在疫情下的世界，關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備呼吸機(jī)資源嚴(yán)重短缺，其中從疫情中快速恢復(fù)的中國(guó)有望在此融入國(guó)產(chǎn)關(guān)鍵元器件，與其相關(guān)的關(guān)鍵器件成長(zhǎng)潛力巨大，另外，未來醫(yī)療健康設(shè)備需求也會(huì)越來越大，其對(duì)元器件的需求也會(huì)呈高速增長(zhǎng)之勢(shì)。
在全球范圍內(nèi)，新冠肺炎(Covid-19)可分輕癥或重癥，對(duì)于目前輕癥患者來說，大概率是用不到呼吸機(jī)，而對(duì)于重癥患者來說，呼吸機(jī)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(jī)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(jiǎn)單，但實(shí)際上，呼吸機(jī)需要與患者生命體征相配合，比如，呼吸機(jī)要時(shí)刻監(jiān)測(cè)患者的氣道壓力，然而由于每個(gè)患者的肺部容積不同，對(duì)呼吸機(jī)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(gè)新冠肺炎患者中，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)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(jī)構(gòu)的呼吸機(jī)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(jī)給救治機(jī)率較高的病人使用的狀況，英國(guó)也正在經(jīng)歷這樣的過程，而在美國(guó)，根據(jù)美國(guó)醫(yī)院協(xié)會(huì)的預(yù)測(cè)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(jī)。
目前中國(guó)是全球最先從疫情中恢復(fù)的國(guó)家，而且讓各行各業(yè)有序地復(fù)工復(fù)產(chǎn)，所以各國(guó)政府只能將希望的目光投向中國(guó)，并根據(jù)多家中國(guó)呼吸機(jī)制造商表示，近期來自國(guó)外的訂單一直猛增。但由于國(guó)內(nèi)醫(yī)療行業(yè)起步較晚，呼吸機(jī)制造業(yè)中的高端技術(shù)和零部件仍掌握在國(guó)外廠商手中，而且一臺(tái)呼吸機(jī)是由數(shù)百個(gè)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(jī)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(jì)算，可使用靈動(dòng)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(chǔ)器高達(dá)128K字節(jié)，閃存程序存儲(chǔ)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(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，可使用靈動(dòng)微專為電機(jī)驅(qū)動(dòng)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(jī)驅(qū)動(dòng)方案可支持了無感方波、有霍方波、無感FOC與有霍FOC驅(qū)動(dòng)。
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(jí)(OTA)，相關(guān)的產(chǎn)品靈動(dòng)微都提供了豐富的參考例程。由此可見，這些技術(shù)在國(guó)產(chǎn)呼吸機(jī)中能夠基本滿足市場(chǎng)需求，雖然不同等級(jí)的呼吸機(jī)在基礎(chǔ)模式與監(jiān)測(cè)上差距不大，但高端呼吸機(jī)其他特色功能還會(huì)有很多，因此我們要對(duì)中國(guó)呼吸機(jī)行業(yè)的發(fā)展?jié)摿Ρ３謽酚^，并要對(duì)國(guó)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(duì)的現(xiàn)實(shí)問題，靈動(dòng)微電子電機(jī)技術(shù)經(jīng)理黃中雋認(rèn)為，在MCU市場(chǎng)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(guó)內(nèi)只在中低端領(lǐng)域佔(zhàn)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(guó)內(nèi)廠商的份額是需要時(shí)間與技術(shù)的精進(jìn)才可能達(dá)成。
可想而知，差距讓“國(guó)產(chǎn)替代”已經(jīng)不是一句簡(jiǎn)單的口號(hào)了，現(xiàn)實(shí)情況就是原本一個(gè)處于垂直細(xì)分的小眾醫(yī)療器械，被推到國(guó)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(guó)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(guó)內(nèi)獨(dú)特的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)與成本優(yōu)勢(shì)，連接上下游廠商打造國(guó)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(jī)的需求和疫情趨勢(shì)呈正比，并且會(huì)維持相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)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(duì)呼吸機(jī)的需求激增，全球呼吸機(jī)市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從2019年的24億美元增長(zhǎng)到2020年的約121億美元，因?yàn)檫@些對(duì)治療關(guān)鍵的新冠肺炎(Covid-19)患者至關(guān)重要。預(yù)計(jì)到2023年，市場(chǎng)將穩(wěn)定下來，達(dá)到42億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)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(zhǎng)潛力巨大，并從中短期時(shí)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(duì)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(huì)顯著提高，而從長(zhǎng)期來看的話，會(huì)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(jì)，例如內(nèi)置的ADC的bit數(shù)，信號(hào)調(diào)理電路的整體設(shè)計(jì)等。
而減少設(shè)備的體積有兩個(gè)方向的考量，“第一個(gè)是新技術(shù)的替代。例如超聲設(shè)備，傳統(tǒng)的換能器要實(shí)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(gè)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(hào)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(shí)降低成本，實(shí)現(xiàn)更小的設(shè)備體積。”方楊最后補(bǔ)充道。