安森美半导体配合中国消费类医疗市场趋势的半导体

近年来，中国人口老龄化问题加剧，人们的预期寿命更长。根据联合国等机构的数据，中国60岁以上人口所占比例已由1990年的8.9%提升至2012年的12.3%，到2030年将达24.4%。同时，心脏病、糖尿病、哮喘乃至听力障碍等发病率增高。这使人们更加注重医疗保健问题，为消费类医疗市场带来更大发展动力。同时，中国政府计划到2020年实现全民医保，有利于推动医疗设备行业持续发展。在这种背景下，消费类医疗设备趋向增加“智能”及数据存储能力，便携性也更强，同时无线/连接型医疗设备也有利于实现方便的长期病人监测，更不用提最新的人体区域网络也在不断兴起。这使得应用于医疗市场的半导体产品趋向更高集成度、小型化、高能效、采用标准元器件及嵌入无线功能。

目前，中国医疗设备市场正持续稳步发展，但市场分散，由少数大型医疗设备公司主导，同时也有为数众多的较小型公司开发创新的医疗方案。

安森美半导体为中国消费类医疗市场提供的价值及方案

安森美半导体为中国消费类医疗市场提供多种价值，使医疗技术开发人员能够以高性能硅方案克服他们独特的设计挑战。首先，安森美半导体针对中国消费类医疗市场提供丰富的产品阵容，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的先进混合工艺封装。

其次，安森美半导体拥有丰富的医疗专知、技术和经验，包括30多年的定制硅芯片经验(含高可靠性的植体应用)、自1970年代初已服务助听器行业、丰富的知识产权(IP)阵容、完全认证及强固的开发流程及技术精湛的系统架构师。

第三，安森美半导体提供医疗市场要求的品质、可靠性和承诺。安森美半导体提供长远的工艺及产品，配合延长产品生命周期，还提供可追踪能力及长期数据保留、批量验收测试(LAT)、可靠性及失效分析实验室、ISO 13485医疗系统品质认证。

图1：安森美半导体的重点医疗应用及相关产品和服务。

安森美半导体的医疗应用方案主要涵盖植体医疗设备(如神经刺激器、除颤器及心脏起搏器)、听力健康(助听器、耳蜗植体)、临床及指定设备(血糖监测、透皮给药、便携式及定点护理(PoC)病人监控)等，参见图1。

安森美半导体消费类医疗应用案例研究

安森美半导体为消费类医疗应用提供丰富的产品阵容。下文将重点围绕助听器及医疗ASIC应用进行案例研究。

1) 助听器案例研究

据统计，中国有超过1,000万成年人患有听力障碍，亟需使用助听器来改善听力体验。助听器主要包含耳背式(Behind-The-Ear, BTE)和耳内式(In-The-Ear, ITE)。BTE助听器又包含传统BTE、微型BTE等不同类型，其中微型BTE又演进出了耳道内置受话器(RIC)类型。

传统BTE助听器尺寸较大，外壳中内置所有元件，采用定制及合身的耳模来确保提供可接受的声音，但要求采用大电池来提供大功率，故会造成佩戴负担。ITE助听器的外壳比传统BTE助听器小，其中置有所有元件，但其电池尺寸较小，限制了输出功率，且长时间佩戴会不舒服。相对而言，微型BTE外壳小巧雅致，能隐藏在耳后，而接收器恰好置于耳道中。这种助听器电池尺寸小，同时还能支持长使用时间;而且由于接近耳道，提供极佳声音效果。

图2：助听器发展趋势及安森美半导体用于微型BTE助听器的Rhythm R3710 DSP系统

安森美半导体提供用于微型BTE助听器的完整数字信号处理混合系统方案Rhythm R3710。这器件采用符合RoHS指令的业界最小系统级封装(SiP)，尺寸仅为4.57 x 3.12 x 1.52 mm，较传统混合模块小25%。 这混合系统封装内包括处理语音算法的数字信号处理器(DSP)、EEPROM、模拟前端、射频芯片及无源元件，还可根据要求集成其它IC(见图3)。集成的24位DSP提供高于50 MIPS的运算能力，1.2 V工作时电流消耗低于700 μA。这SiP适合包括微型BTE助听器在内的所有类型助听器，能帮助克服助听器组装方面的主要电声挑战。

Rhythm R3710除了提供超小尺寸、高集成度和先进的语音处理，其它关键特性或优势包括：集成iSenseDetect环境分类算法(根据环境自动调节助听器，不需要存储器选择开关)、超低能耗(1枚10号电池正常情况下使用10天)、自适应降噪(提升嘈杂环境下的语音清晰度)、16频带音调均衡(灵活调节频率响应，优化声音品质)、8通道压缩器、自适应反馈消除(提升适配速度)等。安森美半导体还提供全套软件支援，ARK软件易于集成到现有验配软件中。

图3： 安森美半导体业界最小混合系统封装(SiP)集成了DSP裸片、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。