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源頭技術(shù)自主可控,國產(chǎn)高端醫(yī)療設(shè)備不再“芯荒”
最后更新: 2021-05-13 22:02:55全球缺芯風(fēng)暴持續(xù)蔓延。據(jù)高盛一項分析報告顯示,全球鋼鐵業(yè)、混凝土生產(chǎn)、啤酒甚至肥皂制造業(yè)等多達(dá)169個行業(yè)均在一定程度上受芯片短缺沖擊,多家知名廠商因芯片供應(yīng)不足被迫減產(chǎn)甚至停擺。
各行各業(yè)紛紛“造芯”自救。5月13日,聯(lián)影集團(tuán)于2021 CMEF(中國國際醫(yī)療器械博覽會)上重磅發(fā)布首款高端醫(yī)學(xué)影像專用“中國芯”,一舉填補我國在高端醫(yī)學(xué)影像設(shè)備自研專用芯片領(lǐng)域的空白,并在關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)上實現(xiàn)了國際領(lǐng)先。這一芯片的誕生,有望打破中國高端醫(yī)療裝備芯片大量依賴進(jìn)口的局面,也標(biāo)志著國產(chǎn)高端醫(yī)療裝備行業(yè)已構(gòu)建起“整機系統(tǒng)-核心部件-底層元器件”全鏈自主可控的垂直創(chuàng)新體系,為產(chǎn)業(yè)突圍、推動中國邁向制造強國提供了堅實的技術(shù)保障。
首款高端醫(yī)學(xué)影像專用“中國芯”
攻堅金字塔“塔尖”
作為核心技術(shù)中的核心,醫(yī)療芯片是設(shè)備系統(tǒng)性能實現(xiàn)躍升的關(guān)鍵源頭技術(shù),一直以來是我國高端醫(yī)療裝備行業(yè)亟需攻克的技術(shù)堡壘,也是行業(yè)的“塔尖之爭”。隨著全球晶圓產(chǎn)能持續(xù)緊張,芯片價格不斷上漲,實現(xiàn)醫(yī)療芯片自主研發(fā),更是成為確保產(chǎn)業(yè)鏈安全,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級發(fā)展的燃眉之急。
2019年, 聯(lián)影集團(tuán)成立上海聯(lián)影微電子科技有限公司,攻堅全線高端醫(yī)療設(shè)備定制化芯片的設(shè)計研發(fā)。歷時兩年半,首款芯片研發(fā)成功并投入量產(chǎn)。
據(jù)聯(lián)影微電子首席執(zhí)行官劉悅介紹,芯片代表了人類制造最精密的工藝,研發(fā)難度極高。以這款PET-CT專用芯片為例,需要在指甲蓋大的芯片上集成近十億只晶體管,以每秒上百萬次的速度對微弱電信號進(jìn)行采樣、放大,并將電信號轉(zhuǎn)化為計算機可處理的數(shù)字信號。一行代碼寫錯或一根電路搭錯,芯片性能指標(biāo)就無法實現(xiàn)。通常,一塊醫(yī)療芯片從設(shè)計到誕生需要近百人的研發(fā)團(tuán)隊耗時5年以上。不僅如此,不同于行業(yè)常用的通用芯片,聯(lián)影微電子研發(fā)的是針對高端醫(yī)療設(shè)備系統(tǒng)需求的定制化ASIC芯片,不僅涉及芯片研發(fā)技術(shù),還需要深度掌握醫(yī)療設(shè)備關(guān)鍵部件原理及跨學(xué)科技術(shù)知識,與設(shè)備整機研發(fā)團(tuán)隊緊密配合協(xié)同,才能保證集成芯片后整機性能最大程度提升。
“人才是科技創(chuàng)新的關(guān)鍵。我們建立了一支具有豐富芯片設(shè)計研發(fā)經(jīng)驗的人才團(tuán)隊,90%以上為碩士博士?!眲傉f,“同時,得益于聯(lián)影醫(yī)療實現(xiàn)了PET-CT整機的自主研發(fā),已掌握設(shè)備的核心技術(shù),并對芯片研發(fā)技術(shù)有充分理解。整機與芯片兩支團(tuán)隊可以形成緊密無縫的高效合作。這是我們得天獨厚的優(yōu)勢?!?
