醫療電子產品對MCU提出的技術挑戰_IEC

醫療健康在馬斯洛需求層次第二層安全需求里面，醫療健康對人類有著重要意義。隨著時代發展，人們也越來越注重自身的健康，中國醫療電子市場因此壯大。醫療電子的發展趨勢是怎樣的？醫療電子的發展趨勢對MCU提出了怎樣的要求？

前言：

由于人口老齡化和生活方式疾病增多等因素，醫療電子市場預計將快速增長；醫療電子市場調研報告顯示，2021年，全球醫療電子市場規模達到325.77億元。報告預測至2027年，全球醫療電子市場規模將會達到715.69億元，預測期間內將達到14.02%的年均復合增長。相對于消費電子領域，醫療電子領域增長是長期穩定的，由于現階段亞健康人群比較多，2019年數據顯示中國患有慢性疾病的人群有8.35億，隨著時代發展，人們也越來越注重自身的健康，中國醫療電子市場因此壯大。隨著醫療電子往智能化、便攜化方向發展，對于MCU也提出了更高的要求。

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動態 | 美國醫療公司組成聯盟用區塊鏈提高數據質量:據cointelegraph消息，美國主要醫療保健公司已組成名為Synaptic的健康聯盟，嘗試采用區塊鏈解決方案，以提高數據質量和降低成本。[2018/12/3]

醫療電子市場現狀

據前瞻產業研究院發布的《中國醫療器械行業市場需求預測與投資戰略規劃分析報告》統計數據顯示，2019年年我國醫療器械市場規模突破6000億元，未來5年均復合增長率約為14.41%%，并預測在2023年我國醫療器械市場規模將突破萬億元，達到了10767億元。

媒體公開數據半導體器件應用制圖

醫療器械市場規模統計

值得一提的是，據北京研精畢智統計在國內MCU市場下游應用領域占比情況中，2021年汽車電子、工業電子和消費電子占比位列前三名，其比重分別約為32.8%、22.4%和19.1%，醫療健康和其他領域占比為13.5%和12.2%。其中汽車電子和工業控制應用對MCU的需求增長是最快的，預期到2023年工業/醫療電子的市場份額將趕上消費電子，達到92億元人民幣。

日本TRIART公司和名古屋大學醫學部合作 用區塊鏈技術進行遠距離醫療實驗:日本TRIART有限公司和名古屋大學醫學部附屬醫院在5月30日，使用搭載區塊鏈移動端遠距離醫療系統“XMIX”，以改善兒童外科醫療問題為目的開始進行落地實驗。通過該系統，醫院之間能夠實時共享患者的數據，并且通過視頻電話來進行遠距離醫療支援。[2018/6/12]

醫療電子領域主流技術解決方案

家用醫療電子市場為醫療電子市場細分市場，近幾年特別是疫情這幾年市場規模逐漸擴大，根據《中國醫療器械行業藍皮書》發布的數據顯示，2020年我國家用醫療器械的市場規模已達1521億元，2016年至2020年的五年間，市場規模的年均增速約為25.94%。美國風投和私募股權公司InsightPartners數據顯示，2020年，全球家用醫療器械市場規模達336.35億美元；預計到2028年，該市場規模將達571.03億美元。據悉，常見的家用醫療電子設備有體溫計、血壓計、血糖儀等，其主要特征在于操作簡單、體積小巧、攜帶方便，可為用戶的健康提供及時精確的數據檢測。

武漢芯源半導體營銷總監陳巧談到：“我司在醫療電子市場前期主要是導入一些消費醫療項目。比如我們的CW32F003系列24Pin規格的產品有在指夾式血氧儀項目上應用，CW32高精度的ADC可以提高血氧儀的弱灌注，提高指夾式血氧儀的采樣精度，另外，24pin腳的規格產品資源相較其他同類產品更豐富。”

工程師閆樹：區塊鏈解決了醫療領域的兩大痛點:4月27-28日，2018中國慢性病與信息大會在北京召開。中國信息通信研究院工程師、大數據發展促進委員會數據流通工作組副組長閆樹表示，概括來說，區塊鏈技術在醫療領域解決的痛點大致為醫療數據的共享難和醫療信息的安全難兩點，將醫療數據存儲在中心化的醫療機構中，個人醫療數據存儲是分散式的，無法進行全面集中的分析。[2018/4/28]

醫療電子MCU面臨的技術要求及挑戰

醫療電子終端設備對于安全性可靠性的標準非常高，醫療電子領域MCU需要通過芯片安全性可靠性的標準。據了解，關于芯片安全可靠性的標準主要有IEC61508SIL3功能安全認證、NISTFIPS140-2以及IS026262功能安全管理體系認證等等。極海半導體個人消費芯片事業部產品經理沈強表示到：具備強大的安全性是大量無線智能醫療設備實現持續穩定增長的前提。設備開發人員使用經過安全認證的芯片才能保障設備數據足夠安全。極海半導體APM32系列MCU先后通過IEC61508SIL3功能安全認證、IEC60730軟件安全認證、以及IS026262功能安全管理體系認證，可為各類嵌入式應用構建安全防線。

趣醫網正式發布醫療健康區塊鏈技術白皮書:據中國新聞網今日報道，3月6日，國內領先的智慧醫療技術及服務提供商的京頤集團成員企業趣醫網，正式發布了醫療健康區塊鏈技術白皮書，旨在構建開放、平等、安全的智慧醫療鏈，攜手合作伙伴共創多方共贏的穩定生態環境。趣醫醫療健康區塊鏈采取了開源技術Hyperledger（超級帳本），以聯盟鏈為出發點，每個模塊可插拔，兼顧了成為公有鏈的可能。超級帳本技術由Linux基金會開發，旗下有超過185家成員機構，孵化了9個企業區塊鏈和分布式賬本技術。[2018/3/7]

