穿戴式应用装置夯 意法半导体推出多款新产品

飞扬紫百合

在云端运算应用日益多元，以及行动装置大量普及的驱动下，穿戴式装置应用已经从工业、商业、医疗领域，走入消费者的日常生活中，包含运动、娱乐、个人生活等领域，都可以看到相关产品问世。从智慧型眼镜进入最终测试阶段，智慧型手表大受消费者欢迎的趋势来看，穿戴式应用装置不仅成为未来五年全球关注的重点，也将为感测元件推向历史高峰。

身为MEMS技术领导厂商的意法半导体，在协助台湾厂商抢攻庞大商机的前提下，于12月5日以「穿上未来，迈向高感科技新世代」为主题，举办2013 MEMS感测器技术论坛，分享穿戴式装置及MEMS元件技术的产品应用及市场脉动，并深入探讨MEMS技术与物联网等应用与发展趋势。除此之外，意法半导体更在现场展示先进技术与最新产品应用，让与会人士能实际体验智慧生活带来的便利性。


意法半导体技术行销经理王嘉瑜。

   
现场实况。

虽然智慧型手机问世后，已经快速改变半导体元件的发展趋势，但是穿戴式装置体积更轻薄、无法使用体积太大的电池，加上必须24小时呈现讯息、提供即时影像分析，所以需要更省电的感测元件协助，才能有效延长产品的使用时间。

意法半导体MEMS产品部业务开发经理Roberto De Nuccio：「我们很早就察觉到穿戴式发展过程中会面临的各种挑战，所以在12月3日才刚发表全球耗电量最低的6维感测元件，不仅能够延长电池使用的时间，也能够协助设计师在开发新商品时，可朝向更轻薄的方向前进，扩大穿戴式装置的应用范围。」

相较于其他竞争对手，意法半导体在MEMS领域的产品线非常完整，包含动作感测元件、环境感测元件、麦克风元件、触控元件、低耗电射频元件等等，不仅能满足穿戴式设备的需求，更是发展创新应用的最佳选择方案。而且为了鼓励学生参与创新，更连续第三年举办设计比赛，替台湾产业注入更多创新与研发能量。

「意法半导体能在MEMS领域一直保持龙头的角色，关键在于非常注意市场变化，才能领先其他业者推出更好的解决方案。」意法半导体大中华暨南亚区类比、MEMS及感测器事业部行销总监吴卫东：「因此我们会在iNEMO平台上持续创新，提供合作夥伴实践创意发想所需的技术，并且会持续举办设计比赛，让产学之间有更多互相交流与合作的机会。」

完整MEMS解决方案  满足穿戴式装置需求

自从2005年跨入MEMS市场后，意法半导体凭藉着先进的技术与稳定供货能力，不仅每年MEMS出货量都创下新高，总计售出高达67亿颗，更是第一家MEMS营业额超过10亿美元的公司。意法半导体深受合作夥伴肯定的关键，在于能领先其他业者推出新产品，如针对行动装置设计的ST LSM330D，便是首款整合3维加速感测与3维陀螺仪的MEMS元件。

意法半导体技术行销经理李炯毅说：「MEMS已经被大量应用在消费者的生活中，除了常见的智慧型手机之外，也被使用在居家生活、汽车、农业、与程式发展中。如数位相机的防手振功能，已是藉此在低光源环境中，拍摄出更高画质的影像；汽车更大量运用MEMS元件让汽车行驶过程更为安全，能够保护乘客与驾驶的安全。」

至于目前非常热门的穿戴式装置，更是少不了MEMS元件的协助。根据研究机构IMS的预测，穿戴式装置的出货量将在2016年达到60亿台，创造出的商机更将达到500亿美元。若从应用面分析，除了工业、军事属小众市场外，首先是具备计算记步、记消耗热量的运动健身型设备，其次则是可提供音乐、收音机、个人资讯管理的娱乐装置，最后便是可量测脉搏、血压的健康照护设备，都会是最受欢迎的穿戴式设备。

针对不同的应用环境，意法半导体推出了多种MEMS解决方案，以LSM303C为例，便是专为智慧型手环与手机所设计，兼具加速度与磁力仪侦测的功能，不仅耗电量低、晶片体积小，更内建温度感测的功能，堪称是市面上最佳的解决方案。至于LSM330，则是将重力感应与磁力仪整合在单一封装晶片中，不仅可以让智慧型手机的拍照功能更为稳定，也非常适合用于游戏、室内导览等等用途。

除了上述常见的应用之外，意法半导体也参与可呈现虚拟影像的眼镜研发计划。李炯毅解释：「在有限体积内，眼镜须纳入加速度、陀螺仪与磁力仪的9维感测元件外，搭配压力感测元件后，才能够提供使用者足够的资讯与软体应用。」这代表意法半导体的解决方案不仅体积小，更拥有低耗电的特性，才能符合穿戴式设备的需求。

MEMS麦克风功能大跃进  勾勒未来智慧生活蓝图

拜半导体进步所赐，许多原本只有在好莱坞电影中才能看到的情节，已经逐步在日常生活中出现。以1980年代风靡全球的霹雳游侠影集为例，男主角配戴的智慧型手表，已经在30年后问世，成为穿戴式装置的应用之一，其中MEMS麦克风的进步，更是促成智慧型装置大量问世的主要原因。

