随著(zhe)傳感器和處理技術的成(chéng)熟，醫療芯片市場正在升溫，看到系統公司和初創公司的瘋狂活動，他們希望在廣闊且基本上未開(kāi)發(fā)的領域中占有一席之地。

　　與任何行業一樣(yàng)，存在多種(zhǒng)商業模式，可以將(jiāng)設計負擔分散到許多公司或僅一家大公司。這(zhè)在過(guò)去受到醫療設備芯片數量相對(duì)較低的限制，這(zhè)限制了設計活動。但随著(zhe)更多設計服務公司的加入，他們能(néng)夠在多個供應商之間實現規模經(jīng)濟。人口老齡化、對(duì)更多家庭醫療服務的需求、更高的準确性和更廣泛的可用性以及可穿戴顯示器等負擔得起(qǐ)的電子醫療設備進(jìn)一步推動了這(zhè)一趨勢。

　　制造和銷售醫療設備的大型醫療技術公司，如美敦力 (Medtronic)，仍在爲其醫療設備設計内部芯片。他們有一個半導體工程師團隊以及軟件和硬件工程部門，負責設計其餘的醫療設備。這(zhè)些通常是專屬模型，他們使用自己的芯片使用商業 EDA 工具設計和銷售自己的醫療設備，并獲得自己的監管批準。

　　但也有越來越多的工程服務公司專門從事(shì)醫療應用。他們爲小型到大型醫療設備 OEM 提供服務，爲各種(zhǒng)公司設計芯片和系統，其中一些公司以前從未設計過(guò)醫療設備。他們還(hái)通過(guò)設計和制造幫助這(zhè)些客戶，因爲客戶沒(méi)有晶圓廠關系或工程專業知識。

　　除此之外，一些客戶——通常是大公司——正在外包一些按小時(shí)付費的設計服務工作，以加強自己的工程人員。這(zhè)些工程公司需要了解醫療市場的複雜法規，但他們一般不參與監管審批。一家獨立的芯片設計公司可能(néng)會(huì)看到客戶産品之間的共同點，并創建 ASIC 作爲自己的産品，可供多個客戶使用。

　　同樣(yàng)，爲各種(zhǒng)行業制造芯片并爲多個醫療客戶調整其現有芯片和工具的半導體制造商不必處理監管批準，但他們必須了解需要什麼(me)。半導體制造商可以將(jiāng)醫療芯片作爲生态系統的一部分進(jìn)行銷售，其中可能(néng)包括生命周期管理。

　　“對(duì)所有客戶而言，重要的是英飛淩不僅提供半導體，而且將(jiāng)提供經(jīng)過(guò)全面(miàn)測試和組裝（封裝）的設備，”英飛淩科技定制解決方案部門負責人 Ralf Leuchter 說(shuō)。“此外，他們還(hái)會(huì)選擇晶圓或單晶芯片交付，并在其背後(hòu)有一個物流系統。通過(guò)使用 ASIC 方法，客戶將(jiāng)獲得市場上無法購買的設備。憑借集成(chéng)的可能(néng)性，除了保護其 IP 之外，它們還(hái)可以節省空間（尺寸）和系統成(chéng)本，因爲這(zhè)些設備無法通過(guò)公開(kāi)市場上的競争找到。”

　　另一項第三方服務是托管醫療設備雲 (MMDC)，這(zhè)是一種(zhǒng)管理設備項目的符合法規的雲服務。“爲了支持這(zhè)一波連醫療器械的，我們也看到快速的醫療設備開(kāi)發(fā)平台，如L2S2 MMDC，這(zhè)得益于ARM解決方案的頂部出現，”彼得·弗格森，在醫療技術總監臂。“像 MMDC 這(zhè)樣(yàng)的平台通過(guò)預先集成(chéng)的雲和醫療社區連接提供交鑰匙醫療設備硬件開(kāi)發(fā)。使用這(zhè)樣(yàng)的解決方案使新的認證醫療設備能(néng)夠顯著(zhe)降低從原型到擴展患者護理的風險和成(chéng)本。”

