穿戴式應用裝置夯 意法半導體推出多款新產品

意法半導體技術行銷經理王嘉瑜。

在雲端運算應用日益多元，以及行動裝置大量普及的驅動下，穿戴式裝置應用已經從工業、商業、醫療領域，走入消費者的日常生活中，包含運動、娛樂、個人生活等領域，都可以看到相關產品問世。從智慧型眼鏡進入最終測試階段，智慧型手錶大受消費者歡迎的趨勢來看，穿戴式應用裝置不僅成為未來五年全球關注的重點，也將為感測元件推向歷史高峰。

身為MEMS技術領導廠商的意法半導體，在協助台灣廠商搶攻龐大商機的前提下，於12月5日以「穿上未來，邁向高感科技新世代」為主題，舉辦2013 MEMS感測器技術論壇，分享穿戴式裝置及MEMS元件技術的產品應用及市場脈動，並深入探討MEMS技術與物聯網等應用與發展趨勢。除此之外，意法半導體更在現場展示先進技術與最新產品應用，讓與會人士能實際體驗智慧生活帶來的便利性。

雖然智慧型手機問世後，已經快速改變半導體元件的發展趨勢，但是穿戴式裝置體積更輕薄、無法使用體積太大的電池，加上必須24小時呈現訊息、提供即時影像分析，所以需要更省電的感測元件協助，才能有效延長產品的使用時間。

意法半導體MEMS產品部業務開發經理Roberto De Nuccio：「我們很早就察覺到穿戴式發展過程中會面臨的各種挑戰，所以在12月3日才剛發表全球耗電量最低的6維感測元件，不僅能夠延長電池使用的時間，也能夠協助設計師在開發新商品時，可朝向更輕薄的方向前進，擴大穿戴式裝置的應用範圍。」

相較於其他競爭對手，意法半導體在MEMS領域的產品線非常完整，包含動作感測元件、環境感測元件、麥克風元件、觸控元件、低耗電射頻元件等等，不僅能滿足穿戴式設備的需求，更是發展創新應用的最佳選擇方案。而且為了鼓勵學生參與創新，更連續第三年舉辦設計比賽，替台灣產業注入更多創新與研發能量。

「意法半導體能在MEMS領域一直保持龍頭的角色，關鍵在於非常注意市場變化，才能領先其他業者推出更好的解決方案。」意法半導體大中華暨南亞區類比、MEMS及感測器事業部行銷總監吳衛東：「因此我們會在iNEMO平台上持續創新，提供合作夥伴實踐創意發想所需的技術，並且會持續舉辦設計比賽，讓產學之間有更多互相交流與合作的機會。」

完整MEMS解決方案  滿足穿戴式裝置需求

自從2005年跨入MEMS市場後，意法半導體憑藉著先進的技術與穩定供貨能力，不僅每年MEMS出貨量都創下新高，總計售出高達67億顆，更是第一家MEMS營業額超過10億美元的公司。意法半導體深受合作夥伴肯定的關鍵，在於能領先其他業者推出新產品，如針對行動裝置設計的ST LSM330D，便是首款整合3維加速感測與3維陀螺儀的MEMS元件。

意法半導體技術行銷經理李炯毅說：「MEMS已經被大量應用在消費者的生活中，除了常見的智慧型手機之外，也被使用在居家生活、汽車、農業、與程式發展中。如數位相機的防手振功能，已是藉此在低光源環境中，拍攝出更高畫質的影像；汽車更大量運用MEMS元件讓汽車行駛過程更為安全，能夠保護乘客與駕駛的安全。」

至於目前非常熱門的穿戴式裝置，更是少不了MEMS元件的協助。根據研究機構IMS的預測，穿戴式裝置的出貨量將在2016年達到60億台，創造出的商機更將達到500億美元。若從應用面分析，除了工業、軍事屬小眾市場外，首先是具備計算記步、記消耗熱量的運動健身型設備，其次則是可提供音樂、收音機、個人資訊管理的娛樂裝置，最後便是可量測脈搏、血壓的健康照護設備，都會是最受歡迎的穿戴式設備。

