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2020年開頭到現(xiàn)在，幾乎什么都繞不開疫情，疫情下的世界，我們都在為口罩、額溫槍、核酸檢測試劑以及呼吸機(jī)等醫(yī)療必備品瘋狂著，也是首次讓我們意識(shí)到，在危機(jī)面前誰都很難做到真正的獨(dú)善其身。隨著全球確診患者日益增多，從“一罩難求、一槍難求、核酸檢測試劑不足”的情況到關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備呼吸機(jī)資源嚴(yán)重短缺等問題，似乎已經(jīng)要讓不少地區(qū)的醫(yī)療系統(tǒng)接近崩潰。

截止4月26日數(shù)據(jù)顯示，全球累計(jì)確診人數(shù)已突破284萬，且增長勢頭不減，一方面美國成為了全球疫情最嚴(yán)重的國家，各個(gè)州每天都要為呼吸機(jī)設(shè)備問題和聯(lián)邦政府的隔空交鋒，另一方面其他國家與地區(qū)疫情也并不樂觀，每天也要東奔西走地求購相關(guān)呼吸機(jī)資源。足以可見，在此暫時(shí)沒有特效藥的背景下，呼吸機(jī)等相關(guān)醫(yī)療資源成為了唯一的“救命稻草”。另外，呼吸機(jī)還有分按照使用人群、連接方式、功能用途、驅(qū)動(dòng)方式的區(qū)別，并不是所有情況一概通用。

呼吸機(jī)即是希望

在全球范圍內(nèi)，新冠肺炎（Covid-19）可分輕癥或重癥，對(duì)于目前輕癥患者來說，大概率是用不到呼吸機(jī)，而對(duì)于重癥患者來說，呼吸機(jī)很大程度上決定了生死，也是現(xiàn)階段主要支持治療的方法，呼吸機(jī)能輔助或替代患者的呼吸功能，將氧氣泵送到血液中，再循環(huán)到所有的重要器官。是不是聽起來很簡單，但實(shí)際上，呼吸機(jī)需要與患者生命體征相配合，比如，呼吸機(jī)要時(shí)刻監(jiān)測患者的氣道壓力，然而由于每個(gè)患者的肺部容積不同，對(duì)呼吸機(jī)的功能要求也不同。

根據(jù)世界衛(wèi)生組織WHO信息顯示，每六個(gè)新冠肺炎患者中，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)重癥患者并需要呼吸器，在疫情爆發(fā)的全球，所有醫(yī)療機(jī)構(gòu)的呼吸機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足給所有病人使用，在意大利甚至發(fā)生醫(yī)生需要選擇呼吸機(jī)給救治機(jī)率較高的病人使用的狀況，英國也正在經(jīng)歷這樣的過程，而在美國，根據(jù)美國醫(yī)院協(xié)會(huì)的預(yù)測模型顯示，最糟糕的情況下，可能需要約有96萬人需要使用呼吸機(jī)。

融入國產(chǎn)關(guān)鍵元器件

目前中國是全球最先從疫情中恢復(fù)的國家，而且讓各行各業(yè)有序地復(fù)工復(fù)產(chǎn)，所以各國政府只能將希望的目光投向中國，并根據(jù)多家中國呼吸機(jī)制造商表示，近期來自國外的訂單一直猛增。但由于國內(nèi)醫(yī)療行業(yè)起步較晚，呼吸機(jī)制造業(yè)中的高端技術(shù)和零部件仍掌握在國外廠商手中，而且一臺(tái)呼吸機(jī)是由數(shù)百個(gè)零部件組裝而成的，供應(yīng)鏈常常需橫跨天南地北，所以呼吸機(jī)資源緊張的問題仍然很嚴(yán)重。

呼吸機(jī)的拆解圖（來源：venteclife）

面對(duì)這龐大的呼吸機(jī)市場缺口需求，中國自主生產(chǎn)的中低端呼吸機(jī)能否具備競爭優(yōu)勢？易良盛科技（天津）有限公司研發(fā)總監(jiān)許宏彥在接受大比特資訊記者采訪時(shí)就表示，其實(shí)我們具有全產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢，目前大部分配件都已能國產(chǎn)。就以易良盛科技為例，旗下的霍爾芯片是呼吸機(jī)電機(jī)里的核心傳感器芯片，之前呼吸機(jī)電機(jī)基本為國外品牌產(chǎn)品，這次疫情造成供貨不足給了國內(nèi)優(yōu)秀電機(jī)企業(yè)機(jī)會(huì)。易良盛科技及我們的電機(jī)客戶因?yàn)橛惺畮啄甑募夹g(shù)積累，產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性已經(jīng)和國外產(chǎn)品不相上下。

