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可穿戴产品带给IC厂商哪些新机遇?

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来源:
2017/10/19 11:45
【摘要】:
手表、手环、眼镜、医疗保健产品……似乎在一夜之间,我们的生活中就充满了大量的可穿戴产品。在ABI发布的2014年可穿戴设备市场报告中,分析师详细预测了七大类可穿戴设备的出货量,包括可穿戴照相机、智能眼镜、智能手表、可穿戴医疗健康设备、活动跟踪器、3D动作追踪器和智能服装,全年总出货量将高达9,000万台。
手表、手环、眼镜、医疗保健产品……似乎在一夜之间,我们的生活中就充满了大量的可穿戴产品。在ABI发布的2014年可穿戴设备市场报告中,分析师详细预测了七大类可穿戴设备的出货量,包括可穿戴照相机、智能眼镜、智能手表、可穿戴医疗健康设备、活动跟踪器、3D动作追踪器和智能服装,全年总出货量将高达9,000万台。
    
机遇在哪里?
    
在这些林林总总的应用中,哪些产品将更有机会?会给半导体厂商带来哪些新的机遇?先让我们听听各家之言!
    
Marvell无线产品市场总监KevinTang:
    
可穿戴设备不必沿用现有设备的形状或形式。重要的是,从应用的角度来看它能带来便利性和可用性。腕式可穿戴设备(手表、手镯等)是最常见也最简单易用的,将来可能会出现更多不同种类、不同用途的手表或手镯,包括平均售价较低的单一用途产品,或是具备多媒体功能、面向高端用户的多功能产品。我们认为,最初推动产品上量的是入门级设备,这类设备功能相对简单,价格也易于接受。
    
基于MCU的产品将用于功能有限的可穿戴设备,而具备多媒体和图形功能的高端产品有可能采用多核应用处理器,例如手表或眼镜。每一种可穿戴产品都需要有无线连接能力,因此,我们预计,WiFi、蓝牙、NFC、GPS等无线技术会进一步普及。在可穿戴设备领域,传感器也将发挥关键作用,在收集有关周围环境及关键身体机能的原始数据时,传感器是必不可少的。
    
ARM中国区移动市场经理王骏超:
    
可穿戴产品的特点就是多样化,总体上可以分为三类:运动健康管理、信息娱乐和医疗保健类。首先起量的应该属于运动健康管理的手环类产品;信息娱乐类智能手表将紧随其后,眼镜类产品则更适合行业应用;医疗保健类产品当前面临的最大挑战是如何满足相关行业的认证,这一类产品受限于体积和重量,因此对于低功耗、高集成度的芯片平台需求会相对强劲。
    
可穿戴产品芯片平台一般由三部分组成,传感器(有些会整合MCU)、蓝牙和主控CPU。对于半导体厂商来说,存在相当多的市场新机遇,包括传感器组合加控制中心SensorHub、蓝牙互联技术、以及支持操作系统的应用处理器平台等。
    
Broadcom嵌入式无线暨无线连接组合事业部市场营销总监JeffBaer:
    
以前文提到的健身手环为例,那些简约且不张扬的设备将更有机会。生活中人们已经习惯于佩戴手表,所以智能手表的出现只是赋予既有设备新的价值。而在消费市场和垂直应用中叫好又叫座的新型可穿戴设备(如眼镜等),既新颖且令人兴奋,其未来的发展将不可估量。我们的目标是创建一个可完全互操作、高集成度、支持标准软件协议的开放平台,将这些因素全部结合起来,形成超低成本、超低功耗且内置了连接技术和足够处理能力的单芯片解决方案(SoC),从而带来无限可能。
    
富昌电子(Future)亚洲卓越工程部副总裁官世明:
    
未来,每个人可能身上都会有多个不同的可穿戴产品,例如眼镜适合声音或图像交流,而手环/手表则适合运动或是捕捉身体生理参数(体温、心跳、计步)。小型化封装、超低功耗和电池/储能和光/动能转电能技术会更有前景。
    
