MEMS与传感器于穿戴装置及物联网的现况与未来发展

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        在2015年初的几个重要科技展,如在巴塞隆纳举办世界通讯大会上,可以发现穿戴式装置已成当红的参展产品,其中又以智慧手表最受瞩目,但市场接受度如何,大家都很好奇。

        意法半导体技术行销经理李炯毅指出,穿戴式产品(Wearables)其实是物联网技术带动的第一波产品,由于相关技术如蓝牙已经渐渐成熟,只要能解决现有需求,搭配已经相当普及的智慧手机及现有连接标准,可望激励更多的企业投入穿戴式装置的市场。
 
         李炯毅指出,半导体元件的可用性扮演相当重要的角色,因为半导体元件一旦大量生产,有助于降低产品成本,同时也可让终端设备的功能虽然日趋复杂,但尺寸仍然可以保持在一定程度的大小,降低产品进入市场的门槛。

意法半导体技术行销经理李炯毅。

意法半导体技术行销经理李炯毅。



        但李炯毅也强调,穿戴式装置想要提升销售成绩,业者需要提供更多的故事或资讯,可以为使用者带来什么样的价值,如知道自己的身体状况、帮助自己看到更多资讯,有些产品如苹果的Apple Watch甚至已被看成是时尚奢侈品,而非智慧穿戴装置而已。

        如果将穿戴装置的应用价值往外延伸,就是智慧家庭、智慧汽车及智慧城市。李炯毅强调,如何透过愈来愈多的感测器,做好控制,节省资源,结合不同层次的物联网应用,是穿戴式装置非常重要的思考方向。

        此外,不同类型的穿戴式装置,也会有不同的成长表现。李炯毅认为,智慧手表、运动健身及医疗保健类等三大领域值得关注。如医疗保健类的穿戴式装置,可以让病人不用长时间留在医院,医生也能监测病人的身体状况,有非常大的应用价值,而运动市场也可以看到很好的成长。

        目前穿戴式装置有许多产品都已用到意法半导体的元件,以许多科技产品如喷墨印表机、投影机都有用到的MEMS(微机电系统)为例,MEMS其实是一个技术平台,让物理系统与电的讯号之间做好转换,就是穿戴式装置不可或缺的元件之一。

        李炯毅表示,想要实现穿戴式装置MEMS,需要有电路设计及机构设计的能力,而且要能够整合起来,需要相当程度的制程能力,才能将产品设计变成可动的结构,其他技术如封装技术,也会因为不同的感测器,而有不同的要求。

        此外,在软体的部分,要能够让不同的感测器所侦测的讯号,透过演算法(Sensor fusion engine)转换成可以使用的资讯。

        事实上,MEMS技术的重要性,近年来在许多消费性电子产品如Wii就已崭露头角,展现出非常重要的潜力。李炯毅指出,从穿戴式装置的需求来看,单一感测器需要做到更省电,同时视产品需要,提供6轴或9轴等整合感测器,如iNEMO LSM6DS3,因为能将耗电量降低,才能够让陀螺仪、加速度计放入穿戴式装置,而LSM9DS1更因为放入磁力计,可以根据地球磁场计算用户位置,才可以做为指南针。

        李炯毅指出,除了运动健身装置需求较高的动作感测器,智慧手表还需要更多类型的感测器,才能提高产品附加价值,如利用MEMS技术将气压计缩小到LPS25HB感测元件,再整合到穿戴式装置后,就可让装置感受30公分范围的高度变化,用户在跑步或骑脚踏车时,就能得到坡度资讯等重要资讯。此外气压计也可以作为环境感测器,当成小型气象站,如气压变低时,可能代表天气要变坏。

       HTS221感测元件则是整合湿度计及温度计,让用户在跑步时,可以透过穿戴式装置发现在不同的天气,用一样的速度跑一样的距离,会有不同的疲累程度,明瞭详细的运动结果。

       UVIS25感测元件则是紫外线感测器,可以提醒用户在户外的活动时间是否太长,是否需要做好防晒,掌握罹患皮肤癌的风险。李炯毅指出,目前的感测器还可用数字及颜色标明危险程度,让用户更容易识别。

        李炯毅指出,紫外线感测器其实也可以放在蓝牙耳机上,而且耳机因为会直接晒到太阳,感测结果会更为准确,或是放在发夹、项炼上,不会让使用者感到距离感,还可以提升装饰品的价值。

        除了动作及环境感测器外,MEMS技术应用在物联网的价值的需求更为多元,如应用在麦克风,可以做语音控制。李炯毅指出,意法半导体的产品,搭配适当的软体,提供完整的发展平台,并有标准版及延伸版等各种选择,可以让客户很快的开发应用。

        李炯毅最耗强调,穿戴式装置市场正在起飞中,超过50%以上的产品其实是新创公司或小公司所开发,不只是大公司有机会,只要有新的想法、新的演算法,就可以有新的产品、新的应用。

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