另外，由于海外訂單的暴增，中國呼吸機(jī)制造業(yè)潛力將有機(jī)會(huì)被進(jìn)一步激發(fā)，但呼吸機(jī)是一種極其復(fù)雜的設(shè)備，其中關(guān)鍵核心器件之一MCU的重要性也不言而喻，因?yàn)樵诤粑饔玫闹鳈C(jī)控制、儀表顯示、傳感器模組、藍(lán)牙傳輸模組與電機(jī)控制模組，皆需要MCU來做控制，而且相對(duì)也需要較高的技術(shù)含量，就關(guān)于這方面，靈動(dòng)微電子電機(jī)技術(shù)經(jīng)理黃中雋舉例到，靈動(dòng)微的MM32系列MCU產(chǎn)品已能滿足呼吸機(jī)的下述需求：

首先在呼吸器主控模塊需要與周邊模塊溝通以及需要高速計(jì)算，可使用靈動(dòng)微MM32F103系列產(chǎn)品，使用32位 Arm® Cotex -M3處理器內(nèi)核，最高工作頻率可達(dá)96MH，存儲(chǔ)器高達(dá)128K字節(jié)，閃存程序存儲(chǔ)器高達(dá)20K字節(jié)的SRAM，并且有豐富的通信接口，包括UART、I2C、SPI、CAN、USB等。

其次在電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，可使用靈動(dòng)微專為電機(jī)驅(qū)動(dòng)打造的SPIN系列，SPIN系列使用了32位 Arm® Cotex -M0處理器內(nèi)核，最高工作頻率可達(dá)72MH鈥，電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案可支持了無感方波、有霍方波、無感FOC與有霍FOC驅(qū)動(dòng)。

最后在無線藍(lán)牙模塊，可使用MM32W0系列，支持藍(lán)牙協(xié)議： Bluetooth Specification V4.2 BLE，并具備超低功耗控制器：支持 SLEEP、STOP 和 STANDBY 低功耗模式，下載模式支持了Bootloader 支持片內(nèi) Flash、UART 在線用戶編程（IAP）/空中在線升級(jí)（OTA），相關(guān)的產(chǎn)品靈動(dòng)微都提供了豐富的參考例程。

由此可見，這些技術(shù)在國產(chǎn)呼吸機(jī)中能夠基本滿足市場需求，雖然不同等級(jí)的呼吸機(jī)在基礎(chǔ)模式與監(jiān)測上差距不大，但高端呼吸機(jī)其他特色功能還會(huì)有很多，因此我們要對(duì)中國呼吸機(jī)行業(yè)的發(fā)展?jié)摿Ρ３謽酚^，并要對(duì)國產(chǎn)關(guān)鍵元器件自主研發(fā)有信心。

大環(huán)境波動(dòng)下的產(chǎn)業(yè)鏈與國產(chǎn)替代

每當(dāng)提到全球產(chǎn)業(yè)鏈與國產(chǎn)替代，就不得不談及一下中國和世界之間究竟是怎么樣的一種依賴關(guān)系，究竟是誰在依賴誰，還是雙方確實(shí)都來到密不可分的地步，早前貿(mào)易戰(zhàn)的大環(huán)境波動(dòng)的的確確對(duì)全球和中國企業(yè)造成一定影響，再到如今中國呼吸機(jī)制造更是困難重重，具體表現(xiàn)在呼吸機(jī)成品交貨前卻卡在呼吸機(jī)比例閥、電磁閥、傳感器、渦輪風(fēng)機(jī)等關(guān)鍵半導(dǎo)體組件不能及時(shí)供應(yīng)，因?yàn)檫@些關(guān)鍵組件要從瑞士、美國、法國、英國、德國和日本等國家的公司進(jìn)口。

特別是高端MCU、各類傳感器等主要器件的缺乏是我們需要面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問題，靈動(dòng)微電子電機(jī)技術(shù)經(jīng)理黃中雋認(rèn)為，在MCU市場方面，至少八成的的份額都在前十大供應(yīng)商手上，十大供應(yīng)商都為歐美日的半導(dǎo)體公司。

