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- 穿戴裝置成為MEMS傳感器新興應用商機
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2015/11/23
可穿戴裝置是目前最熱門的新興產(chǎn)品，其所使用的感測元件，大多仍與智能手機者相同。主要是相較于手機應用，穿戴裝置所使用的傳感器無論在尺寸、耗電量、感測靈敏度或是元件可靠度上，通常皆須面對更嚴苛的要求。
目前已處于市場百家爭鳴的智能手表，即使結(jié)構(gòu)上所允許的設(shè)計空間及電池容量皆遠小于手機，但使用者卻對聲控、動作感知、或是續(xù)航力等產(chǎn)品性能，有與手機相同的期待。
因此，大多數(shù)傳感器皆須先經(jīng)過應用在智能手機上商品化成功后，才會轉(zhuǎn)移到穿戴裝置來使用。其最成功的元件案例是慣性傳感器與MEMS麥克風，包括 Google、Apple、微軟（Microsoft）、摩托羅拉（Motorola）等多家知名大廠，皆已將此兩元件整合在自家的穿戴裝置產(chǎn)品內(nèi)，成為 其傳感器標準配備。
根據(jù)觀察，智能穿戴裝置在物聯(lián)網(wǎng)應用最具商機潛力的兩大功能項目在于量化生活（Quantified Self）及隨身環(huán)境安全監(jiān)測。所謂量化生活是指將個人每日生活中的輸入（例如飲食內(nèi)容、走路步數(shù)、環(huán)境空氣品質(zhì)等）、狀態(tài)（例如心情、膚導、心率、血氧 飽和度等）及表現(xiàn)（包括心理及生理面向）等參數(shù)變化，結(jié)合科學技術(shù)來進行資料擷取記錄的一種活動。
其目的是藉由分析具體化的自我量測數(shù)據(jù)，來有效評估改善個人生活品質(zhì)。例如藉由智能穿戴裝置平日持續(xù)的生理資訊監(jiān)測和記錄，未來醫(yī)療診斷將不僅依據(jù)患者的局部病征作判別，而會從飲食習慣與生活型態(tài)等根本原因一并考量，邁向整合式預防醫(yī)療的服務模式。
滿足穿戴裝置物聯(lián)網(wǎng)應用的常見感測功能如表1，大致可包括活動感知、影像感測、環(huán)境感測及生理感測四大類別。MEMS元件在穿戴裝置上的應用訴求，是使系統(tǒng)達到微小化、低功耗、高性能及多功能整合等目的；而其最關(guān)鍵的兩大功能需求則在于感測與無線通訊。
如表2所示，最有機會廣泛應用于穿戴行動裝置的MEMS元件包括動作感知、聲控辨識、無線通訊及環(huán)境偵測四大類別。在無線通訊方面，智能穿戴裝置通常需要尺寸微小、并且功耗超低的無線前端模組，來擔負穿戴裝置系統(tǒng)長期連網(wǎng)與資料傳輸?shù)裙ぷ鳌?br/>
為使無線系統(tǒng)尺寸縮小，除將內(nèi)部射頻（RF）元件縮小之外，也須設(shè)法同時提高該元件的Q值（品質(zhì)系數(shù)），如此才能降低環(huán)境雜訊的干擾影響，提供符合需求的無線訊號傳輸品質(zhì)。
在MEMS傳感器的應用方面，目前市場規(guī)模最大者仍是慣性傳感器及MEMS麥克風；而近期包括高度計與氣體傳感器兩大元件，預期應用需求將會大幅成長。而未來最具市場爆發(fā)潛力的MEMS元件，將可能會是紅外線影像傳感器。
愈來愈多的穿戴裝置利用復合式慣性傳感器來達到健身監(jiān)測功能，并實現(xiàn)系統(tǒng)智能節(jié)能與姿態(tài)控制等目的。全球復合式慣性感測元件在消費性電子及行動裝置應用市場之營收，預估將由2013年約4.43億美元成長至2017年超越10億美元規(guī)模。
復合式多軸慣性傳感器受到廣泛接受的最大原因，主要是在于他的應用便利性。
系統(tǒng)商可買進一顆復合式慣性傳感器取代原本的二至三顆慣性元件，并且也可同時由供應商取得該傳感器最佳的感測融合解決方案。
IHS市調(diào)機構(gòu)研究顯示，下一階段合理的市場演進，將會是見到越來越多的六軸或九軸復合式慣性傳感器應用在智能穿戴裝置內(nèi)。
MEMS麥克風是目前MEMS產(chǎn)業(yè)中成長速度最快的元件，其在消費性電子產(chǎn)品的需求數(shù)量正在持續(xù)增加當中；例如在智能型手機內(nèi)的應用，MEMS麥克風數(shù)量正從原本只需要一個，發(fā)展到甚至多達五顆，以便有助于消除雜訊和改善音質(zhì)。
根據(jù)Yole市場研究報告，2013年全球MEMS麥克風市場產(chǎn)值達到7.85億美元，預估其在未來幾年內(nèi)仍將持續(xù)以13%的CAGR快速成長，并在 2019年達到約16.5億美元的市場規(guī)模。而全球的出貨量也將在2019年時達到六十六億顆，相較于2013年的出貨量二十四億顆將有更大幅度成長。
在穿戴行動裝置例如Google眼鏡或是智能手表的應用上，欲實現(xiàn)人機之間最自然的互動及操控，采用“語音”方式絕對是最佳選項。而對于聲控及高品質(zhì)收音等應用，MEMS麥克風則是不可或缺的關(guān)鍵元件。
預期MEMS麥克風技術(shù)將朝向“高訊噪比”、“超寬頻率響應”與“高靈敏度”三大技術(shù)方向發(fā)展，以充分滿足未來穿戴行動裝置高品質(zhì)的語音及辨識應用需求。然而，如何在產(chǎn)品的專利布局與成本良率上取得優(yōu)勢，仍是競爭廠商是否能在未來市場上獲取龐大商機的決勝關(guān)鍵。
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