|
隨著傳感器和處理技術(shù)的成熟，醫(yī)療芯片市場(chǎng)正在升溫，看到系統(tǒng)公司和初創(chuàng)公司的瘋狂活動(dòng)，他們希望在廣闊且基本上未開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域中占有一席之地。
與任何行業(yè)一樣，存在多種商業(yè)模式，可以將設(shè)計(jì)負(fù)擔(dān)分散到許多公司或僅一家大公司。這在過(guò)去受到醫(yī)療設(shè)備芯片數(shù)量相對(duì)較低的限制，這限制了設(shè)計(jì)活動(dòng)。但隨著更多設(shè)計(jì)服務(wù)公司的加入，他們能夠在多個(gè)供應(yīng)商之間實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)。人口老齡化、對(duì)更多家庭醫(yī)療服務(wù)的需求、更高的準(zhǔn)確性和更廣泛的可用性以及可穿戴顯示器等負(fù)擔(dān)得起的電子醫(yī)療設(shè)備進(jìn)一步推動(dòng)了這一趨勢(shì)。
制造和銷售醫(yī)療設(shè)備的大型醫(yī)療技術(shù)公司，如美敦力 (Medtronic)，仍在為其醫(yī)療設(shè)備設(shè)計(jì)內(nèi)部芯片。他們有一個(gè)半導(dǎo)體工程師團(tuán)隊(duì)以及軟件和硬件工程部門，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)其余的醫(yī)療設(shè)備。這些通常是專屬模型，他們使用自己的芯片使用商業(yè) EDA 工具設(shè)計(jì)和銷售自己的醫(yī)療設(shè)備，并獲得自己的監(jiān)管批準(zhǔn)。
但也有越來(lái)越多的工程服務(wù)公司專門從事醫(yī)療應(yīng)用。他們?yōu)樾⌒偷酱笮歪t(yī)療設(shè)備 OEM 提供服務(wù)，為各種公司設(shè)計(jì)芯片和系統(tǒng)，其中一些公司以前從未設(shè)計(jì)過(guò)醫(yī)療設(shè)備。他們還通過(guò)設(shè)計(jì)和制造幫助這些客戶，因?yàn)榭蛻魶](méi)有晶圓廠關(guān)系或工程專業(yè)知識(shí)。
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(fèi)的設(shè)計(jì)服務(wù)工作，以加強(qiáng)自己的工程人員。這些工程公司需要了解醫(yī)療市場(chǎng)的復(fù)雜法規(guī)，但他們一般不參與監(jiān)管審批。一家獨(dú)立的芯片設(shè)計(jì)公司可能會(huì)看到客戶產(chǎn)品之間的共同點(diǎn)，并創(chuàng)建 ASIC 作為自己的產(chǎn)品，可供多個(gè)客戶使用。
同樣，為各種行業(yè)制造芯片并為多個(gè)醫(yī)療客戶調(diào)整其現(xiàn)有芯片和工具的半導(dǎo)體制造商不必處理監(jiān)管批準(zhǔn)，但他們必須了解需要什么。半導(dǎo)體制造商可以將醫(yī)療芯片作為生態(tài)系統(tǒng)的一部分進(jìn)行銷售，其中可能包括生命周期管理。
“對(duì)所有客戶而言，重要的是英飛凌不僅提供半導(dǎo)體，而且將提供經(jīng)過(guò)全面測(cè)試和組裝（封裝）的設(shè)備，”英飛凌科技定制解決方案部門負(fù)責(zé)人 Ralf Leuchter 說(shuō)�！按送�，他們還會(huì)選擇晶圓或單晶芯片交付，并在其背后有一個(gè)物流系統(tǒng)。通過(guò)使用 ASIC 方法，客戶將獲得市場(chǎng)上無(wú)法購(gòu)買的設(shè)備。憑借集成的可能性，除了保護(hù)其 IP 之外，它們還可以節(jié)省空間（尺寸）和系統(tǒng)成本，因?yàn)檫@些設(shè)備無(wú)法通過(guò)公開(kāi)市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)找到。”
另一項(xiàng)第三方服務(wù)是托管醫(yī)療設(shè)備云 (MMDC)，這是一種管理設(shè)備項(xiàng)目的符合法規(guī)的云服務(wù)�！盀榱酥С诌@一波連醫(yī)療器械的，我們也看到快速的醫(yī)療設(shè)備開(kāi)發(fā)平臺(tái)，如L2S2 MMDC，這得益于ARM解決方案的頂部出現(xiàn)，”彼得·弗格森，在醫(yī)療技術(shù)總監(jiān)臂�！跋� MMDC 這樣的平臺(tái)通過(guò)預(yù)先集成的云和醫(yī)療社區(qū)連接提供交鑰匙醫(yī)療設(shè)備硬件開(kāi)發(fā)。使用這樣的解決方案使新的認(rèn)證醫(yī)療設(shè)備能夠顯著降低從原型到擴(kuò)展患者護(hù)理的風(fēng)險(xiǎn)和成本。”
