意法半導體 STMicroelectronics 醫電半導體 德州儀器 穿戴式

鎖定健身/居家照護應用 台廠進軍醫電半導體勝算大

2014-10-27
台廠若想跨足醫電半導體市場,可鎖定健身與居家照護應用。相較於B2B醫療應用市場進入鬥檻較高,B2C醫療市場如運動健身和居家照護應用,將是台灣半導體廠較可行的布局方向,惟業者須強化低功耗、高整合與智慧連結設計能力,方有機會脫穎而出。
由醫療電子半導體產業發展歷程來看,過往多由傳統醫療體系掌握重要採購決策資源及醫電產品應用範疇。隨著高齡化社會來臨、慢性疾病支出費用增加,加上資通訊與半導體相關技術的演進,使得傳統醫療模式出現變革,「行動化」、「智慧化」成為廠商未來發展醫療電子半導體的重要方向。

根據各家公司的財報資料及公開資訊整理,觀察2010~2013年期間,前十大醫電半導體業者的排名順序、在醫電半導體領域的市占率,以及該年醫電半導體營收占集團營收的比重變化,如表1。

少見廠商壟斷 醫療半導體市場封閉

在廠商排名部分,德州儀器(TI)從2011年開始居於首位之後,已連續三年排名第一,另外則是凌力爾特(Linear Technology)從2012年開始擠入前十大業者排名,其他廠商順序幾乎變化不大。

這也顯示在醫電半導體領域中的產業特性非常穩定,不太像是一般消費性半導體產品,容易出現「一代拳王」的現象,此外也顯示出醫電半導體產品從設計、測試、量產上市至被客戶接受採用,需要花費較長時間,所以當公司產品導入使用階段,其後續所需提供的服務也較長,意味公司將享有一段較長的產品生命週期。

在廠商市占率部分,除了意法半導體(ST)曾在2010年拿下超過一成的市占率外,之後前五大業者市占率則多介於6~8%之間,其他廠商則是介於2~5%。總計前十大業者的市占率占全部市場營收約六成。

此一表現顯示醫電半導體市場的封閉程度,且不同地區、不同業者、甚至不同應用領域,對不同廠商的產品接受度皆不相同,不像一般3C產品應用的半導體業者出現容易壟斷市場的局面。

至於各公司醫電應用領域營收占集團整體營收比重的表現,多半都偏低,其中僅有美商亞德諾(ADI)表現略佳,但也僅有一成左右的比率,更遑論還有低於1%的半導體大廠。

分析其原因除了醫療產業屬於較為封閉的應用市場類型,採用數位化、電子化的設備與儀器的比重仍低,加上醫護人員的接受度仍遠低於使用一般消費產品的態度,也是其中重要的影響因素。

最後,以前十大廠商的營運背景而言,大多數廠商將設計、測試、封裝及製造等領域整合在一起,成為所謂的「IDM」類型,方便滿足醫電客戶對產品維修、檢測、修訂的要求,提高客戶對「客製化」的滿意度。

隨著更多新興需求增加,如行動醫療裝置、預防保健裝置等,新興競爭者數量也開始增多,試圖搶食這塊市場大餅。為搶搭此一商機,相關晶片業者就所擅長的領域切入,在醫療電子市場大展身手。以下則選擇長期營收排名前幾名的TI與ST作為分析對象,試圖從其營運布局策略,為台廠在醫電半導體領域尋找商機。

成立專門產品部門 TI看好醫電成長性

TI是一家全球性的半導體公司,居全球數位訊號處理器(DSP)、類比技術(Analog),以及混合訊號(Mixed-signal)領先地位。目前的事業群包括類比晶片、嵌入式處理器(Embedded Processor)、無線通訊(Wireless)、DLP顯示技術與教育科技(Education Technology)等。

其中又以類比晶片與嵌入式處理器兩個事業群對公司營收最為重要,雖然2010~2013年的年複合成長率約僅有5%,但在營收比重部分,卻從2010年接近60%增長到2013年的接近80%。

現階段醫療電子所需晶片數量相較於其他3C產品仍低,營收貢獻也不大,但面對傳統3C產品成長率趨緩,晶片大廠開始思考進入醫療電子市場,雖然現階段營收不高,但單位利潤頗高,因此TI看好醫療電子領域的未來成長性,自2006年底開始由各部門調派人手,成立專注於該市場的醫療元件事業部門(Medical Device Group),迄今,這個部門配置約近百人,其中有80%是從事各類研發工作。

2013年該公司醫電的營收估計約為3.33億美元,約占其總營收122億美元的2.7%,並連續三年為全球第一大醫療電子半導體供應商。分析其能在醫療電子半導體市場領先的原因,主要可以歸納為以下幾點:

首先是廣而深的產品組合,除TI原本即擁有的產品組合如嵌入式處理器、各種訊息器與電源管理晶片等,另外並藉由產品創新(每年超過九百種新產品上市)與併購,發掘更多產品擴大客戶基礎。
其二是對客戶而言,因醫療電子產品客製化要求程度高,且若產品發生問題,維修服務的即時性也相當重要,因此若擁有較多的人力配置與產品設計、服務中心等,將可擁有較多的競爭優勢。為滿足客戶需求,TI提供多名業務與應用工程師,在設計中心方面也因應全球客戶需求而設有超過六十處的設計中心,特別是在中國大陸、印度等新興市場。
最後則是製造與技術方面的優勢,如擁有相對業界領先的300毫米(mm)類比晶圓廠、不同的處理及封裝技術及相對完整的供應體系等。

TI在醫療電子的營運布局主要可成兩個領域,分別是消費性市場與專業醫療市場。消費性市場主要包含居家醫療照護與運動健身兩部分;專業醫療市場則包含影像檢測設備、醫療儀器與診斷、病患監測與治療等三類。因這些領域的使用者行為特性較不一致,自然對於產品設計與內部電子元件的發展趨勢不相同。

消費性市場

因消費性市場產品主要為消費者居家使用為多,產品型態主要以具備行動性為主要考量,且面臨到需延伸電池壽命,與朝向可穿戴或更容易被消費者接受的方式發展,且需要更準確與可靠的產品特性,故藉由提高晶片功能整合度、降低干擾、減少功耗等方面的持續創新,企圖使得醫療電子產品更具彈性,且更容易被市場接受。

另一方面,TI則較著重於運動健身類(Fitness),因考量使用者對於個人健康記錄的重視,且使用情境多在戶外進行具速度感的運動,因此對此類的產品設計除了強調高整合、低功耗,更重視智慧聯網能力。

專業醫療市場

受到預防科學及病人舒適程度的改善,如超音波、X光等醫療影像檢測設備,需要複雜處理能力與效能,且為了提高醫護人員的判斷能力,更需要提高圖形處理能力與顯示效果。根據上述兩大領域,整理現階段TI在醫療領域中主要布局的終端產品應用,如表2。

攻行動化醫療 ST著重四大產品技術

在醫療電子領域部分,ST為2013年全球前三大醫療半導體供應商之一,2013年醫電的營收估約為2.82億美元,約占其半導體總營收80.8億美元的3.5%左右,為全球前十大半導體廠商。

ST主要的產品為感測及功率技術與多媒體融合應用領域提供創新的解決方案;應用市場從能源管理、節能技術、數位信任和資料安全、醫療健身設備、到智慧型消費性電子,其微電子元件技術無所不在,並提出科技帶動智慧生活(Life.augmented)的理念。

ST在多媒體、電源、連接和感測器等技術領域具有明顯的優勢,ST將產品分類成SP&A與EPS等兩領域,營收比重分別66%與34%,其中SP&A包含IPD(Industrial&Power Discrete)、APG(Automotive Product Group)與AMS(Analog, MEMS&Sensors)。而EPS則包含MMS(Microcontroller, Memory&Secure MCU)、DCG(Digital Convergence Group)與IBP(Imaging, BiCMOS ASIC&Silicon Photonics)。

這些技術也是由「數位醫療」邁向「智慧醫療」的重要驅動引擎,而ST更利用上述優異的產品與技術,為其發展醫療電子產業奠下基礎。該公司為開發醫療電子應用,主要以其微處理器STM32為基礎,於2000年陸續推出,提供多款產品應用。

為了迎接行動化醫療與穿戴式裝置的盛行,ST未來將更著重於感測技術、運算處理技術、連接技術與電源管理等四大部分,其中包含較為細節的發展領域,如表3。至於在醫療電子產品布局方面,主要是以「臨床診斷治療」、「醫學影像」與「攜帶式與遠距醫療」,相關產品應用如表4。

觀察前十大廠商的發展現況,連續幾年的營收排名、市占率表現,甚至是個別廠商於各集團營收的占比表現,大多都呈現僵固現象。尤其是TI及ST兩家領導商在醫療電子的布局,發現除原先在B2B市場經營已久的領域,如大型影像檢測設備,持續投入資源以提高其微處理器、數位訊號處理器等運算處理能力外,也針對智慧連接技術與電源管理等項目,進行持續研發與創新。

因此,意味著台灣相關業者若要進入醫電半導體領域,短期在B2B市場存在較高的進入障礙;另外在B2C市場(包含居家照護與運動健身等),為了滿足更行動化、智慧化與延長電池使用時間等設計要求,醫電大廠在積體電路(IC)功能的設計上,正朝向「低功耗、高整合、智慧連接」等構面發展,甚至在感測器技術方面,更是積極發展較先進的感測技術或感測模組,如生物感測(Biosensor)等。而這些趨勢方向,自然可以成為台灣半導體廠商在思考跨入醫電半導體領域之產品設計的參考指標。

(本文作者任職於資策會MIC)

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