改变医学成像产业的固态传感器
2017-03-11 17:47:20 来源:麦姆斯咨询 评论:0 点击:
麦姆斯咨询 编译
微访谈:滨松英国医学组负责人Richard Harvey
应用于医学成像领域的固态IC技术包括电荷耦合元件(CCD)、CMOS图像传感器(CIS)、非晶硅平板显示器(a-SI FPD)、非晶硒平板显示器(a-Se FPD)、硅光电倍增管(SiPM),现在电容式微加工超声换能器(cMUT)和压电式微加工超声换能器(pMUT)也开始逐步渗透医学成像产业,根据Yole的数据,预计2016年应用于医学成像领域的固态IC市场规模为3.5亿美元,至2022年的复合年增长率高达8.3%。
2016年医学成像设备市场规模高达350亿美元,到2022年该市场的复合年增长率为5.5%,固态IC厂商很明显正凭借极具竞争力的技术在改变医学成像产业。详细内容请参见Yole近期发布的《固态医学成像-2017》报告。在这里,Yole分析师有幸采访了医学成像领域重要人物之一,Hamamatsu Photonics UK(滨松光子英国分公司,以下简称滨松)医学组负责人Richard Harvey。以下是访谈概要:
固态医学成像市场
Yole Développement(以下简称YD):请您简单介绍一下滨松,尤其是其与医学应用相关的部分。
Richard Harvey(以下简称RH):滨松光子是一家成立于1953年的技术型公司,公司总部位于日本本州滨松市。滨松在高品质光学探测器、光源和成像系统开发方面具有悠久而光荣的历史。其产品应用广泛,毫无疑问,尽管很多人并不知道,但几乎所有人都或多或少接触过滨松的技术。
医学应用一直是滨松非常重要的业务领域,我们一直在为该领域某些要求最高的应用提供值得信赖的优质产品。医学成像长久以来一直是我们的一块重要市场,不过除了该应用,我们还为即时诊断、病理学和DNA测序等应用提供相关产品,其它还包括血液学、肿瘤研究、免疫测定系统及我们自己的危重病人护理系统等。如今,可穿戴医疗设备逐渐兴起,我们在该领域也看到了增长。
YD:您能介绍一下滨松在医学成像领域的核心竞争力吗?产品组合以及你们针对的医学成像应用类型?
RH:滨松是光电倍增管(photomultiplier tubes, PMT)市场领先制造商,该器件常用于正电子成像(positron emission tomography , PET)和单光子发射计算机断层扫描(single-photon emission computed tomography, SPECT)等成像应用的探测器。其极佳的高灵敏度、低噪声和高速特性,使PMT完美的适用于这些高要求的核医学应用。
如今,随着技术的发展,这些成像应用得以使用新型固态探测器——硅光电倍增管,滨松也称之为MPPC。这些探测器正被应用于PET和SPECT,它们可以使这些成像方法与核磁共振成像(MRI)相结合。SiPM之所以能够实现该应用,是因为它和PMT不同,SiPM不会受磁场影响。除了探测器,我们还制造完整的驱动和读出电路模块,以及PET和SPECT需要的高性能闪烁体。
滨松涉及的其它重要医学成像应用还包括X-ray CT和牙科X-ray。在CT领域,滨松供应了目前市场上超过90%的硅光电二极管探测器。在牙科领域,我们制造高性能平板CMOS传感器,以及PAN、CEPH和3D CBCT成像应用的直接沉积碘化铯(CsI)闪烁体。我们还为口腔内成像应用制造具有闪烁体的小型成像传感器。
滨松最新的MPPC SiPM探测器
YD:根据您的经验,固态技术为医学成像产业带来了哪些改善?
RH:总体而言,我们看到不仅在医学成像领域,所有的应用领域对固态技术的兴趣都在增长。不过,在医学成像领域,尤其是PET,从传统的PMT探测器向固态技术的转变,确实为系统制造商带来了明显的优势。
PMT实际上都是手工制造的,而SiPM基于晶圆制造,因此器件和器件之间的差异得到了极大的降低。SiPM的另一个优势是仅需50~55V的偏压,而PMT需要约1000V。这使得系统设计对于制造商来说变得更加简单。
目前,滨松正在开发PET和TOF-PET应用的下一代探测器。滨松PET模组包含了一个SiPM阵列、闪烁体和ASIC。每个组件都是为了优化PET成像性能而精心挑选。通过利用完整的模组,开发时间得以大幅缩短。对于探测器模块,滨松还提供后端电路和接口板。我们将与客户紧密合作,为其提供满足要求的完美定制化解决方案。
医学成像领域的技术/产品路线图
YD:新型固态成像技术将会怎样影响你们的全球业务?固态与非固态成像技术的商业趋势将会如何发展?
RH:如果SiPM的优势得到更广泛的认可,越来越多的制造商采用该技术,那么专用于医学成像应用的PMT探测器出货量将为受到影响。
对于滨松来说,好消息是我们已经掌握了SiPM固态成像替代技术,而且PMT业务本身也仍处于上升通道。对于许多应用,PMT凭借其广泛的适用性和近乎零噪声,使其仍是探测器的理想选择。PMT的未来仍然很乐观,它被广泛认为是低照度探测的黄金标准。
分子成像正向固态传感器发展
YD:SiPM需要在硅晶圆制造厂制造,相比PMT的手工制造,您能介绍一下这会如何改变滨松的供应链吗?
RH:滨松具有令竞争对手“眼红”的优势,它拥有完整垂直整合的供应链。我们拥有高品质的硅晶圆,我们可以在集团内部完全掌控SiPM探测器和阵列的全部制造工艺。这不仅包括探测器,还包括电子电路、ASIC以及PET和TOF-PET需要的闪烁晶体。这是滨松与竞争对手相比非常重要的差别化优势。
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