　　半導體設計和制造公司的一個例子是 Cirtec Medical 的集成(chéng)電路開(kāi)發(fā)團隊。2019 年，Cirtec收購了Cactus Semiconductor，這(zhè)是一家成(chéng)立于 2002 年的半導體設計公司，專門從事(shì)醫療用 ASIC。位于亞利桑那州錢德勒的集成(chéng)電路開(kāi)發(fā)團隊負責從産品設計到生産的整個過(guò)程中設計定制 IC。該團隊在醫療集成(chéng)電路、電源管理電路以及模拟和混合信号 ASIC 方面(miàn)擁有專業知識。

　　“典型的商業模式是我們所說(shuō)的交鑰匙 ASIC 供應商，”Cirtec Medical 應用工程總監 Andrew Kelly 說(shuō)，他曾在 Cactus Semiconductor 工作，之前在 Medtronic 工作。“在交鑰匙 ASIC 供應商角色中，這(zhè)是我們的主要關注點，我們找到了一個正在嘗試開(kāi)發(fā)設備的客戶，無論出于何種(zhǒng)原因，客戶認爲他們需要定制芯片。我們幫助他們定義他們的系統，定義定制芯片。然後(hòu)我們指定芯片。我們開(kāi)發(fā)它。我們做所有的工作。然後(hòu)，如果一切順利，我們就(jiù)賣給他們。但它通常是一個芯片——一個芯片給一個客戶一個應用程序。所以它是高度專業化的。”

　　Cirtec 的應用工程組也有自己的芯片——它在看到客戶項目趨勢後(hòu)開(kāi)發(fā)的專用标準産品 (ASSP)。“比方說(shuō)，我們采用了一個應用程序，其中可能(néng)有四五個甚至十到二十個不同的客戶，他們沒(méi)有做完全相同的事(shì)情，但他們在做類似的事(shì)情。所以我們會(huì)制造一個我們投資的芯片，然後(hòu)我們說(shuō)，“如果我們制造了這(zhè)個，我們認爲有 10 到 20 人會(huì)購買它。” 如果沒(méi)人買，我們就(jiù)浪費了錢。如果有 40 人購買，我們就(jiù)赢了。所以我們有幾個，”凱利說(shuō)。他的團隊還(hái)提供工程設計服務以供租用。

　　大大小小的半導體公司提供醫療設備客戶無法在内部提供的服務。“我們的大多數客戶是——讓我們稱他們爲二線或更小規模的公司——他們實際上無法建立足夠大的員工來完成(chéng)所有這(zhè)些不同的事(shì)情，因爲他們通常會(huì)設計一個，也許兩(liǎng)個芯片，然後(hòu)你對(duì)所有的人做什麼(me)？他們做的事(shì)情還(hái)不夠，但你需要有人擔任這(zhè)些角色，”凱利說(shuō)。

　　當團隊與更大的公司合作時(shí)，凱利指出，這(zhè)通常是在設計服務模式下。“這(zhè)些人的垂直整合程度更高，他們通常自己做這(zhè)一切。當我們與他們合作時(shí)，我們通常采用這(zhè)種(zhǒng)服務模式，他們說(shuō)，在這(zhè)麼(me)多小時(shí)内完成(chéng)工作，每小時(shí)隻需 X 美元。在那裡(lǐ)，我們爲我們的任何客戶提供服務模式。實際上，他們中的大多數人都(dōu)無法接受它，因爲，瞧，我們給了他們一個 ASIC 并且它有效。他們打算怎麼(me)辦？他們必須與晶圓廠、測試廠和封裝廠建立所有關系。他們將(jiāng)不得不管理所有這(zhè)些。當你爲一個芯片做這(zhè)件事(shì)時(shí)，這(zhè)些數字并沒(méi)有真正加起(qǐ)來。我們的部分價值主張基本上是，如果你想單獨做所有這(zhè)些事(shì)情，你是做不到的，但因爲我們有 20 到 40 個客戶，我們在某種(zhǒng)程度上彙集了資源，現在這(zhè)很有意義。我們開(kāi)始在工程支持和供應商方面(miàn)獲得一些規模經(jīng)濟。一些供應商，如果您隻想從他們那裡(lǐ)購買 10,000 個芯片，他們就(jiù)不會(huì)真正想與您打交道(dào)。但如果我向(xiàng) 20 個不同的客戶出售 10,000 個芯片，現在我們正在讨論。”