特別是在MCU高端領(lǐng)域幾乎是為零，國內(nèi)只在中低端領(lǐng)域佔(zhàn)了5%左右，本身MCU就要主張注重高效能、低功耗、高穩(wěn)定性、高整合性與生態(tài)體系，這一過程也不是一蹴而就的事情，因此增加國內(nèi)廠商的份額是需要時(shí)間與技術(shù)的精進(jìn)才可能達(dá)成。

靈動(dòng)微電子電機(jī)技術(shù)經(jīng)理黃中雋

江蘇潤石科技有限公司銷售總監(jiān)董晨則認(rèn)為，例如傳感器的精度和可靠性要求較高，目前也主要還是歐美日在扮演供應(yīng)商的角色，所以這部分還需要國內(nèi)同行共同攻克技術(shù)難關(guān)。

易良盛科技（天津）有限公司研發(fā)總監(jiān)許宏彥也表達(dá)了同樣意見，他認(rèn)為，我們?cè)诟叨恕?fù)雜的產(chǎn)品上和國外還有很大差距，當(dāng)然這主要是我們廠商的整體規(guī)模還不是很大，在系統(tǒng)上的研究及產(chǎn)品應(yīng)用引領(lǐng)上和國外同行還有很大差距。

可想而知，差距讓“國產(chǎn)替代”已經(jīng)不是一句簡單的口號(hào)了，現(xiàn)實(shí)情況就是原本一個(gè)處于垂直細(xì)分的小眾醫(yī)療器械，被推到國產(chǎn)制造的風(fēng)口浪尖上，即使大部分芯片領(lǐng)域能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)替代，但在具體關(guān)鍵應(yīng)用的性能指標(biāo)、產(chǎn)品種類仍需努力。因此未來持續(xù)的資本與人才投入，結(jié)合國內(nèi)獨(dú)特的市場優(yōu)勢與成本優(yōu)勢，連接上下游廠商打造國內(nèi)的生態(tài)鏈，才是一條突破“依賴”的必經(jīng)之路。

當(dāng)然，目前國外疫情日趨加重，想要單靠中國制造產(chǎn)能依然顯得些杯水車薪。對(duì)此，英飛凌科技股份公司管理委員會(huì)成員兼首席營銷官Helmut Gassel博士表示，“作為功率半導(dǎo)體市場的全球領(lǐng)導(dǎo)者，我們?cè)跇O短的時(shí)間內(nèi)，已生產(chǎn)出了約3800萬片的功率半導(dǎo)體芯片，用于呼吸機(jī)的生產(chǎn)制造。 隨著全球?qū)︶t(yī)療器械的需求快速增長，眾多設(shè)備制造商正在擴(kuò)產(chǎn)或調(diào)整重點(diǎn)產(chǎn)品。目前英飛凌方面已經(jīng)采購了足夠的原材料，建立了包括替代貨運(yùn)路線在內(nèi)的物流鏈，以便向客戶持續(xù)交付貨物，快速提供必要的元器件，以及時(shí)滿足他們的特殊需求。”

英飛凌科技股份公司管理委員會(huì)成員兼首席營銷官Helmut Gassel博士

趨勢：市場增量 從醫(yī)療行業(yè)開始

不可否認(rèn)的是，現(xiàn)階段呼吸機(jī)的需求和疫情趨勢呈正比，并且會(huì)維持相當(dāng)長一段時(shí)間，直到全球疫情得到控制。根據(jù)Research and Markets數(shù)據(jù)顯示，由于對(duì)呼吸機(jī)的需求激增，全球呼吸機(jī)市場預(yù)計(jì)將從2019年的24億美元增長到2020年的約121億美元，因?yàn)檫@些對(duì)治療關(guān)鍵的新冠肺炎（Covid-19）患者至關(guān)重要。預(yù)計(jì)到2023年，市場將穩(wěn)定下來，達(dá)到42億美元，復(fù)合年增長率為14.7%。

至于疫情如何影響呼吸機(jī)市場，甚至是未來半導(dǎo)體行業(yè)市場的趨勢，ams大中華區(qū)醫(yī)療事業(yè)部總監(jiān)方楊認(rèn)為，疫情的到來對(duì)全球醫(yī)療健康設(shè)備市場有很大的促進(jìn)作用，除了呼吸機(jī)，需求比較大的領(lǐng)域還有醫(yī)療影像設(shè)備，體外診斷設(shè)備，監(jiān)護(hù)設(shè)備，和生命體征監(jiān)測設(shè)備等。

ams大中華區(qū)醫(yī)療事業(yè)部總監(jiān)方楊

因此，站在ams的角度來看，與其相關(guān)的關(guān)鍵器件成長潛力巨大，并從中短期時(shí)間內(nèi)來看，智能化要求更多的高性能元器件進(jìn)入醫(yī)療設(shè)備，相對(duì)應(yīng)呈現(xiàn)高集成度，低功耗的技術(shù)方向的高端元器件的占比也會(huì)顯著提高，而從長期來看的話，會(huì)加速下一代技術(shù)的迭代。