可穿戴产品功能比较简单,芯片自身面积不会太大,但因为不同功能的产品制程工艺不同,为节省空间,多芯片模组(MCM)封装产品就会大量出现,并需要加入小型化电感、电容和各种MEMS传感器。另一方面,可穿戴产品因为体积小、重量轻、功耗低,如果可以通过小型化的机电器件和光电转换部件来进行有效充电,增加电池续航能力,减少充电次数,肯定能提高用户的满意度。此外,小巧的可穿戴产品会比较容易和生活垃圾一同丢弃而混合掩埋,所以应该要对电池的污染问题予以重视。
    
安森美(Onsemi)半导体企业策略及市场营销副总裁DavidSomo:
    
智能手表、健康手环和移动医疗设备如果能够让消费者生活变得更简单并提高其生活品质,就有潜力达到每年数以亿计的市场规模。从IC芯片角度来看,这些设备的特征相似:首先,可穿戴设备都要求超低功耗与高能效,超小型电池、微控制器(MCU)和传感器的组合使用将必不可少;其次,它们还需要能够使用蓝牙低功耗等无线连接技术;最后,微封装及IC集成技术将使设备特性和功能能够适配到极小的应用空间。
   
晶焱科技(Amazing)总经理姜信钦:
    
迎合消费者个人的生活需求将是可穿戴产品能否成功的关键。总体来看,娱乐休闲类的可穿戴产品比较容易设计与导入,但也容易被迅速淘汰;医疗保健与生活管理类产品更符合消费者期盼与多样化需求,但设计与导入有难度,对芯片的需求趋势将是以超低功耗、多元化功能与高可靠度设计为主。因此,传感器、信号前端处理、通信与电路保护IC,将在可穿戴式产品中得到广泛使用,但如何在同一制程上整合这几类IC是半导体厂商遇到的新课题。
   
敦泰科技(深圳)有限公司副总经理白培霖:
    
可穿戴设备的使用基础是人,因此必须考虑他们的实际需求,盲目追求功能堆砌的做法是绝对错误的。例如有些手环具有GPS和联网功能,佩戴它可以产生社交效应;运动监测类产品能够采集身体生理参数;智能眼镜更适合专业人士使用,它们都有着明确的市场定位。
    
但现在整个可穿戴市场还处在观望和调整期,产品定位仍然存在很多不确定性,出货量也呈现一定程度的下滑。从硬件角度来看,低功耗、小尺寸、高可靠、无生物毒性等是刚性要求,MCU、无线连接、传感器、触控IC都将迎来新的机会,但未来竞争的关键将更多来自软件和生态系统。
    
与智能手机、平板电脑触控需求不同,可穿戴产品往往只需支持单指、两指触控功能,但在防水、功耗、屏幕形状/弧度等方面却有着更高的要求,敦泰很快会引入一款小封装、低功耗、适合各种屏幕形状的触控产品,并考虑将in-cell工艺引入。
    
IC厂商能做些什么?
    
根据IHS在2013年10月发布的预测,可穿戴市场在2013至2018年之间的年均复合增长率将达170%,主要围绕信息娱乐、健康和医疗服务3个大类。由于各类设备都需要集成一种或多种处理能力,IC芯片的需求正在增长。高通(Qualcomm)公司高级副总裁兼交互平台总裁RobChandhok表示,借助高通广泛的可穿戴相关技术,OEM厂商现在可以快速地在以下3个关键增长领域推出成熟商业化解决方案:信息娱乐(如LGGWatch智能手表及三星GearLive智能手表)、健康追踪器和医疗服务(QLife/2net)。
   
他特别强调了骁龙400处理器(MSM8x26)具备的优势。作为高通旗下最受欢迎且应用范围最广的移动处理器之一,众多领先的OEM厂商已将其应用于可穿戴设备,包括基于AndroidWear的产品。“骁龙400处理器能够满足用户所需的功能和灵活性,为不同移动终端——平板电脑、智能手机及可穿戴设备——提供性能、功能和功耗的最优平衡。同时,进一步优化了处理器,使其适用于可穿戴设备所需的独特功耗和尺寸,提供AndroidWear支持以及多种包括3G/LTE蜂窝调制解调器在内的配置规格,以满足不同连接设计的需求。”
    
