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友尚推出ST運用MEMS感測技術,實現穿戴式裝置方案

 2014-12-24

【方案方塊圖】

方案方塊圖

【系統功能】

隨著感測技術廣泛應用在智慧手機及穿戴式裝置,MEMS感測技術已成為實現智慧生活的關鍵技術,根據IMS研究報告指出,穿戴式裝置在2016年將會達到60億美元的市場規模,這將會對MEMS感測技術帶來極大的商機。為此,MEMS供應商意法半導體針對可攜式裝置及行動裝置推出具備光學防手震的新系列陀螺儀產品,以及各種環境感測產品。
穿戴式裝置將會在醫療居家照護、娛樂相關及運動健身三個部份成長速度最快,也佔有最多市場份額。除了在這三大市場的支持之下,其他還有工業控制或軍事用途等特殊領域市場,雖規模較小,但成長動能也不容忽視,而這些市場都將會讓MEMS感測器的需 求與日俱增。
在通訊技術或資料傳輸障礙都已經解決,在處理能力也不是問題的條件下,如何將物理界更多元素加進感測器中,並將尺寸做到更小、耗電量更低並提高產品性價比是近來意法半導體積極發展的方向。對此,意 法半導體推出加速度計、磁力計、陀螺儀以及各種環境感測器組合而成的二合一、三合一產品,不僅能將尺寸縮小、保持高精準度,且在產品相容性上保持極大彈性,讓客戶能夠依照需求搭配不同組合的MEMS感測器,縮短開發時間並降低成本。
此外,意法半導體近來也專注於環境感測器的開發,如氣壓計、溫度計、溼度計或者可量測環境紫外線的感測器等。意法半導體以未來5-8產業發展作為研發方向,從中找出適合的技術開發效能及尺寸都合適的產品,並將相對昂貴的技術發展為可 支援消費性電子裝置使用的產品,而環境感測器即是以這樣的考量之下所研發出的產品,預估將為行動裝置即可穿戴式裝置帶來更多應用。若以智慧型眼鏡為例,它需要動作感測器、環境感測器、麥克風、揚聲器以及一些微致動器,如微型投影機。簡而言之,穿戴式裝置需要的MEMS元件涵蓋動作、環境和聲學等感測器,另外還需要微致動器。
另一方面,多軸感測器在穿戴式裝置的需求也會逐漸上揚。目前多軸感測器在行動裝置市場的滲透率約10%,其他90%仍是獨立型感測器;但在市場對尺寸、效能及成本等要求驅動下,未來2年多軸感測器占比可望激增至50%。
意法半導體的產品線覆蓋範圍從低功耗到高性能的感測器、介面IC、音效功率放大器、運算放大器、類比開關和穿戴式裝置電池電量監控,同時還提供市場領先的STM32 ARM® Cortex®-M微控制器和各種開發工具。意法半導體將會持續引領穿戴式市場的發展

【方案特性】

ST到目前為止是穿戴式裝置應用市場第一大MEMS暨感測器元件供應商,ST MEMS產品在2013年的市佔率為26%,在2012年時則為20%;除了在離散式加速度計市場居領導地位,ST在可穿戴式裝置應用市場的成功來自於強大的「綑綁式」銷售策略──該公司通常會將感測器搭配其他半導體產品一起銷售, 例如32位元微控制器或是無線晶片(LIS331EB/LSM6DB0)。
以感測器種類來看,可穿戴式裝置所應用的感測器主要是MEMS運動感測器、使用者介面感測器、生理健康感測器以及環境感測器;其中運動感測器是可穿戴式裝置感測器中最常見的,包括加速度計、陀螺儀、磁力計、壓力感測器,以及整合式運動感測器。
而使用者介面的MEMS感測器,則包括MEMS麥克風、近接感測器以及MEMS顯示器;至於生理健康感測器則是量測脈搏、血氧、水合作用(hydration)以及皮膚溫度的感測器,環境感測器包括濕度、環境溫度以及紫外線感測元件。
在上述的感測器,除了生理感測器外,ST均有相關的元件可以符合各種穿戴式產品的開發。而市場主流產品已經從計步器等裝置,轉移至更複雜的多功能裝置,例如智慧手錶、智慧眼鏡,ST的感測元件均適合這類產品的開發。