醫療電子終端設備除了要求MCU具有安全性、可靠性，還要MCU具有高集成度。這不僅僅是醫療電子領域MCU的要求，隨著產品智能化的發展，高集成在各領域都成為了一種趨勢。高集成度的MCU具有較高的性能、更小的體積，成本也會隨著下降，最重要的是高集成度的MCU可以滿足醫療電子終端設備，特別是穿戴式醫療設備在功耗、性能、體積等方面的要求。

另外，低功耗是MCU的一項非常重要的指標，比如某些可穿戴的設備，其攜帶的電量有限，如果整個電路消耗的電量特別大的話，就會經常出現電量不足的情況，影響用戶體驗。在醫療電子領域的MCU也需要考量這一指標。

區塊鏈技術將在醫療保健行業迎爆發 藥品溯源等領域正蓄勢待發:2018年中，將有兩件事是明確的：醫療保健行業發展時機已經成熟、區塊鏈技術將為這個領域帶來巨大的發展機遇。不論是醫療記錄還是藥品供應鏈，或是智能合約上的支付等，都將會因區塊鏈技術迎來巨變。例如，現在已有MediLedger項目、SimplyVital健康項目及分布式醫療網絡Robomed試圖在用區塊鏈技術追溯藥品、進行審計跟蹤、提供有效醫療服務領域有所作為。[2017/12/30]

在今年，ST就發布了一款新系列32位通用微操控器產品，此系列產品將大幅延伸醫療保健設備的電池運用壽數。STM32L0超低功耗系列微操控器依據32MHzARMCortexM0+處理器內核，內置12位模數轉換器和USBFS2.0無晶振型解決計劃。新系列STM32微操控器讓客戶可以獲得史無前例的低功耗，整合高能效的ARMCortex-M0+內核、優化架構、電源辦理形式、超低功耗外設、支撐節能型USB功用、獨有的超低功耗制作工藝。

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沈強先生強調到：“醫療電子終端設備十分注重安全性與可靠性，要求核心元器件同時具備超低功耗、高集成度、高安全性、強大實時處理性能、更多拓展功能，這是芯片原廠不斷提高與突破產品性能的技術關鍵點。在主控MCU設計上，如何在更小的封裝中實現更高的性能、更快的處理與連接、更多的拓展功能，則是要攻克的技術難點。”

醫療電子終端設備發展趨勢

目前，醫療電子終端設備正在往智能化，便攜化方向發展。隨著智慧醫療產業的發展，我國越來越重視智能醫療產品和公共醫療衛生領域的投入，更多的智能醫療電子終端產品出現在我們的生活中，智能醫療終端治療儀、智能醫療電子終端手環，智能醫療電子終端血糖檢測器等，為我們提供了更安全簡單的智能醫療服務，而這些產品也呈現出一種便攜化的趨勢。醫療電子終端設備智能化、便攜化對于MCU的性能都提出了更高的要求，未來選用的MCU必須具備高性能、高集成度、高運算能力、低功耗的特質。

醫療電子市場未來發展空間

隨著醫療信息化的不斷進展，居民對自身健康的關注度不斷加強、我國醫療電子產業呈現高速增長，年增長率在15%以上。因為中國本身巨大的人口基數、老齡化人口逐年遞增加之相關政策的支持等的原因，醫療電子產品的銷售正在高度增長。

據了解，安森美曾透露到中國市場潛力很大，安森美醫療半導體器件銷售數據呈現每年兩位數增長的趨勢。2019年中國區營業額大約為3億元人民幣左右，卻只占整個公司營業額的1%不到，經過市場調研發現，中國醫療行業的投入只占中國GDP的6.8‰從以上數據可以看出醫療電子領域半導體器件缺口還是很大的，市場具有發展的潛力。武漢芯源半導體營銷總監陳巧也表示:“我司持續看好醫療電子領域的長期成長。醫療電子領域對MCU的技術要求是長期的，一直都存在技術創新的空間和新的商業機會。我司將在圍繞MCU的多項核心技術領域持續投入研發，始終保持創新活力，隨時準備在醫療電子等專業市場把握新的成長機會。”

極海半導體致力于開發工業級/車規級MCU、高性能模擬芯片及系統級芯片，團隊擁有20年集成電路設計經驗和嵌入式系統開發能力，可為醫療電子領域提供低功耗、高性能、高品質的芯片產品與應用方案，助力醫療電子設備性能與價值的有效提升。極海半導體個人消費芯片事業部產品經理沈強透露到：“面向醫療電子領域，極海半導體已推出主控芯片32位APM32系列MCU、以及具備無線傳輸性能的GW3323雙模藍牙5.2SoC等產品。未來，極海還將推出更多集成無線連接的高性能MCU、數模混合芯片，以滿足不斷變化的市場需求。這些產品在設計時會充分考慮醫療電子設備節能、小型化、便攜式的特點，同時兼顧數據安全、使用壽命、靈活性等。”

結語：

著名心理學家馬斯洛把人的需求分為了5個層次，第一層為生理需求，當一個人的生理需要獲得滿足以后，就希望滿足馬斯洛需要層次的第二層，安全需要。安全需求簡單來說就是解除對年老、生病、職業危害、意外事故等的擔心。若第二層需求無法滿足，那么就無法企業去追求第三、第四、第五層的需求。可見醫療健康對人類極其重要。醫療電子終端產品要不斷往智能化、便攜化方向發展才能更好地服務人類，但同時也存在一些技術挑戰，任重道遠，期待MCU廠商能實現更多技術上的突破。

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