藍牙4.0 智慧手表 ANT+ 三星 索尼 蘋果

智慧手表發展揭開序幕 ULP聯網晶片商士氣大振

智慧手表可透過ULP無線技術連結智慧型手機,可望成為下一個科技新寵,進一步帶動藍牙4.0、ANT+等低功耗無線通訊解決方案需求水漲船高,激勵相關晶片商士氣。
近期採用藍牙低功耗(BLE),以及ANT+等2.4GHz超低功率(Ultra Low Power, ULP)無線技術的穿戴式電子裝置快速崛起。主要動力源自消費性電子廠商競推各種使用錢幣型電池供電的行動裝置周邊配件,如當前最紅的範例--智慧手表(Smart Watch),藉由無線連結方式,智慧手表即可運用智慧型手機或平板裝置的運算能力,進一步執行以往無法實現的功能。

事實上,傳統手表的需求已開始逐年下降,據BBC廣播公司一項受訪人數為一千五百人的調查指出,14%受訪者表示不需要手表,而年齡介乎15~24歲的比例更高達28%。這項報告顯示與科技一同成長的年輕人,他們更習於以行動裝置來查看時間,而非使用手表,因此新型態智慧手表遂被視為重新驅動市場成長的關鍵動能。

ULP無線技術開啟智慧手表新世代

智慧手表初期可望以運動手表形式進入市場,主要係政府與醫療單位積極鼓勵人們採行健康的生活方式,進而推動可隨身穿戴,且具備強大功能的運動健身或健康保健手表需求。此外,某些特定族群渴望減輕體重,並熱衷於提升心血管功能的健身活動,其對具有記錄速度、距離及心率感應器的所謂的運動手表的需求也正持續湧現。

上述功能均可透過專用的2.4GHz ULP無線技術實現,雖然僅能提供較低的傳輸速率,但已能支援大多感應器資料傳送,並確保電子手表中常用的錢幣型電池可維持長達數個月的電力。諸如Nike、Suunto和Polar等運動手表製造商,已取得該類產品的廣大市場占有率。

現階段,專用型的運動手表雖已打開智慧手表發展大門,勾勒非常時髦的穿戴式電子產品使用情境;不過,專用型產品終究只能吸引小眾,要促進手表市場真正復甦,要等到所有人(而非只有熱中運動的人士)都佩戴手表時才來臨,而ULP無線技術可望再次為新一代的手表提供催化劑。

所謂智慧手表,目前基本要求係具備藍牙低功耗或ANT+等低功耗無線通訊功能,以實現與智慧型手機的連結,讓使用者毋須將手機從口袋中取出,便於接聽電話、讀取簡訊等應用;更棒的是,還可以與儲存在手機中的應用程式進行聯繫,例如,找尋天氣報告或股票市場行情之類的資訊。

因應智慧手表的設計需求,主要通訊晶片商已推出全新藍牙4.0(包含藍牙低功耗)與ANT+ ULP等的ULP無線晶片,成為新一代手表的理想合作夥伴,這些互通性無線通訊協定是專為與如蘋果(Apple)、三星(Samsung)與索尼(Sony)等眾多智慧型手機進行無縫連線而設計。

尤其新一代的智慧手表可能因為要支援某些功能(如觸控螢幕)而占用大部分電力,如此一來,ULP無線連結對於電池容量微不足道的影響就更顯寶貴,系統業者可將資料傳輸的電力調撥至其他應用,使用者也可享受到更長的裝置續航力。

某些廠商甚至在晶圓級晶片封裝(WLCSP)中提供系統單晶片(SoC),在單一晶片上整合無線電、MCU與快閃記憶體(Flash Memory);這種封裝相較於傳統方式所占用的基板空間減少最多40%。如此節省空間,無疑可吸引許多正嘗試將電子零件安裝在智慧型手表輕巧機殼中的設計工程師的注意。

智慧手表可望改變手機使用習慣

無庸置疑,智慧手表前景一片光明,Business Insider更預測,2018年智慧手表的全球銷售量將達到九千一百六十萬支,市場產值上看92億美元。這些預測數字也許不足以展現智慧手表實際上的發展潛力,不過,從蘋果正在進行相關產品設計,且三星和索尼皆已推出商用裝置的進展來看,智慧手表在電子科技領域愈來愈活躍的可能性相當高。

圖1 ODM廠商--Dayton Industrial近期已跟進三星與索尼,推出一款智慧手表。
儘管上述消費性電子大廠已搶先卡位,但不可能一直由幾家公司獨攬整個市場,其他原始設計製造商(ODM)及原始設備製造商(OEM),亦將跟進推出同類「貼牌」產品。以總部位於香港的Dayton Industrial為例,其已宣布推出一支智慧手表(圖1),可透過裝置端的藍牙低功耗技術(Bluetooth Smart)與觸控介面,控制智慧型手機安裝的特定應用程式。

市場雖然有空間容納小型廠商,但成功與否仍取決於業者是否能找到適合的應用模式,且產品定價適中。以品牌商或OEM業者評估在手表中內建相機,就是個很好的例子,如三星已經在其Galaxy Gear中內建相機,雖然手腕不是拍攝風景照片的理想位置,卻是Y世代與Z世代拍攝「自拍」照片的絕佳位置。

必須注意的是,內建功能固然有其實用性,不過消費者會喜愛智慧手表的原因,不僅在於不想從口袋中取出行動裝置,更在於佩戴手表再次成為一件很酷的事,尤其是佩戴的手表整合行動裝置應用程式的連線功能,更將是一件充滿樂趣的事情。

(本文作者為Nordic Semiconductor產品管理總監)

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