器件集成，例如把光電二極管PD和信號調(diào)理，數(shù)模轉(zhuǎn)換集成為模擬前端器件，提高性能的同時降低成本，實現(xiàn)更小的設(shè)備體積?！狈綏钭詈笱a充道。