醫(yī)療電子市場 FPGA技術(shù)市場巨大

　　目前，世界各地對(duì)醫(yī)療保健的需求在不斷增長，對(duì)保健模式的要求也越來越高。Altera醫(yī)療業(yè)務(wù)部高級(jí)市場經(jīng)理John Sotir認(rèn)為，變化體現(xiàn)在兩方面，特別是醫(yī)院環(huán)境中。首先，預(yù)測和預(yù)防保健的發(fā)展提高了患者的生活質(zhì)量，在不斷發(fā)展的診斷成像平臺(tái)的支持下，社會(huì)醫(yī)療保健總成本也在不斷下降。其次，功能強(qiáng)大的、基于價(jià)值的便攜式醫(yī)療設(shè)備在性能上超越了幾年前的大型高成本設(shè)備，在此基礎(chǔ)上，政府政策能夠擴(kuò)大醫(yī)療保健的覆蓋范圍。

　　他還指出，推動(dòng)中國醫(yī)療電子設(shè)計(jì)快速發(fā)展的幾個(gè)因素包括：經(jīng)濟(jì)增長推動(dòng)了市場需求;人口增長和老齡化，預(yù)期壽命延長等;生活水平的提高，患者更高的期望;慢性病發(fā)病率的增加(肥胖、呼吸系統(tǒng)疾病、心臟病);政府政策覆蓋面越來越廣，醫(yī)院采購預(yù)算不斷升級(jí)和擴(kuò)張;對(duì)醫(yī)療成像(可視化)和數(shù)字醫(yī)療設(shè)備不斷增長的需求。

　　不過，中國醫(yī)療電子市場與全球市場對(duì)比，既有共同點(diǎn)也有獨(dú)特之處。賽靈思亞太區(qū)新業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理黃文杰指出，共同點(diǎn)在于中國醫(yī)療器械制造商正在與全球其他企業(yè)一起，從低端到中/高端不斷升級(jí)他們的技術(shù)和產(chǎn)品，不同之處在于中國更多的需求是對(duì)新的健康醫(yī)療設(shè)施的需求，包括中國十二五計(jì)劃中的中心城市以及農(nóng)村地區(qū)的醫(yī)院、社區(qū)醫(yī)療保健中心以及診所等。他強(qiáng)調(diào)說：“全球和中國醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)于設(shè)備升級(jí)的需求以及市民對(duì)優(yōu)質(zhì)醫(yī)療產(chǎn)品的需求，是驅(qū)動(dòng)全球和中國醫(yī)療電子市場增長的普遍因素。在這種市場環(huán)境中，中國醫(yī)療設(shè)備企業(yè)對(duì)更高性能、更低功耗以及高度集成電子設(shè)備的需求，將會(huì)持續(xù)增加，以滿足國內(nèi)和出口市場的下一代醫(yī)療設(shè)備發(fā)展的要求。”

　　不斷進(jìn)步的醫(yī)療電子技術(shù)是滿足這些醫(yī)療保健需求的關(guān)鍵。得益于靈活的架構(gòu)以及強(qiáng)大的并行處理和計(jì)算能力，FPGA器件被越來越多地應(yīng)用于醫(yī)療電子系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，這也為FPGA市場帶來了新的發(fā)展契機(jī)，預(yù)期FPGA將成為醫(yī)療電子市場成長最快的半導(dǎo)體器件。

　　不僅如此，成本也是FPGA滲透到該領(lǐng)域的關(guān)鍵因素之一。黃文杰表示：“在大多數(shù)醫(yī)療設(shè)備中，實(shí)時(shí)信號(hào)處理和視頻處理是其中最重要的應(yīng)用，CPU可以滿足性能的需求，但是與此同時(shí)增加了成本。而FPGA 可以取代CPU的實(shí)時(shí)信號(hào)處理算法，同時(shí)降低成本。”他介紹說，賽靈思All Programmable SoC器件中含有軟件可編程的多核ARM Cortex A9，大量硬件可編程的邏輯電路、存儲(chǔ)器和DSP，還有可編程的模擬電路(ADC)和12.5Gbps收發(fā)器等。通過將處理器和FPGA高度集成，單芯片解決方案降低了系統(tǒng)成本和功耗。

