在疫情下的世界,，關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備呼吸機資源嚴(yán)重短缺,，其中從疫情中快速恢復(fù)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(yù)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(fù)的國家,，而且讓各行各業(yè)有序地復(fù)工復(fù)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(yīng)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(yán)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(dá)96MH，存儲器高達(dá)128K字節(jié),，閃存程序存儲器高達(dá)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(dá)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(lán)牙模塊,，可使用MM32W0系列,，支持藍(lán)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(rèn)為,，在MCU市場方面,，至少八成的的份額都在前十大供應(yīng)商手上，十大供應(yīng)商都為歐美日的半導(dǎo)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(jìn)才可能達(dá)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(xì)分的小眾醫(yī)療器械，被推到國產(chǎn)制造的風(fēng)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(yīng)用的性能指標(biāo)、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(rèn)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(dāng)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(yù)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(yù)計到2023年,，市場將穩(wěn)定下來，達(dá)到42億美元,，復(fù)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(jìn)入醫(yī)療設(shè)備,，相對應(yīng)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(dǎo)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(rèn)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,。”方楊最后補充道,。