新型冠狀病毒疫情肆虐。在抗擊疫情的過程當中，半導體芯片發揮了重要作用。本文選取幾種類型的芯片，進行一個簡介。
一、傳感器
以紅外體溫檢測儀為代表的醫療設備成為打贏疫情防控戰的重要裝備。此外，呼吸機、監護儀、製氧機、負壓救護車等醫療產品也都在危重病人搶救以及抑制病毒擴散中發揮了重大作用。在這些儀器設備中都有著傳感器的身影。
以市場上一直缺貨的耳溫槍和額溫槍為例，其核心元件是MEMS技術的熱電堆探測器，體溫篩查用的紅外熱像儀裡面要用到非製冷焦平面紅外探測器。此外，在病理檢測、人員生理參數監測、生命維持系統、環境控制等方面，傳感器也發揮著不可替代的重要作用。
病理檢測主要需要化學傳感器和生物傳感器。化學和生物傳感器是用生物活性材料（酶、蛋白質、DNA、抗體、抗原、生物膜）等獲得信息（主要是體液），這對病情確診和排除非常有意義。人員生理參數監測主要有非接觸點、面體溫監測傳感器，接觸式體溫監測（熱敏電阻原理），呼吸監測（硅壓阻原理，壓電薄膜原理），心電、腦電、肌電監測用生物電極傳感器，家用或醫用血壓計（表壓傳感器）、脈搏血氧監測（近紅外傳感器）等傳感器。
生命維持系統主要有呼吸機用壓力傳感器（硅壓阻原理、熱式微流量原理）、供養系統氧氣傳感器（固體電解質氧氣）、二氧化碳傳感器（紅外原理）等。環境控制主要指醫院和負壓轉運車的環境控制，需要控制病區負壓來保證外部安全，汙染源不擴散，要用到高精度氣壓壓力、壓差測量(硅電容、硅諧振傳感器)，這是控制系統的關鍵，同時還有通風流量（硅壓阻式）、溫度（鉑薄膜熱敏電阻原理）、溼度（高分子溼敏電容原理）等常規環境參數測量。
醫療儀器設備是一個萬億元級的大市場，必然會給國內的傳感器企業帶來大的機遇。大到人體核磁共振設備，小到一個額溫槍，裡面都會用到醫療級別的傳感器。全國大小醫院大約5萬家，所用的各種醫療器械和儀器數以十萬計、百萬計。而且醫療行業對價格並不敏感，要求的是質量可靠、壽命長。
不過現階段國內傳感器行業仍以中低端產品為主，技術相對落後，中高端傳感器依賴進口，數字化、智能化、微型化產品嚴重欠缺，這些問題在醫療設備領域也同樣存在。而原始性創新的產品少、產品的成本高、研發投入少則是導致上述問題出現的原因。
二、紫外光LED
相比於其他殺菌方式，紫外線殺菌有一個好處就是照完之後，關掉紫外線就沒有了，沒有化學過程的參與和汙染。新型紫外光源，主要是基於寬禁帶半導體材料，相比傳統光源，是一種冷光源，也是紫外光源一種未來發展趨勢。通過調節AlGaN材料中的AI組分，可以實現LED發光波長在200-365nm之間任意可調，覆蓋了UV-A至UV-C的廣闊波段。相比傳統汞燈的紫外光源，這是AlGaN半導體材料做紫外LED光源的優勢。紫外LED還具有小巧便攜、環保安全、易於設計等優點。可以實現各種各樣的一些光源設計。此外，紫外LED最重要的優點是不採用汞材料，無汞環保。
紫外LED材料跟襯底密切相關。目前藍寶石襯底材料是最常用的，如何把位錯密度降下來，是做材料或者是做外延的一個核心問題。目前國內外都在研究和探討各種各樣的方法，希望能有效的降低材料裡的缺陷和位錯密度。
相信未來三到五年時間，紫外LED的電光轉換效率應該會提升到超過15%，乃至達到20%以上。可以達到和汞燈相比擬的程度。要實現這個目標，不僅要材料提升，也需要包括芯片層面，比如透明電極、熱管理、封裝技術等各個方面技術的採用。
總體上，紫外LED的技術研發在過去兩三年之內，因為受到越來越多的關注，研發進展比較快。隨著更多的人加入紫外LED的研究或者產業當中，相信未來紫外LED技術將是加速進步的狀態。
三、FPGA
傳統的一對一測溫防控，效率很低，還容易導致人群聚集。通過紅外熱成像儀，提高測溫的準確性的同時又能極大提高人群通行量，是急需補充的關鍵設備。實時紅外圖像測溫系統的設計方案需要用到FPGA。
紅外傳感器探測熱量的輻射，並轉換為電信號，該信號由高速ADC轉換為數字信號，FPGA採集數字信號併合成為圖像，可通過DAC將處理後的圖像接到顯示器上監視。MCU完成管理、告警處理等。
FPGA擁有強大的並行處理能力以及豐富的邏輯資源，可以逐點讀入並處理圖像，天然適用於各類圖像處理應用。這裡選用FPGA，主要是因為紅外圖像需要做實時處理，一般用到主要算法有非均勻校正、盲點插值、中值濾波、直方圖均衡、偽色彩變換等。紅外傳感器的動態掃描範圍比較大，需要把採集到的灰度量化，把溫度變化範圍轉換為n階的灰度範圍，來提高人體測溫範圍的圖像分辨度，這裡需要對原始灰度進行拉伸和壓縮，算法處理後可以有效地平衡圖像的灰度分佈，使視覺特徵更真實，圖像細節更詳細。偽色彩變換也是一種增強技術，其實質就是把人眼難以分辨的灰度轉換為偽色彩圖像，這個變換過程需要一個映射函數，這個函數可以是線性或非線性的，一對三映射到R、G、B三種顏色數值。最後輸出的偽色彩圖像將大大提高檢視人員的工作效率。
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