此外，具體來看，精度的提高有賴于醫(yī)療相關(guān)的傳感器和半導(dǎo)體元器件的高精度設(shè)計(jì)，例如內(nèi)置的ADC的bit數(shù)，信號(hào)調(diào)理電路的整體設(shè)計(jì)等。

而減少設(shè)備的體積有兩個(gè)方向的考量，“第一個(gè)是新技術(shù)的替代。例如超聲設(shè)備，傳統(tǒng)的換能器要實(shí)現(xiàn)設(shè)備的便攜，犧牲的精度又允許通過醫(yī)療認(rèn)證，目前業(yè)內(nèi)在研究壓電式MEMS超聲波換能器(PMUT)或者電容式MEMS超聲波換能器(CMUT)的技術(shù)和商用可行性。第二個(gè)就是現(xiàn)有技術(shù)的器件集成，例如把光電二極管PD和信號(hào)調(diào)理，數(shù)模轉(zhuǎn)換集成為模擬前端器件，提高性能的同時(shí)降低成本，實(shí)現(xiàn)更小的設(shè)備體積。”方楊最后補(bǔ)充道。

如何開辟新戰(zhàn)場

其實(shí)就本次疫情而言，是核心部件的國產(chǎn)替代另一種機(jī)會(huì)，因?yàn)樵俅蟮囊咔槎加薪Y(jié)束的一日，在這之前是否重新讓我們?nèi)ニ伎家恍╆P(guān)于產(chǎn)業(yè)配件供應(yīng)、生產(chǎn)線設(shè)計(jì)、物流運(yùn)輸、客戶選擇標(biāo)準(zhǔn)、市場新方向的關(guān)系等問題，這種思考不僅僅是對(duì)自身核心部件的審視，同時(shí)也包含一種堅(jiān)持研發(fā)創(chuàng)新、尋找新趨勢，從而一點(diǎn)點(diǎn)地?cái)[脫對(duì)外依靠。

對(duì)于新戰(zhàn)場而言，易良盛科技（天津）有限公司研發(fā)總監(jiān)許宏彥表示，相信在疫情過后人們對(duì)健康會(huì)更加重視，未來醫(yī)療健康設(shè)備需求也會(huì)越來越大，其對(duì)元器件的需求也會(huì)呈高速增長之勢。

具體需求會(huì)下沉哪些應(yīng)用方向呢？江蘇潤石科技銷售總監(jiān)董晨給出了答案，他認(rèn)為，疫情在緩解之后，高端醫(yī)療電子設(shè)備會(huì)逐漸向家用設(shè)備轉(zhuǎn)變，例如血氧儀、心率檢測、血壓計(jì)等，很多家庭會(huì)儲(chǔ)備一臺(tái)備用或者做日常監(jiān)測用，尤其隨著中國老齡化的加劇和遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)的普及，家庭便攜式醫(yī)療電子設(shè)備的需求會(huì)越來越大。

不僅如此，ams大中華區(qū)醫(yī)療事業(yè)部總監(jiān)方楊表示，便攜式醫(yī)療電子設(shè)備還會(huì)下沉到體檢機(jī)構(gòu)，敬老養(yǎng)老院和健康管理機(jī)構(gòu)，因?yàn)楸銛y式醫(yī)療電子設(shè)備具有高精度、小型化和快速診斷的特點(diǎn)，可以無障礙地讓人們從日常生活開始重視身體健康管理。

他還認(rèn)為，人工智能(AI)和機(jī)器學(xué)習(xí)(Machine Learning)以及云服務(wù)應(yīng)是高端醫(yī)療設(shè)備中重點(diǎn)關(guān)注的新方向，當(dāng)然，現(xiàn)階段醫(yī)療設(shè)備云服務(wù)還停留在企業(yè)私有云，各家設(shè)備廠商擁有自己的算法，不同醫(yī)院之間的數(shù)據(jù)也很難互通，因此無論從體制上，還是操作上都很難實(shí)現(xiàn)真正的協(xié)同，這個(gè)方面有待于國家從政策層面，行業(yè)規(guī)范層面進(jìn)行自上而下的推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一。