　　與其他行業相比，醫療設備不需要大量的芯片。低數量意味著(zhe)醫療芯片在半工業的雷達下飛行。Cirtec 的 Kelly 說(shuō)：“沒(méi)有哪個晶圓廠在他們的頭腦中會(huì)說(shuō)我們將(jiāng)成(chéng)爲一個可植入的醫療設備晶圓廠。” “數字隻是不加起(qǐ)來。但是，如果他們說(shuō)他們是汽車晶圓廠，然後(hòu)醫療人員說(shuō)，嘿，這(zhè)與我們需要的審查大緻相同， 就(jiù)有點加起(qǐ)來了。重點是我們所搭載的汽車，而不是相反。”

　　“這(zhè)種(zhǒng)情況并不少見，比如說(shuō)在一個晶圓上有幾千個芯片，在很多時(shí)候有 25 個晶圓。因此，也許您說(shuō)的是一次性生産 50 到 100,000 個芯片，而這(zhè)對(duì)我們的客戶使用 10 年或更長(cháng)時(shí)間的情況并不少見，”凱利說(shuō)。“然後(hòu)你給晶圓廠打電話，他們問你每個月想要多少萬片，我們說(shuō)大約爲零。這(zhè)是最重要的困境——半導體完全是關于規模經(jīng)濟的。醫療設備，尤其是植入式醫療設備，遠不及那些規模經(jīng)濟。”

　　但許多人預計這(zhè)些經(jīng)濟狀況會(huì)發(fā)生變化。雖然某些醫療設備可能(néng)無法滿足需求，但醫療保健日益數字化、人口老齡化以及某些疾病（例如糖尿病）發(fā)病率的上升可能(néng)會(huì)推高對(duì)某些醫療芯片的需求，無論是作爲标準組件還(hái)是定制籌碼。

　　“預計網絡集成(chéng)無線設備也將(jiāng)見證管理醫患互動的使用增加，數字診斷工具可能(néng)支持遠程檢查，這(zhè)也有望幫助半導體在醫療保健行業的整合，” Mordor Intelligence 的一份題爲“醫療保健市場中的半導體——增長(cháng)、趨勢、COVID-19 影響和預測（2021 年至 2026 年）”的報告。Mordor Intelligence 預計，從 2021 年到 2026 年，醫療半導體的複合年增長(cháng)率爲 10.2%。

　　這(zhè)可能(néng)包括定制和标準化芯片的組合，這(zhè)些芯片將(jiāng)通過(guò)大型半導體制造商的生态系統提供，包括各種(zhǒng)專業和通用代工廠和封裝廠。這(zhè)些生态系統通常具有從其他行業借鑒而來的内在優勢，使它們能(néng)夠利用更大的芯片運行。

　　“對(duì)于醫療應用，英飛淩主要專注于爲單個醫療客戶完全定制的 ASIC 解決方案，”Leuchter 說(shuō)。“定制設備的美妙之處在于，客戶無需整個 IC 設計團隊就(jiù)能(néng)獲得他們所需要的東西。他們隻需要分享一個産品創意或規格，而英飛淩正在尋求整合和實施的可能(néng)性。客戶將(jiāng)獲得最大利益，我們還(hái)使用我們的标準組件支持整個系統。”

　　誰制造醫療集成(chéng)電路取決于誰在設計醫療設備以及他們的市場規模，但這(zhè)個市場的動态是不斷變化的。雖然今天的大型醫療 OEM 有能(néng)力擁有自己的芯片設計團隊，但其他 OEM 可以派遣他們的設計團隊與大型半導體公司或專門從事(shì)醫療設備芯片的工程業務合作。

　　哪種(zhǒng)模式最終獲勝，或者它們是否會(huì)和平共處，還(hái)有待觀察。但該領域的競争正在加劇，參與者的數量以及他們將(jiāng)新産品推向(xiàng)市場的手段將(jiāng)迅速成(chéng)倍增加。變化即將(jiāng)到來，現在判斷它是什麼(me)樣(yàng)子還(hái)爲時(shí)過(guò)早。