　　FPGA 的優(yōu)勢似乎還有很多，異軍突起的中國本土FPGA廠商京微雅格公司市場總監(jiān)竇祥峰也表示，該公司目前量產(chǎn)的芯片與規(guī)劃下一代產(chǎn)品均有嵌入處理器平臺(tái)，將 FPGA、CPU、ASIC、存儲(chǔ)器以及模擬單元等功能模塊集成在單一芯片上，與傳統(tǒng)處理器相比FPGA嵌入硬核處理器在應(yīng)用范圍、多系統(tǒng)集成、減少用戶 PCB面積方面優(yōu)勢巨大。他說：“在醫(yī)療領(lǐng)域，尤其是便攜式醫(yī)療設(shè)備方面，由于對(duì)于芯片的面積功耗有限制，嵌入了處理器平臺(tái)的FPGA更能體現(xiàn)優(yōu)勢。此外，F(xiàn)PGA安全特性可最大限度保護(hù)客戶的設(shè)計(jì)，界面友好的開發(fā)工具可加速客戶設(shè)計(jì)從概念到市場時(shí)間。”

　　醫(yī)療成像：不斷膨脹的性能要求

　　盡管醫(yī)療成像設(shè)備大多用于醫(yī)院，設(shè)備大型且高昂，但市場顯示便于攜帶、低功耗的醫(yī)療設(shè)備更容易受到用戶青睞。此外，具備信息化、安全標(biāo)準(zhǔn)(安全性)和質(zhì)量執(zhí)法、醫(yī)療器械和生物信息學(xué)的融合等特性的設(shè)備也是醫(yī)療成像設(shè)備的發(fā)展潮流。Altera的Sotir指出，這些需求趨勢對(duì)IC行業(yè)特別是FPGA提出了以下具體要求：1.通過工藝技術(shù)進(jìn)步來優(yōu)化性能和功耗;2.通過硬件加速提高性能;3.靈活的應(yīng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的變化以及越來越強(qiáng)的功能;4.提供可承受的高性價(jià)比解決方案，包括總體擁有成本;5.定制解決方案，更好的適應(yīng)醫(yī)療器械多樣化需求。

　　FPGA廠商也努力滿足以上要求。在增強(qiáng)醫(yī)療成像技術(shù)方面，半導(dǎo)體器件技術(shù)的進(jìn)步直接導(dǎo)致了診斷質(zhì)量的提高。半導(dǎo)體性能的提高支持傳感器陣列采集更多的數(shù)據(jù)，噪聲基底更低，提高了信噪比。半導(dǎo)體技術(shù)通過高性能I/O、大容量片內(nèi)存儲(chǔ)器、更大的存儲(chǔ)器帶寬和DSP等更高效的處理硬件對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)匯集、濾波和預(yù)處理。

　　可編程邏輯的發(fā)展前所未有的提高了并行處理能力，支持當(dāng)今的高級(jí)成像算法。每一代成像設(shè)備探測的數(shù)據(jù)量越來越大，由于采用復(fù)雜的迭代算法，因此，單位數(shù)據(jù)需要更多的處理資源。在提高性能的同時(shí)，還必須滿足同樣的功耗需求，以及長期可靠性要求。這只有通過半導(dǎo)體器件技術(shù)進(jìn)步才能實(shí)現(xiàn)，提高性能同時(shí)低功耗。

　　為了解決下一代醫(yī)療成像系統(tǒng)日益膨脹的性能要求，賽靈思稱已推出領(lǐng)先競爭對(duì)手整整一代的28nm7 系列FPGA產(chǎn)品，可以為醫(yī)療設(shè)備企業(yè)提供寶貴的設(shè)計(jì)局靈活性、豐富的IP硬核、強(qiáng)大的收發(fā)器功能和開發(fā)工具支持的最佳組合，使設(shè)計(jì)人員能夠應(yīng)對(duì)超聲、 CT、X射線等設(shè)計(jì)領(lǐng)域等提高性能，滿足不斷變化的市場需求和嚴(yán)苛的官方資格認(rèn)證的市場挑戰(zhàn)，滿足圖像更清楚、更精確的需求。

　　便攜醫(yī)療：SoC大行其道

　　尺寸更小、功耗更低是便攜醫(yī)療設(shè)備的主要趨勢，隨著各類技術(shù)的進(jìn)步，高性能也成為不可或缺的重要屬性。這一點(diǎn)在超聲應(yīng)用中得到了很好的驗(yàn)證。僅在幾年前，支持64通道和多種成像模式的高級(jí)超聲系統(tǒng)會(huì)含有多塊電子電路板和子系統(tǒng)，需要很大的機(jī)箱才能容納這些電子器件。