安森美半导体配合中国消费类医疗市场趋势的半导体方案应用案例研究

片、EEPROM等众多元件。

　　安森美半导体为助听器应用提供宽广阵容的DSP系统方案，涵盖两种类型，以配合客户的不同应用需求。一为预配置型，预配置了安森美半导体的音频处理算法，相关产品除了Rhythm R3710，还包括Ayre SA3291、Rhythm R3910、Rhythm SB3229、Rhythm SB3231、CONSOLIDAT GA3227及FOUNDATION GA3216等；一为公开可编程型，能让用户使用自有的音频处理算法，产品包括EZAIRO 5900系列。

　　2） 定制医疗ASIC案例研究

　　多种因素导致医疗设备需要定制ASIC而非标准分立元件方案。首先是低能耗。电池供电的医疗设备要求更长的使用时间。采用标准分立元件可能消耗太大电流，无法提供令人满意的产品使用时间。相比较而言，ASIC方案提供低能耗优势。其次是小尺寸。医疗设备通常要求小巧，以提供离散性和舒适度。使用标准元件可能令外形因数过大，而ASIC方案以高集成度提供小尺寸优势。

　　其三为高压。医疗应用的传感器可能要求高压偏置，同时产生极低电平的信号。使用分立元件来处理高压及低压时，传感器接口电路通常太复杂且太大；而ASIC方案能集成高压及低压电路。四为低噪声。医疗应用的专用人体传感器捕获到的信号极为微弱，应当提供低噪声环境。使用标准分立元件时，漏电流或其它不想要的电流将压过传感器产生的信号；而ASIC方案提供高度的信号通道隔离及低噪声。其五，长产品生命周期。医疗设备的产品生命周期可能超过10年，许多标准元件在医疗设备生产行结束前已被淘汰，而像安森美半导体这样的声誉好的ASIC供应商能够配合长医疗产品生命周期。其六，低物料单（BOM）成本。采用分立元件设计的系统如果元件数量太多，则成本会高；ASIC提供集成方案，降低系统成本。

　　以连续血糖监测（CGM）应用为例，许多糖尿病患者使用CGM来连续监测血糖水平。在这种应用中，传感器产生的信号为pA级。由于漏电流的缘故，使用分立方案可能无法采集到传感器产生的信号。这种应用要求大于2 kV的ESD保护，且无漏电流影响，而使用标准ESD保护机制无法实现。此外，传感器尺寸必须极小，而分立方案可能尺寸太大。不仅如此，这类应用要求电池最少能用6个月，而分立方案的电流消耗可能太大，缩短产品生命周期。

　　因此，这类应用需要定制ASIC。安森美半导体提供的CGM传感器接口ASIC提供多重优势，满足应用要求。例如，这ASIC的专有模拟/数字转换方案能够捕获pA级电流，同时工作能耗极低。它还应用专有的低漏电流半导体工艺（C3），使用低漏电流的ESD保护焊盘，ASIC尺寸小于5 mm2，不影响总体产品尺寸。它的能耗也极低，平均电流消耗低于3 μA。

　　图4：安森美半导体应用专有半导体工艺及创新IP设计克服血糖传感器接口挑战。

　　这医疗定制ASIC仅是安森美半导体丰富医疗定制ASIC阵容的其中一例。安森美半导体当前除了提供CGM应用的ASIC，还提供用于血气分析仪、心电图（ECG）病人监测系统、关键指标监测、心率监测仪、脉搏血氧仪及自动体外除颤仪（AED）等应用的定制ASIC。这类医疗应用的客户面临多种挑战，如需要更低功率及更小尺寸，要求用于专有传感器的接口，但专有传感器的接口需求通常不能以标准元件来满足。安森美半导体则提供尺寸、功率及成本均令客户满意的定制ASIC方案，还提供标准ARM内核，且提供模块化服务及完整方案。

　　图5：安森美半导体具有丰富的高性能、低能耗ASIC IP阵容。

　　安森美半导体拥有三十多年的医疗应用复杂ASIC设计及制造经验、专知和技术，跟客户的ASIC合作模式主要包括概念定义、产品规划、产品开发、产品合格验证及产品发布等主要ASIC开发流程。在中国，安森美半导体也已积累了成功的医疗ASIC案例，其中包括为迈瑞开发定制ASIC，用于多种病人监测设备，如多通道心电图仪、心率及呼吸监视仪、血氧饱和度（SpO2）仪等。迈瑞后续还将发布更多采用这ASIC的产品。

　　总结：

　　中国消费类医疗设备市场正持续稳步发展，医疗设备制造商需要高性能、高能效、低能耗、小尺寸及长生命周期的半导体方案来帮助他们开发创新的产品，满足用户日渐增长的需求。安森美半导体为中国消费类医疗设备市场提供多种价值，包括涵盖助听器数字信号处理器（DSP）系统、定制混合信号专用集成电路（ASIC）、分立元件以及有助于实现系统微型化之先进封装的丰富产品阵容，丰富的医疗专知、技术和经验，以及满足医疗市场严格要求的品质、可靠性和承诺。本文还以助听器DSP及定制医疗ASIC为例，分析这些产品的独特优势及其能为客户提供的独特价值，帮助客户开发创新的医疗产品。