在过去5年内,高通在无线和半导体技术(处理器、调制解调器、传感器、连接技术、软件等)上的累计研发投入超过165亿美元,从低功耗移动无线连接解决方案(Wi-Fi、蓝牙、低功耗蓝牙、NFC;用于互联终端和配套终端的3G/4GLTE技术),到集成传感器的智能系统,再到低功耗Mirasol显示屏和WiPower无线充电技术,RobChandhok认为这足以显示其在可穿戴领域相关的技术上的投入和决心。
    
软件和系统是他谈及的另一个重点。根据描述,高通不但为移动生态系统提供软件及服务开发所需的软件开发工具包(SDK)和多种工具,还可以与一些独特技术—如支持可穿戴产品与邻近终端实现近距离点对点通信的AllJoyn开源平台—实现结合。此外,由QualcommLife开发的2netHub、2netMobile与2netPlatform技术,能够支持生物计量传感器实现数据的可靠采集和汇总,并将其无缝传输到云端,与各系统、应用或门户网关的数据集成,从而实现随时随地的持续监测。
    
从芯片的角度来看,王骏超强调说目前整个可穿戴设备市场发展的最大挑战,就是缺乏专门针对可穿戴应用的芯片设计和优化平台,这当然也是因为这类产品在目前市场的出货量有限,还无法达到规模。但随着市场的持续发展,可穿戴应用的专用芯片与平台会是驱动市场成长的主要推力之一。
    
按照ARM给出的产品规划,对于基本型手环类产品,将主要依靠Cortex-M系列MCU做主控,因为其在低功耗、低成本方面具备绝对竞争优势,且可与多种传感器集成;而在中档可穿戴产品(主要是智能手表)领域,ARM将采用双平台策略:一是基于Cortex-M3/M4,可运行实时操作系统;另外一类是支持丰富应用操作系统,可以采用Cortex-A5/A7搭配Mali-400平台;至于高端的眼镜类产品则适用双核Cortex-A7搭配Mali-400,其需求类型与低端智能手机平台相似。
    
众所周知,在智能终端中,嵌入式运算和无线连接技术是两个重要带动因素,Marvell日前将这两个元素做了重大整合,推出了面向全线物联网应用的芯片平台解决方案系列,包括MW300Wi-Fi微控制器、MB300蓝牙微控制器和MZ100ZigBee微控制器,EZ-Connect软件平台将支持这个最新的无线产品系列,包括软件开发工具包(SDK)和应用编程接口(API)。“开发集成式无线微控制器并非如想象般那么容易,需要在功耗、性能和尺寸之间取得恰当的平衡。”KevinTang说。
    
可穿戴设备因为其随身性的特点,单个产品同一时间只能由一位用户使用,按照目前的人口数量估计,具有相当巨大的潜在客户市场。意法半导体(ST)微电机系统与传感器市场部经理许永刚表示,低功耗和可靠性将是可穿戴设备取得成功的基础,为此,半导体厂商需要在低功耗处理器、电源管理,低功耗无线有线连接、MEMS传感器(惯性传感器、环境传感器、医疗传感器)等方面寻求大的突破。
    
在说完了众多五花八门的处理器、无线连接、传感器方案之后,让我们将视线投向一个平时谈论不多,但实际却非常重要的技术—静电放电(ESD)保护。可穿戴电子产品由于频繁的与人体接触,很容易受到ESD冲击,因此,它们需要额外的ESD保护组件来避免由于ESD冲击造成的硬件或系统损坏。“应用于可穿戴电子产品的ESD保护组件需要同时符合极低的漏电流、小的封装尺寸、低寄生电容及低箝制电压(ClampingVoltage),开发难度很大。”姜信钦说,凭借自有专利技术,晶焱科技目前已开发出具备极低漏电流(<10nA)和针对低箝制电压的1.2VESD保护组件,包括0402与0201单信道、以及0402双信道ESD保护组件。