面向血糖监测，纳芯微NSA1080打造国产AFE方案
2026-10-22
09:22:16
来源: 夏雪
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根据国际糖尿病联盟IDF《Diabetes Atlas 11th Edition 2025》统计，全球20-79岁成年糖尿病患者已达5.89亿；我国20-79岁糖尿病成年患者约1.48亿，患者规模位居全球首位，预计到2050年国内患病人数将增至1.68亿。庞大的慢病管理需求，推动连续血糖监测CGM进入高速发展通道。
简单来说，CGM是一种贴在皮肤上的连续血糖监测设备，它通过一根非常细的柔性探针进入皮下组织，实时监测间质液中的葡萄糖信号。和传统指尖采血只能获取零散时间点数据不同，CGM的优势在于可以全天候持续跟踪血糖变化。目前它的应用场景也在不断拓宽，除糖尿病诊疗之外，还能够服务普通人群低GI饮食、健身及生酮群体的体重健康监测。
随着国内CGM赛道热度持续攀升，医疗器械企业也开始加码布局。行业一方面期盼CGM实现更大范围普惠，另一方面也在探索从单一血糖检测向血糖+酮体多指标监测的技术方向演进。在终端产品的迭代需求下，作为传感器与主控MCU之间信号桥梁的AFE模拟前端芯片，成为制约产品体验升级的关键。
面对CGM行业诸多硬件瓶颈，纳芯微正式推出NSA1080双通道电化学传感器AFE芯片，为国产CGM设备提供国产化底层信号链解决方案。该整套解决方案在SENSOR CHINA 2026展会上首次公开亮相，纳芯微技术市场经理黄志鸿也在现场为半导体行业观察记者做深度解读。
CGM普及，面临多重现实压力
市场需求蓬勃向上，但CGM想要真正走进普通患者与大众消费者，仍要跨过成本、性能、量产开发等多道关卡，而绝大多数压力，最终都会传导至AFE信号链路之上。皮下电化学传感器输出的是极其微弱的电流信号，主控MCU无法直接识别，需要依靠AFE完成信号放大、转换与处理。一旦AFE环节出现偏差，后续输出的血糖、酮体数据便会发生失真，AFE的综合性能，很大程度决定了CGM终端产品的能力上限。
目前CGM普及的首要问题是使用成本居高不下，市面上主流的CGM贴片属于一次性耗材，佩戴周期普遍在7-14天。因此，单片售价接近百元的CGM产品，折算成日均成本后接近10元，对比指尖采血的开销，不少糖尿病患者存在消费顾虑。行业普遍认可通过拉长佩戴周期来摊薄单日成本，这需要通过对整机功耗进行管控以达到延长续航的目的，因此给模拟前端芯片带来了严峻挑战。
为此，纳芯微NSA1080在硬件层面做了完整功耗架构设计。据了解，NSA1080的掉电模式静态电流仅20nA，搭配Phase/Frame级自动掉电机制，非测量时段自动关闭TIA、ADC等高功耗模块。同时，依托片上滑动平均滤波与128×32位FIFO缓存，芯片可在本地完成数据攒存后再唤醒MCU，有效避免主控被频繁唤醒，减少系统层面的功耗损耗。
根据黄志鸿介绍，芯片支持2～3.3V及1.2～1.8V宽范围供电，这一设计为终端设备增加佩戴时长打下硬件基础，但特别需要说明的是，整机续航由AFE、MCU、蓝牙等器件共同决定，最终佩戴时长还是取决于终端厂商整体系统方案。
根据黄志鸿介绍，芯片支持2～3.3V及1.2～1.8V宽范围供电，这一设计为终端设备增加佩戴时长打下硬件基础，但特别需要说明的是，整机续航由AFE、MCU、蓝牙等器件共同决定，最终佩戴时长还是取决于终端厂商整体系统方案。
信号之困，AFE芯片的精度与噪声考验
一款性能优异的CGM贴片，除了要保障稳定续航之外，检测精度更是产品的核心价值。在CGM贴片向血糖、酮体同步检测演进的过程中，设备需要捕捉nA级别的微弱电化学信号，极易被环境噪声干扰。而信号之所以如此微弱，根源在于CGM的检测方式是通过皮下微型探针采集间质液中的电化学反应信号。间质液中的葡萄糖、酮体等分子浓度本身远低于血液，经过组织液扩散到达电极表面时，电化学反应产生的电流已经衰减到纳安甚至皮安级别。
