芯片是医疗设备不可或缺的组成部分
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随着社会的发展和科学技术的不断进步,人们对医疗健康、生活质量、疾病护理等方面的要求越来越高。同时,依托于高新领域电子技术的各种治疗和监护手段越来越先进,也使得医疗电子产品突破了以往观念的约束和限制,在智能化、微型化和实用化等方面得到了长足发展。
集成电路技术在医疗电子领域内的应用非常广阔且多样化,大致可分为医学影像、医疗仪器、消费型医疗设备、诊断及患者监护与治疗设备四种不同的应用类型,基本涵盖了集成电路在医疗电子领域的各种应用。特别是消费型医疗设备尤其需要通过先进的集成电路技术来达到智能化、小型化、低功耗、高分辨率等目标。
医疗行业对芯片的需求主要体现在医疗人工智能的研究。在医疗人工智能领域使用芯片进行数据运算的场景主要有两种,一种是在实验室模型训练的过程中,利用芯片进行数据的计算,AI产品迭代;另一种是产品研发出来以后,将芯片嵌入影像工作站或者医疗器械设备。
在模型训练阶段,目前主要的AI加速芯片有四种:CPU、GPU、FPGA、ASIC(谷歌TPU)。其中GPU是应用最广泛的通用芯片,主要得益于英伟达的大力推广、高效率且价格合适。CPU的效率太低,而ASIC和FPGA属于定制和半定制芯片,虽然效率高,但需求少导致产能低、价格高。各公司在模型训练阶段用得较多的是通用芯片。在这个过程中,会通过英伟达GPU、英特尔CPU以及其他公司的FPGA进行。
医疗AI产品的落地对芯片同样有着很强的依赖度。其主要体现在两个方面:其一,云化方案,将产品放在云端为客户提供医疗服务,可以降低成本,但是实时性略显不足;其二,将AI算法以及软件系统集成到定制芯片中,将定制芯片装入医疗器械,以此降低功耗、保证系统性能、减小设备体积。
芯片是医疗设备不可或缺的组成部分,目前,医疗设备正越来越多地适应各种半导体技术,以在更小的外形尺寸中提供新的功能和能力。其中,汽车制造商和高科技制造商使用的第二代和第三代芯片是医疗设备领域的主要需求。疫情期间,医疗检测设备短缺,半导体企业订单短期迎来爆发,主要包括红外体温检测仪、呼吸机、制氧机等产品,在医疗芯片领域,相关的半导体企业甚至受益较大。热像仪或非接触式额头红外温度计是两种常用的方式,这些设备也依靠传感器和模拟芯片等半导体将温度等数据转化为数字读数。但是,2021年的“芯片荒”,直接促使了医疗行业竞争芯片资源,加剧了医疗芯片的短缺。
通过人工智能的应用,健康管理服务也取得了突破性的发展,尤其以运动、心律、睡眠等检测为主的移动医疗设备发展较快。通过智能设备进行身体检测,血压、心电、脂肪率等多项健康指标便能快速检测出来,将采集健康数据上传到云数据库形成个人健康档案,并通过数据分析建立个性化健康管理方案。同时通过了解用户个人生活习惯,经过AI技术进行数据处理,对用户整体状态给予评估,并建议个性化健康管理方案,辅助健康管理人员帮助用户规划日常健康安排,进行健康干预等。依托可穿戴设备和智能健康终端,持续监测用户生命体征,提前预测险情并处理。
医疗器械与中国“芯”到底能摩擦出什么样的火花,我们还不得而知,但随着中国芯片制造产品线日益丰富,其与国际巨头的差距正在一步步拉近,“芯”战役中埋藏的不再仅仅是万亿市场的金矿,还有国家科技力量的尊严,以及每个人息息相关的生命健康与安全。或许,我们已然没有退路,唯有吟啸前行。