半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和制造公司的一個(gè)例子是 Cirtec Medical 的集成電路開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)。2019 年，Cirtec收購(gòu)了Cactus Semiconductor，這是一家成立于 2002 年的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)公司，專門從事醫(yī)療用 ASIC。位于亞利桑那州錢德勒的集成電路開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程中設(shè)計(jì)定制 IC。該團(tuán)隊(duì)在醫(yī)療集成電路、電源管理電路以及模擬和混合信號(hào) ASIC 方面擁有專業(yè)知識(shí)。
“典型的商業(yè)模式是我們所說(shuō)的交鑰匙 ASIC 供應(yīng)商，”Cirtec Medical 應(yīng)用工程總監(jiān) Andrew Kelly 說(shuō)，他曾在 Cactus Semiconductor 工作，之前在 Medtronic 工作�！霸诮昏�匙 ASIC 供應(yīng)商角色中，這是我們的主要關(guān)注點(diǎn)，我們找到了一個(gè)正在嘗試開(kāi)發(fā)設(shè)備的客戶，無(wú)論出于何種原因，客戶認(rèn)為他們需要定制芯片。我們幫助他們定義他們的系統(tǒng)，定義定制芯片。然后我們指定芯片。我們開(kāi)發(fā)它。我們做所有的工作。然后，如果一切順利，我們就賣給他們。但它通常是一個(gè)芯片——一個(gè)芯片給一個(gè)客戶一個(gè)應(yīng)用程序。所以它是高度專業(yè)化的�！�
Cirtec 的應(yīng)用工程組也有自己的芯片——它在看到客戶項(xiàng)目趨勢(shì)后開(kāi)發(fā)的專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品 (ASSP)�！氨确秸f(shuō)，我們采用了一個(gè)應(yīng)用程序，其中可能有四五個(gè)甚至十到二十個(gè)不同的客戶，他們沒(méi)有做完全相同的事情，但他們?cè)谧鲱愃频氖虑�。所以我們�?huì)制造一個(gè)我們投資的芯片，然后我們說(shuō)，“如果我們制造了這個(gè)，我們認(rèn)為有 10 到 20 人會(huì)購(gòu)買它。” 如果沒(méi)人買，我們就浪費(fèi)了錢。如果有 40 人購(gòu)買，我們就贏了。所以我們有幾個(gè)，”凱利說(shuō)。他的團(tuán)隊(duì)還提供工程設(shè)計(jì)服務(wù)以供租用。
大大小小的半導(dǎo)體公司提供醫(yī)療設(shè)備客戶無(wú)法在內(nèi)部提供的服務(wù)�！拔覀兊拇蠖鄶�(shù)客戶是——讓我們稱他們?yōu)槎�或更小規(guī)模的公司——他們實(shí)際上無(wú)法建立足夠大的員工來(lái)完成所有這些不同的事情，因?yàn)樗麄兺ǔ?huì)設(shè)計(jì)一個(gè)，也許兩個(gè)芯片，然后你對(duì)所有的人做什么？他們做的事情還不夠，但你需要有人擔(dān)任這些角色，”凱利說(shuō)。
當(dāng)團(tuán)隊(duì)與更大的公司合作時(shí)，凱利指出，這通常是在設(shè)計(jì)服務(wù)模式下�！斑@些人的垂直整合程度更高，他們通常自己做這一切。當(dāng)我們與他們合作時(shí)，我們通常采用這種服務(wù)模式，他們說(shuō)，在這么多小時(shí)內(nèi)完成工作，每小時(shí)只需 X 美元。在那里，我們?yōu)槲覀兊娜魏慰蛻籼峁┓⻊?wù)模式。實(shí)際上，他們中的大多數(shù)人都無(wú)法接受它，因?yàn)�，瞧，我們給了他們一個(gè) ASIC 并且它有效。他們打算怎么辦？他們必須與晶圓廠、測(cè)試廠和封裝廠建立所有關(guān)系。他們將不得不管理所有這些。當(dāng)你為一個(gè)芯片做這件事時(shí)，這些數(shù)字并沒(méi)有真正加起來(lái)。我們的部分價(jià)值主張基本上是，如果你想單獨(dú)做所有這些事情，你是做不到的，但因?yàn)槲覀冇?20 到 40 個(gè)客戶，我們?cè)谀撤N程度上匯集了資源，現(xiàn)在這很有意義。我們開(kāi)始在工程支持和供應(yīng)商方面獲得一些規(guī)模經(jīng)濟(jì)。一些供應(yīng)商，如果您只想從他們那里購(gòu)買 10,000 個(gè)芯片，他們就不會(huì)真正想與您打交道。但如果我向 20 個(gè)不同的客戶出售 10,000 個(gè)芯片，現(xiàn)在我們正在討論�！�
