半导体

治好“芯病”,可穿戴卷土重来

作者:齐旭来源:金宝博官方网站 、电子信息产业网发布时间:2019-03-27 00:21我要评论

北京时间今天凌晨的苹果春季产品发布会上,采用了全新H1芯片和语音唤醒模式的AirPods 2成为为数不多却值得关注的智能硬件产品。早在今年2月底的MWC2019,柔性屏“腕机”Nubia-α也成为大会上吸人眼球的黑科技之一。几乎在同一时间段,可穿戴设备公司Garmin公布了2018年第四季度财报后,股价一度飙涨17%......近期的一系列事件都表明,一度低迷的可穿戴终端已卷土重来。今时不同往昔,这次的市场转暖究竟有何玄机?新技术是否能改变可穿戴设备的命运?

早期可穿戴欲速则不达

2014年是可穿戴设备元年,市场迎来第一波高潮,大大小小的智能终端厂商都想赶一波潮流,开启自己的智能手环、智能手表“试验田”。一番大浪淘沙后,初期的创业者大多已经退场,当年那些对产品“宣言”充分信任的消费者不久后也将产品闲置。2016年年末智能手表鼻祖Pebble倒闭;2017年7月曾经的“手环王”Jawbone宣布破产清算;原计划于2016年发布智能手表操作系统Android Wear “新版本”的谷歌公司也将发布会推迟一年进行;曾经推出Moto 360的摩托罗拉将无限期暂停智能手表计划……市场景象一度非常惨淡。

奥维云网副总裁董敏在接受《金宝博官方网站 》记者采访时表示,由于受到了电池续航能力、产品技术精度和产品功能范围的局限和挑战,可穿戴市场曾出现不同程度的低迷和动荡。

首先,电池续航问题制约了可穿戴设备市场的发展。董敏表示,可穿戴设备对其“体型”的要求十分严格,要戴在身上所以必须小巧精致,这对电池技术有很大的挑战。Fitbit联合创始人、兼首席执行官詹姆斯表示,“电池是最难推进的一项技术,虽然每年锂电池都会在功率密度上多多少少的进步几个百分点,但你永远都不能百分之百确信,电池材料或电池技术会有一个巨大的进步”。

其次,最初的可穿戴产品数据精度较差,用户粘性不高。可穿戴设备呈现出数据采集模糊、缺乏完善的反馈机制等问题。如智能手环、手表等可穿戴设备实现其各项功能的基础就是数据的自动采集,在此过程中,用户无法自发排除干扰因素,那么数据采集就无法避免其模糊性。并且,在可穿戴设备整合所采集的信息后,却极有可能无法在云端实现专业的数据匹配和分析。针对这些数据的处理以及反馈就无法保证其准确程度,进而破坏可穿戴设备与用户之间的交流反馈机制,影响了可穿戴设备的用户粘度。

最后,目前的可穿戴设备整体附加值不高。市面上大多数智能可穿戴产品都高度依赖智能手机,需要搭载手机使用或依托手机来实现数据解读,撬开用户需求的武器始终不在自己手中。

治好“芯”病让可穿戴健康发展

近两年间,可穿戴市场已经逐渐回暖。据奥维云网提供的数据显示,2018年可穿戴设备销量约为6580万台,同比增长32%。Fitbit、Fossil以及国内可穿戴概念股环旭电子、耀华等,股价也出现了不同程度的反弹。可穿戴设备的阵营也不断拓展:从几年前的健康手环、运动手表,增加了智能手机、智能耳机、头戴式显示器(HMD)以及智能服饰等新种类。

随着硬件集成化、传感器技术、人工智能和智能算法的持续提升,一些可穿戴设备的痛点已经得到改善。与其他消费电子产品不同,可穿戴设备对单一元器件和系统功耗的管控更为严格,例如芯片、传感器、显示屏、无线模块等均需经过精确的测量,尤其是芯片,决定了可穿戴产品的性能好坏。

从功能划分,可穿戴设备中的芯片主要为处理器芯片、传感芯片、射频芯片、电源管理芯片。


在处理器芯片方面,尽管成本高于传统的离散解决方案,但更智能的可穿戴设备处理器整合了更丰富的计算功能。智能手表、智能手机(如Apple Watch OS和Nubia-α)等多应用程序的智能可穿戴设备可借助更先进的处理器芯片来支持下载、运行管理多重显示程序、多媒体、传感器接口与通信功能。苹果Airpods无线耳机中运用的自研W系列处理器芯片简化了蓝牙耳机的连接配对,提升了连接稳定性和连接范围。

新型处理器芯片对增加续航也有帮助。赛迪智库集成电路研究所副所长朱邵歆表示,新型处理器芯片利用集成电路工艺来更高效处理传感器传来的数据,实现计算方式更优化,进而降低功耗。

在传感芯片方面,先进的可穿戴设备已经增进了多传感器融合模块,更多来自用户的数据可被监测到。产品的感知、交互功能和数据精度将进一步提升。朱邵歆表示,多传感器融合有助于可穿戴设备实时、全面、多维度收集用户的活动参数以及外界环境变化产生的数据,而不局限在通过“触摸”进行数据的收集。以健康监测手环为例,使用者的心率水平、血液流动、呼吸效率、皮反应率等多种身体参数可被传感芯片所感知、收集和传递,可穿戴设备能够更加精确和理性的进行数据分析和处理,减少干扰因素。此外,小米手环还增加了GPS技术来记录用户的地理位置、运动轨迹等,打破了此前利用加速度传感器来计步的功能局限。

在射频芯片方面,可穿戴设备中的射频芯片技术已经在很大程度上帮助丰富和优化设备的功能。董敏表示,目前的可穿戴设备已经进入Wi-Fi连接时代,Wi-Fi逐渐替代初代的蓝牙连接方式,将移动智能设备连接在一起。因此,目前的可穿戴手表和手环不仅成为手机的通话补充设备,更能连接到智能手机或平板电脑进行数据处理和云端共享。

另外,董敏表示,非接触式识别的NFC技术(即近场通讯技术)已经成为可穿戴手表、手环的主要功能之一。NFC技术相对于蓝牙而言操作更简易,配对效率更高。在云计算时代,移动支付和近距离共享数据等需求已经融入到人们的日常生活、社交娱乐中,许多智能可穿戴都争相融入NFC技术替代公交卡、银行卡、门禁卡等感应卡片的存在。

在电源管理芯片方面,随着更小尺寸封装、更低功耗、更高集成度的电源管理芯片的诞生,可穿戴设备终于正式摆脱电池续航问题对产品发展的制约。事实上,智能手表、手环等智能可穿戴设备的电池容量通常只有几十到两三百毫安,传统电源管理芯片很难“照顾”得好这类电池,充电难充满才是电池被诟病的关键原因。目前,各大芯片供应商针对可穿戴设备提供了具有定制化设计的高精度管理的充电管理模块。由于达到了0.5mA甚至更高的精度,即使电池只有10mAh容量,也能100%保证充满。

此外,对于芯片本身,在没有负载的状态下实现超低静态电流同样关键,目前市面上的电源管理芯片的静态电流可低至1μA,为可穿戴设备超长待机提供了又一层保障。


责任编辑:马利亚
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