據(jù)劉悅介紹,這款芯片進(jìn)行了一系列技術(shù)創(chuàng)新:“我們在1塊芯片上集成了智能校正、溫控監(jiān)測、數(shù)據(jù)傳輸、能量與時間測定等以往16塊芯片才有的功能,確保可以捕捉并甄別最微弱的信號并降低干擾。此外,我們還實現(xiàn)了業(yè)界最密采樣通道,并將單位時間內(nèi)單個通道信號處理能力提升到業(yè)界前所未有的10兆級,相較基于傳統(tǒng)通用芯片設(shè)計的電路處理能力提升了10倍。有了算力加持,可以保障系統(tǒng)在極寬的示蹤劑劑量范圍內(nèi)能夠精確、有效地檢測到人體發(fā)出的輻射事例?!?
賦能重疾早篩早診
芯片性能的提升帶來了設(shè)備性能跨越式升級,并最終惠及臨床患者。
搭載“中國芯”,聯(lián)影PET-CT系統(tǒng)性能首次突破200皮秒技術(shù)“拐點”,實現(xiàn)業(yè)界最高時間分辨率190皮秒級
集成了這一芯片的PET-CT首次達(dá)到行業(yè)最佳TOF時間分辨率——190皮秒級。“TOF時間分辨率是衡量PET-CT關(guān)鍵性能指標(biāo),也是業(yè)界長期以來追求突破的核心技術(shù)方向。TOF數(shù)值越小,定位越精準(zhǔn),圖像質(zhì)量越高。并且,芯片帶來的性能指標(biāo)和集成度的提升,還有助于全方位優(yōu)化設(shè)備的性能?!鄙虾B?lián)影醫(yī)療科技股份有限公司分子影像事業(yè)部總裁王超介紹說:“1皮秒相當(dāng)于一萬億分之1秒,在‘中國芯’的強力驅(qū)動下,PET-CT系統(tǒng)性能首次突破200皮秒技術(shù)‘拐點’,使系統(tǒng)的綜合性能有了飛躍式提升,從而大幅改善臨床圖像的清晰度、對比度和定量準(zhǔn)確性。”
他介紹說,圖像質(zhì)量的提升可有效幫助醫(yī)生精準(zhǔn)診斷。例如醫(yī)生可以發(fā)現(xiàn)更早期原位癌,更早為患者提供診斷治療;在精微的腦部影像上,更高清的圖像有助于更早期發(fā)現(xiàn)阿爾茲海默癥、帕金森癥等神經(jīng)退行性疾病。不僅如此,系統(tǒng)還可更精準(zhǔn)地評估PD-1、靶向藥以及化療等不同腫瘤治療手段的效果,推動癌癥個性化精準(zhǔn)治療。此外,實現(xiàn)190皮秒級的跨越,還可縮短患者掃描時間,降低患者輻射劑量,讓患者掃描更高效安全。
助力產(chǎn)業(yè)鏈自主可控
在分子影像專用芯片之外,聯(lián)影還在研發(fā)全線醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的專用芯片,已承擔(dān)國家科技部十三五“數(shù)字診療裝備研發(fā)重點專項CT/DR探測器專用集成電路研發(fā)”項目,并且與產(chǎn)業(yè)上下游協(xié)同攻堅,從無到有培育出一條貫穿“設(shè)計-制造-封裝-測試”全流程的醫(yī)療芯片產(chǎn)業(yè)鏈?!靶酒切畔⒒瘯r代的科技制高點,是驅(qū)動高端醫(yī)療裝備智能升級的關(guān)鍵。目前,聯(lián)影微電子還在全力攻關(guān)醫(yī)療人工智能芯片、智能可穿戴醫(yī)療芯片,為進(jìn)一步賦能大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展,助力關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈自主可控貢獻(xiàn)力量?!眲傉f。
聯(lián)影集團(tuán)董事長薛敏表示:“聯(lián)影自成立起就堅定走自主創(chuàng)新道路:全線覆蓋、掌握全部核心技術(shù)、對標(biāo)國際頂尖水準(zhǔn)。十年來,我們實現(xiàn)了高端醫(yī)學(xué)影像設(shè)備國產(chǎn)化和核心部件自主研發(fā)。隨著首款‘中國芯’誕生,聯(lián)影正式建成了從整機系統(tǒng)到核心部件、再到底層元器件的全鏈條垂直創(chuàng)新體系。在創(chuàng)新鏈自主可控的基礎(chǔ)上,聯(lián)影將繼續(xù)深化與政產(chǎn)學(xué)研醫(yī)各界力量融合創(chuàng)新,推動國產(chǎn)高端醫(yī)療裝備全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控、臨床與科研大設(shè)施自主可控、重大醫(yī)學(xué)攻關(guān)與創(chuàng)新能力自主可控,積極助力‘健康中國’建設(shè)?!?
- 責(zé)任編輯: 呂棟 
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