與其他行業(yè)相比，醫(yī)療設(shè)備不需要大量的芯片。低數(shù)量意味著醫(yī)療芯片在半工業(yè)的雷達(dá)下飛行。Cirtec 的 Kelly 說(shuō)：“沒(méi)有哪個(gè)晶圓廠在他們的頭腦中會(huì)說(shuō)我們將成為一個(gè)可植入的醫(yī)療設(shè)備晶圓廠。” “數(shù)字只是不加起來(lái)。但是，如果他們說(shuō)他們是汽車晶圓廠，然后醫(yī)療人員說(shuō)，嘿，這與我們需要的審查大致相同， 就有點(diǎn)加起來(lái)了。重點(diǎn)是我們所搭載的汽車，而不是相反�！�
“這種情況并不少見(jiàn)，比如說(shuō)在一個(gè)晶圓上有幾千個(gè)芯片，在很多時(shí)候有 25 個(gè)晶圓。因此，也許您說(shuō)的是一次性生產(chǎn) 50 到 100,000 個(gè)芯片，而這對(duì)我們的客戶使用 10 年或更長(zhǎng)時(shí)間的情況并不少見(jiàn)，”凱利說(shuō)。“然后你給晶圓廠打電話，他們問(wèn)你每個(gè)月想要多少萬(wàn)片，我們說(shuō)大約為零。這是最重要的困境——半導(dǎo)體完全是關(guān)于規(guī)模經(jīng)濟(jì)的。醫(yī)療設(shè)備，尤其是植入式醫(yī)療設(shè)備，遠(yuǎn)不及那些規(guī)模經(jīng)濟(jì)�！�
但許多人預(yù)計(jì)這些經(jīng)濟(jì)狀況會(huì)發(fā)生變化。雖然某些醫(yī)療設(shè)備可能無(wú)法滿足需求，但醫(yī)療保健日益數(shù)字化、人口老齡化以及某些疾�。ɡ缣悄虿。┌l(fā)病率的上升可能會(huì)推高對(duì)某些醫(yī)療芯片的需求，無(wú)論是作為標(biāo)準(zhǔn)組件還是定制籌碼。
“預(yù)計(jì)網(wǎng)絡(luò)集成無(wú)線設(shè)備也將見(jiàn)證管理醫(yī)患互動(dòng)的使用增加，數(shù)字診斷工具可能支持遠(yuǎn)程檢查，這也有望幫助半導(dǎo)體在醫(yī)療保健行業(yè)的整合，” Mordor Intelligence 的一份題為“醫(yī)療保健市場(chǎng)中的半導(dǎo)體——增長(zhǎng)、趨勢(shì)、COVID-19 影響和預(yù)測(cè)（2021 年至 2026 年）”的報(bào)告。Mordor Intelligence 預(yù)計(jì)，從 2021 年到 2026 年，醫(yī)療半導(dǎo)體的復(fù)合年增長(zhǎng)率為 10.2%。
這可能包括定制和標(biāo)準(zhǔn)化芯片的組合，這些芯片將通過(guò)大型半導(dǎo)體制造商的生態(tài)系統(tǒng)提供，包括各種專業(yè)和通用代工廠和封裝廠。這些生態(tài)系統(tǒng)通常具有從其他行業(yè)借鑒而來(lái)的內(nèi)在優(yōu)勢(shì)，使它們能夠利用更大的芯片運(yùn)行。
“對(duì)于醫(yī)療應(yīng)用，英飛凌主要專注于為單個(gè)醫(yī)療客戶完全定制的 ASIC 解決方案，”Leuchter 說(shuō)。“定制設(shè)備的美妙之處在于，客戶無(wú)需整個(gè) IC 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)就能獲得他們所需要的東西。他們只需要分享一個(gè)產(chǎn)品創(chuàng)意或規(guī)格，而英飛凌正在尋求整合和實(shí)施的可能性。客戶將獲得最大利益，我們還使用我們的標(biāo)準(zhǔn)組件支持整個(gè)系統(tǒng)�！�
誰(shuí)制造醫(yī)療集成電路取決于誰(shuí)在設(shè)計(jì)醫(yī)療設(shè)備以及他們的市場(chǎng)規(guī)模，但這個(gè)市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)是不斷變化的。雖然今天的大型醫(yī)療 OEM 有能力擁有自己的芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，但其他 OEM 可以派遣他們的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)與大型半導(dǎo)體公司或?qū)ｉT從事醫(yī)療設(shè)備芯片的工程業(yè)務(wù)合作。
哪種模式最終獲勝，或者它們是否會(huì)和平共處，還有待觀察。但該領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)正在加劇，參與者的數(shù)量以及他們將新產(chǎn)品推向市場(chǎng)的手段將迅速成倍增加。變化即將到來(lái)，現(xiàn)在判斷它是什么樣子還為時(shí)過(guò)早。
,智能醫(yī)療成風(fēng)口！醫(yī)療IC設(shè)計(jì)行業(yè)玩家大解析 | 
