芯海科技CS1253問(wèn)鼎“中國(guó)芯”

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2022-11-18 12:42:20 837

11月17日，由工業(yè)和信息化部、安徽省人民政府共同舉辦的“2022*集成電路大會(huì)”在安徽省合肥市隆重開(kāi)幕，吸引全球業(yè)界矚目。安徽省委書(shū)記鄭柵潔、省長(zhǎng)王清憲、省政協(xié)*唐良智、工業(yè)和信息化部副部長(zhǎng)王江平、常務(wù)副省長(zhǎng)劉惠、合肥市委書(shū)記虞愛(ài)華等*部省領(lǐng)導(dǎo)出席活動(dòng)，眾多國(guó)內(nèi)外*專(zhuān)家學(xué)者、跨國(guó)企業(yè)及知名高校匯聚一堂。

2022*集成電路大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)

大會(huì)以“合作才能共贏”為主題，主要內(nèi)容包括開(kāi)幕式暨開(kāi)幕論壇、4場(chǎng)*論壇、10場(chǎng)主題論壇等豐富活動(dòng)。

安徽省委副書(shū)記、省長(zhǎng)王清憲致辭

*工業(yè)和信息化部黨組成員、副部長(zhǎng)王江平致辭

安徽省人民政府副省長(zhǎng)何樹(shù)山介紹出席嘉賓

其中，第十七屆“中國(guó)芯”集成電路產(chǎn)業(yè)促進(jìn)大會(huì)作為本屆大會(huì)的重磅細(xì)分活動(dòng)之一，于當(dāng)日下午揭曉本屆“中國(guó)芯”優(yōu)秀產(chǎn)品*榜單。芯海科技（股票代碼：688595）基于人體成分測(cè)量的高精度生物傳感AFE芯片 CS1253，在全國(guó)227家優(yōu)秀企業(yè)的334款參賽產(chǎn)品中脫穎而出，榮登“中國(guó)芯”優(yōu)秀技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品榜單。

CS1253榮獲第十七屆“中國(guó)芯”優(yōu)秀技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)品

“中國(guó)芯”評(píng)選是由*工信部指導(dǎo)、中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院舉辦的行業(yè)權(quán)威活動(dòng)，自2006年成立以來(lái)，指引及見(jiàn)證了中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。此次芯海科技CS1253榮獲“中國(guó)芯”，是公司自2007年以來(lái)累計(jì)第七次、從2019年連續(xù)三屆榮膺“中國(guó)芯”。

2022（第十七屆）中國(guó)芯集成電路產(chǎn)業(yè)促進(jìn)大會(huì)現(xiàn)場(chǎng)

在本屆大會(huì)上，芯海科技除了蟬聯(lián)“中國(guó)芯”之外，還將會(huì)參加11月18日“2022中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)年會(huì)”，并作相關(guān)專(zhuān)題報(bào)告，屆時(shí)將另文詳敘。

后文將為您詳細(xì)介紹CS1253的技術(shù)特征和產(chǎn)品亮點(diǎn)，字?jǐn)?shù)約計(jì)2000字，閱讀約需4分鐘。

人體成分構(gòu)成測(cè)量方法

為什么需要關(guān)注人體成分呢? 我們知道，通常減肥的人會(huì)認(rèn)為減體重就是減肥。其實(shí)這是個(gè)誤區(qū)，因?yàn)橐粯拥捏w重，卻有不一樣的脂肪含量，其體型區(qū)別很大。同時(shí)，人體成分還與身體健康息息相關(guān)（例如一些慢性病），因此越來(lái)越多人會(huì)通過(guò)持續(xù)監(jiān)測(cè)人體成分的變化來(lái)指導(dǎo)飲食、運(yùn)動(dòng)管理，保持身體的健康狀態(tài)。

人體由水分、蛋白質(zhì)、脂肪和無(wú)機(jī)鹽組成，其中約70%是水分，阻抗較小，主要存在于血液、肌肉等。脂肪導(dǎo)電性差，呈現(xiàn)為高阻抗，單位體積中脂肪含量越高阻抗越大。因此，人體成分分析可根據(jù)人體阻抗的大小，測(cè)量和推斷人體脂肪和水分的含量。