因此在提升检测精度上，NSA1080针对性地强化微弱信号处理能力，实现0.5pA超低系统RMS噪声，TIA输入偏置电流控制在4pA以内，并搭配24位Sigma-Delta ADC与多档可编程TIA增益，可以捕捉血糖、酮体的微弱电化学信号。并且芯片搭载双通道独立恒电位仪，支持两路工作电极接入，符合行业多指标监测的演进方向。
依托低噪声、低偏置电流的信号处理能力与双通道硬件架构，NSA1080为国产CGM设备搭建起可靠的微弱信号采集底座，相较市面同类方案，在微弱生化信号的检测精度上实现提升，为国产CGM设备向血糖-酮体多指标方向迭代提供更强的支撑。
设计落地，医疗AFE迎来量产大考
如果说AFE芯片的内核设计决定了CGM设备的性能上限，那么制造管控、封装方案、出厂校准及配套服务，则决定了产品能否稳定量产并顺利落地。
不少芯片样品在实验室环境下测试指标虽然亮眼，但一进入大批量生产，往往容易遭遇工艺漂移、光干扰、产线适配等实际问题。从样品到产品的跨越，对批量工况下的一致性与可靠性提出了极高要求。正如黄志鸿在采访中所说：“纳芯微希望通过芯片设计、测试和工艺管控等方面的能力，支撑更高精度的检测，并帮助CGM产品拓展更多监测指标。”
据了解，在量产校准环节，普通消费级AFE不会执行严苛的三温出厂校准，但CGM属于医疗相关应用，宽温度下参数一致性直接关系测量结果。NSA1080经出厂增益标定后，校准系数直接烧录至片上OTP区域，客户拿到芯片就能即插即用，省去产线搭建多点精密电流源做系统级标定的工序，有效提升产线直通率。同时芯片内置±0.5℃精度片上温度传感器，在5-45℃人体实际使用区间完成温漂补偿，省去外置温度传感器，精简BOM物料，最终实现硬币大小的传感器形态，有效降低佩戴异物感。
在封装层面，纳芯微识别电化学检测的光干扰痛点，提供两套差异化封装方案：一种是经过遮光材质优化的WLCSP-25晶圆级封装，能够规避光照带来的信号扰动；另一种是QFN封装，适配传统SMT贴片产线，方便适配不同制造工艺水平的医疗厂商，降低导入门槛。
除硬件层面的挑战外，国内医疗设备项目开发链路冗长，认证周期通常在一到三年左右，其中硬件调试环节往往耗费厂商大量研发精力。谈到这里，黄志鸿表示：“纳芯微不只是交付一颗芯片，更是围绕NSA1080搭建起一套完整配套开发生态。面向医疗设备厂商，纳芯微提供完整EVB开发板、软硬件参考设计、Demo代码等工具，厂商只需对接传感器探针便可直接获取数据，无需从零搭建开发环境。”
因此，我们可以看到，国产AFE的竞争维度已经从芯片设计能力延伸到封装适配、校准效率和开发生态这些产业链配套实力上。
结语
随着NSA1080走向量产和客户验证，国产AFE也开始改写CGM底层器件的选型格局。过去CGM模拟前端市场长期被海外半导体大厂主导，海外方案不仅成本偏高，面对国内厂商的定制化需求，响应速度也存在明显滞后。正如黄志鸿在采访中提到，抛开国产标签，行业比拼的核心指标就是精度、功耗、产品一致性、集成度，而纳芯微NSA1080的出现，给国内终端厂商提供了更多国产化方案的选择。
对于CGM设备而言，测量性能不仅取决于模拟前端的信号采集能力，还需要考虑温度变化对测量结果的影响。除NSA1080外，纳芯微还提供高精度、低功耗温度传感器NST1002，支持体表温度采集及系统温度监测，为CGM设备的温度补偿算法提供数据支持。
依托覆盖信号调理、隔离、接口等品类的完整信号链产品矩阵，纳芯微正将相关技术能力拓展至医疗传感应用。通过覆盖信号采集与温度感知环节的芯片方案，纳芯微帮助客户提升CGM设备测量稳定性、优化系统集成设计，为智能健康设备构筑可靠的感知基础。
未来，依托上下游持续的产业协同，纳芯微与终端设备厂商可以持续迭代打磨产品，进一步压低CGM的使用成本，推动连续血糖监测走向普惠，覆盖更多糖尿病患者以及有健康管理需求的普通用户。
责任编辑：SemiInsights
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