在医疗可穿戴设备与个人电子产品持续向小型化迈进的当下，对于集成于其中的电子器件的要求也越来越苛刻。特别是医疗级可穿戴设备，其搭载的电子器件不但要在物理尺寸上做到更小、更轻、更薄，还需契合医疗级应用所必备的高精度、高可靠、低功耗以及长续航等关键指标。
多因素协同，推动医疗可穿戴设备市场蓬勃发展
根据QYResearch调研团队发布的《全球医疗可穿戴设备市场报告2023-2029》报告数据显示，预计到2029年，全球医疗可穿戴设备市场规模将达到1141亿美元，未来几年年复合增长率（CAGR）为9.2%。
这一高速增长态势主要由以下几个因素驱动：一是，老龄化人口数量攀升，极大地推动了对于医疗可穿戴设备的需求，这类设备能够帮助老年人实时监测健康状况，及时发出紧急预警并提供救助；二是，大众健康意识逐步提升，生活方式也发生转变，对个人健康检测和管理的需求日益旺盛；三是，半导体技术的持续创新发展，包括生物传感技术、数据分析和远程监测等技术的进步，使得医疗可穿戴设备能够精确、实时地输出健康数据，为疾病预防与管理提供有力支撑。
然而，这些医疗可穿戴设备的进一步普及还面临着一些阻碍因素，如数据安全与隐私问题、监管和法规的复杂性等。但最重要的还是，设备价格居高不下，且可靠性和准确性尚未达到要求。
全球超小型MCU面世，助力微型应用创新
为了帮助应对上述市场挑战，德州仪器（TI）近期推出了一款全球超小型MCU。这款产品集成本优势、小尺寸，以及易用性于一身，同时具备高性能、低功耗等特性。
德州仪器MSP微控制器产品线经理Yiding Luo表示：“两年前，TI首次推出Arm® Cortex®-M0+微控制器产品组合——MSPM0系列，我们的初始战略便是打造经济实用的MCU系列产品，以满足多样化的市场需求，并在优化、尺寸和易用性方面不断进行优化。”
截至目前，德州仪器已经推出了超过150款MSPM0微控制器可供客户选择。这些微控制器扩展性强、成本优化出色且极易上手，极大地帮助客户缩短了产品上市时间。
前文提及的全球超小型MCU就是MSPM0 MCU的新成员。据悉，相较于当前业内同类产品，这款MCU尺寸减少了38%，尺寸甚至小于一颗黑胡椒粒，它也被称为一颗‘拥有大脑的电阻’，因其体积比电阻还小。
虽然它身形小巧，集成功能却非常全面。它集成了最基本的MCU模拟和数字功能。超小型的封装让设计人员可以在不影响性能的前提下，能够不断优化PCB空间，非常适用于紧凑型应用，包括但不限于穿戴医疗器械、个人电子产品和工业传感器。
Yiding Luo着重指出：“这款MCU产品充分体现了WCSP封装技术的优势，8个焊球WCSP尺寸仅为1.38mm²。它还具备以下特性：16KB闪存存储器、1个3通道的12位模数转换器，6个通用的输入输出引脚，并且具备URT、SPI、I2C等标准通信接口，并且具有低功耗的计时器。”
从三个维度克服研发挑战，达成最佳性能平衡
在设计该MCU产品时，TI也面临了一些技术难题。Yiding Luo表示：“TI从设计、制造、封装三个维度克服了研发挑战。”
他进一步解释道：“设计维度，TI依托丰富的模拟产品线资源，与模拟团队紧密合作，将ADC、运放、DAC，以及比较器等模拟IP以高度优化的方式集成至MCU中，实现了性能、成本和尺寸的最佳平衡；制造维度，该款MCU采用了65nm制程技术，在功耗、性能和成本取寻得最优解。该制程技术在优化了数字部分的同时，兼顾了模拟元器件的尺寸限制；封装维度，得益于TI在多产品线量产过程中积累的经验与持续优化能力，这款MCU成功采用WCSP封装，实现了最小封装尺寸的突破。”
或许会有人质疑，如此小的尺寸，是否会牺牲散热、可靠性等关键指标？对信号完整性又是否会产生影响？Yiding Luo对此回应称：“由于这款产品的功耗非常低，所以不存在散热方面的问题；可靠性方面，我们也做了很多考量，并不会因为封装小、成本低而降低可靠性标准，我们所有的MSPM0产品均会进行车规级认证。”
对于信号完整性问题，他表示：“芯片封装尺寸小，的确会对信号完整性等方面进行一些设计上的考量。但TI并非第一次实现如此小的封装产品，在诸多模拟产品线中，我们拥有尺寸更小的封装产品。通过不同产品线之间的经验交流和学习，我们积累了很多经验，在实现小尺寸的同时，也能确保整个信号链的完整性。”
结语
当前，医疗可穿戴设备以及个人电子设备朝着小型化、长续航，低成本、高性能方向发展的趋势愈发显著，这也促使MCU产品在这些维度上不断创新。TI此次推出的全球超小型MCU产品，在上述这几个方面很好地取得了平衡，赋能微型应用的创新。
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