人體成分的主要構(gòu)成圖

人體成分分析有MRI (核磁共振成像）測(cè)量、DEXA (雙能X線吸收測(cè)量)、水中密度測(cè)量、BIA (生物電阻抗測(cè)量）等多種方法。綜合比較起來(lái)，生物電阻抗法是在成本，易用性以及準(zhǔn)確度方面綜合表現(xiàn)比較均衡的方法。

人體成分測(cè)量方法對(duì)比表

生物電阻抗法（BIA）測(cè)量原理

生物電阻抗法（Bioelectric Impedance Analysis）是一種通過(guò)電學(xué)方法測(cè)量人體成分的技術(shù)。將微弱的交流電流信號(hào)輸入人體時(shí)，電流會(huì)隨著電阻小、傳導(dǎo)性能較好的體液流轉(zhuǎn)。水分的多少?zèng)Q定著電流通過(guò)的通路的寬窄，這個(gè)可用阻抗值表示。通過(guò)檢測(cè)電壓可以獲得生物阻抗值：

生物阻抗可以使用復(fù)阻抗Z=R+jXc表示，其中電阻R為實(shí)部，電抗Xc為虛部。復(fù)阻抗取模可得：

BIA設(shè)備借助置于體表的電極系統(tǒng)向檢測(cè)對(duì)象輸入微小的交流測(cè)量電流，準(zhǔn)確測(cè)量生物電阻抗Z后，代入到獲得科學(xué)驗(yàn)證的算法中，計(jì)算出主要人體成分結(jié)果。

BIA測(cè)量示意圖

穿戴設(shè)備應(yīng)用BIA的技術(shù)難點(diǎn)

隨著物質(zhì)生活的改善，人們愈發(fā)重視通過(guò)持續(xù)的體征監(jiān)測(cè)來(lái)進(jìn)行健康管理。但是，市場(chǎng)上用于人體成分檢測(cè)的高性能設(shè)備（例如智能體脂秤、人體成分分析儀）通常體積、重量較大，不便于隨身攜帶。

因此，在可穿戴領(lǐng)域推動(dòng)生命體征監(jiān)測(cè)的醫(yī)療變革成為趨勢(shì)。目前，在智能手表、手環(huán)等智能穿戴產(chǎn)品中，BIA、PPG、ECG等健康測(cè)量技術(shù)不斷迭代創(chuàng)新，可獲得更加*的人體健康數(shù)據(jù)。

可穿戴設(shè)備的人體阻抗測(cè)量可簡(jiǎn)化成節(jié)段模型。I_FINGER、I_WRIST為激勵(lì)電流端，V_FINGER、V_WRIST為電壓測(cè)量端（等效電路見(jiàn) 下文圖片）。穿戴設(shè)備產(chǎn)品（例如智能手表）形態(tài)一般是測(cè)量上肢阻抗。

穿戴設(shè)備BIA示意圖

穿戴設(shè)備BIA電極示意圖

人體皮膚主要有表皮、*和皮下組織組成。表皮的角質(zhì)層相當(dāng)于一層很薄的絕緣層，類(lèi)似電容的中間介質(zhì)，*和電極片類(lèi)似電容器的兩極板。

由于汗腺里有少量離子通過(guò)，所以可以把表皮模擬為漏電的電容器，類(lèi)似電容Cs和電阻Rs’的并聯(lián)。*和皮下組織可以近似為電阻Rs，因此實(shí)際的人體等效模型會(huì)更加復(fù)雜化。

接觸阻抗等效電路

相較人體成分檢測(cè)的其他設(shè)備，穿戴設(shè)備的特性給應(yīng)用BIA技術(shù)帶來(lái)更多挑戰(zhàn)。

?電極采用干電極，存在極化電壓的問(wèn)題。

?電極接觸面積小，存在接觸阻抗大的問(wèn)題，尤其是在低溫、干燥環(huán)境下。

?穿戴設(shè)備體積緊湊，因此要求BIA電路簡(jiǎn)單，且抗干擾能力強(qiáng)。

?穿戴設(shè)備一般為消費(fèi)電子產(chǎn)品，因此要求電路功耗低、成本可控。

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