相较于传统麦克风的体积，MEMS麦克风不仅具备体积小、抗杂讯高的特性，以撷取到更纯净的声音来源，才会被大量应用在智慧型装置、笔记型电脑，以及穿戴式装置上。尤其许多智慧型装置为了提供更佳的收音效果，往往会在产品中使用多个MEMS麦克风，以隔离不必要的背景杂音，因此体积小、省电的特性便显得更为重要。

意法半导体技术行销经理苏振隆说：「许多人以为MEMS麦克风一定要非常灵敏，其实这种说法不完全正确，因为还有其他因素必须考量，如噪音量、以及讯噪比(SNR)等等，才能够收录到高品质的声音。」以意法半导体的产品为例，不仅具备更广域的收音能力，SNR更可达到66dB，更拥有低耗电、体积小的特性，能够安装在各种智慧型装置中。

能有效隔离背景杂音，是穿戴式装置选择MEMS麦克风非常重要因素之一。因为噪音过多会影响到麦克风取样的品质，让使用者无法顺利以声控下达指令，大大削弱智慧型装置的应用层面。而要隔离背景杂音，除得仰赖多颗麦克风组成的收音架构外，MEMS麦克风也得具备侦测背景音量大小的能力，才能让消费者以最舒服状态，尽情感受穿戴式装置带来的便利性。

「依照穿戴式装置的使用情境，意法半导体设计了STANC0解决方案。」苏振隆指出：「除左、右声道各使用两个MEMS麦克风外，也加入抑制背景噪音的晶片，在一般音量即可清楚聆听音乐或通话，不用担心会对耳朵造成任何负担。」

全球首款微型投影机  可投射于任何表面

其实早在智慧型手机问世后，便有不少厂商推出行动投影机，以便让手机画面可让多人分享。但是市面上以DLP技术为基础的行动投影机，体积并不算小，加上内部元件非常耗电，所以能够使用的时间有限。为了解决DLP技术体积大、耗电的问题，意法半导体以Flying Spot技术推出的微投影机，以雷射发光源取代DLP元件，虽然亮度仅有12~15流明，但是耗电量却下降到1.65W，可以提供更长的使用时间。

意法半导体技术行销经理王嘉愉说：「微投影机是针对小环境投影使用，所以15流明的亮度便足以应付，而且产品大小和信用卡差不多，体积厚度约只有5mm，不仅非常方便携带，解析度更可达到1200x600，并且能投射在任何表面上。」

Flying Spot技术包含多项意法半导体最新研发技术，首先是可以提供每秒60张更新频率的MEMS反射镜、可以控制影像色彩的Garnet影像处理器、Amber MEMS晶片，以及包含雷色光源控制器在内的Emerald光学引擎。意法半导体预计2014年会推出新一代的微投影机，耗电量将会下降到1W、亮度则会提升到25流明，将会更适合搭配穿戴式装置使用。

除了携带型投影机外，意法半导体也发表第三代触控解决方案—FingerTips-S，感测灵敏度提升到0.05fF，具备防水、手套触控以及隔空手势操作的功能。意法导体的触控解决方案支援不同萤幕大小的智慧型装置，其中FingerTips-S FAS2A052是针对3.7~6寸的智慧型手机设计，而FingerTips-S FTS1A096则是为7~11.6寸的平板电脑所量身打造，至于FingerTips-S FTS1A096则是增加手写辨识的功能，支援8.9~14.1寸的平板。

「意法半导体的触控笔采用主动式设计，笔尖可以达到1mm，并且支援8~10bit的压力感测。」王嘉愉解释：「主动式触控笔的优点，在于内建独立电源，所以能够很快速与平板电脑配对，并且记录使用者的习惯，加上耗电量非常低，能够支援长时间的书写。」

BlueNRG问世  低耗电传输最佳选择

考量到穿戴式装置电池容量有限，以蓝牙技术为基础的Bluetooth 4.0，又称作Bluetooth Smart，虽然资料传输速度稍稍下降，但是却可以维持相同的传输距离，目前已经被大量应用在智慧手表、血糖／血压计、智慧型运动设备等等上。智慧型手机、平板电脑若要与Bluetooth Smart设备连接，则必须采用支援传统蓝牙与蓝牙4.0规格的Bluetooth Smart Ready晶片，如意法半导体的BlueNRG。

意法半导体资深技术行销工程师庄维焘表示：「意法半导体在Bluetooth Smart的蓝图规划非常完整，在2012年底推出STBLC01之后，在2013年又发表整合Cortex M0的BlueNRG，预计2014年会推出整合无线网路晶片的BlueNRG WCSP，以满足消费市场的需求。」相较于其他供应商，意法半导体的BlueNRG晶片不仅耗电量更低，而且体积也更小，更适合应用在穿戴式装置上。

在发表BlueNRG之余，意法半导体也推出了符合IP传输规范的Spirit1，可以让穿戴式装置的资料，快速上传到云端平台中。Spirit1支援多种不同传输频段中，资料传输速度最高可以高达500kbps，而且在睡眠模式下的耗电量仅有950Na、关机模式则仅有2.5nA。

「意法半导体明年会推出传输距离更长的STS2001，让穿戴式装置的应用范围更广。」庄维焘说：「穿戴式装置结合云端服务之后，可以创造更多不同的应用情境，彻底实践智慧家庭、智慧城市的蓝图。」

根据研究机构预估，穿戴式装置在2016年的出货量将会达到1忆7,000万台，成为智慧型手机之后的另一个明星产业，台湾厂商若要抢食市场大饼，势必要尽早投入，才能在竞争激烈的市场上脱颖而出。