針對不同的應用環境，意法半導體推出了多種MEMS解決方案，以LSM303C為例，便是專為智慧型手環與手機所設計，兼具加速度與磁力儀偵測的功能，不僅耗電量低、晶片體積小，更內建溫度感測的功能，堪稱是市面上最佳的解決方案。至於LSM330，則是將重力感應與磁力儀整合在單一封裝晶片中，不僅可以讓智慧型手機的拍照功能更為穩定，也非常適合用於遊戲、室內導覽等等用途。

除了上述常見的應用之外，意法半導體也參與可呈現虛擬影像的眼鏡研發計畫。李炯毅解釋：「在有限體積內，眼鏡須納入加速度、陀螺儀與磁力儀的9維感測元件外，搭配壓力感測元件後，才能夠提供使用者足夠的資訊與軟體應用。」這代表意法半導體的解決方案不僅體積小，更擁有低耗電的特性，才能符合穿戴式設備的需求。

MEMS麥克風功能大躍進  勾勒未來智慧生活藍圖

拜半導體進步所賜，許多原本只有在好萊塢電影中才能看到的情節，已經逐步在日常生活中出現。以1980年代風靡全球的霹靂遊俠影集為例，男主角配戴的智慧型手錶，已經在30年後問世，成為穿戴式裝置的應用之一，其中MEMS麥克風的進步，更是促成智慧型裝置大量問世的主要原因。

相較於傳統麥克風的體積，MEMS麥克風不僅具備體積小、抗雜訊高的特性，以擷取到更純淨的聲音來源，才會被大量應用在智慧型裝置、筆記型電腦，以及穿戴式裝置上。尤其許多智慧型裝置為了提供更佳的收音效果，往往會在產品中使用多個MEMS麥克風，以隔離不必要的背景雜音，因此體積小、省電的特性便顯得更為重要。

意法半導體技術行銷經理蘇振隆說：「許多人以為MEMS麥克風一定要非常靈敏，其實這種說法不完全正確，因為還有其他因素必須考量，如噪音量、以及訊噪比(SNR)等等，才能夠收錄到高品質的聲音。」以意法半導體的產品為例，不僅具備更廣域的收音能力，SNR更可達到66dB，更擁有低耗電、體積小的特性，能夠安裝在各種智慧型裝置中。

能有效隔離背景雜音，是穿戴式裝置選擇MEMS麥克風非常重要因素之一。因為噪音過多會影響到麥克風取樣的品質，讓使用者無法順利以聲控下達指令，大大削弱智慧型裝置的應用層面。而要隔離背景雜音，除得仰賴多顆麥克風組成的收音架構外，MEMS麥克風也得具備偵測背景音量大小的能力，才能讓消費者以最舒服狀態，盡情感受穿戴式裝置帶來的便利性。

「依照穿戴式裝置的使用情境，意法半導體設計了STANC0解決方案。」蘇振隆指出：「除左、右聲道各使用兩個MEMS麥克風外，也加入抑制背景噪音的晶片，在一般音量即可清楚聆聽音樂或通話，不用擔心會對耳朵造成任何負擔。」

全球首款微型投影機  可投射於任何表面

其實早在智慧型手機問世後，便有不少廠商推出行動投影機，以便讓手機畫面可讓多人分享。但是市面上以DLP技術為基礎的行動投影機，體積並不算小，加上內部元件非常耗電，所以能夠使用的時間有限。為了解決DLP技術體積大、耗電的問題，意法半導體以Flying Spot技術推出的微投影機，以雷射發光源取代DLP元件，雖然亮度僅有12~15流明，但是耗電量卻下降到1.65W，可以提供更長的使用時間。

意法半導體技術行銷經理王嘉愉說：「微投影機是針對小環境投影使用，所以15流明的亮度便足以應付，而且產品大小和信用卡差不多，體積厚度約只有5mm，不僅非常方便攜帶，解析度更可達到1200x600，並且能投射在任何表面上。」

Flying Spot技術包含多項意法半導體最新研發技術，首先是可以提供每秒60張更新頻率的MEMS反射鏡、可以控制影像色彩的Garnet影像處理器、Amber MEMS晶片，以及包含雷色光源控制器在內的Emerald光學引擎。意法半導體預計2014年會推出新一代的微投影機，耗電量將會下降到1W、亮度則會提升到25流明，將會更適合搭配穿戴式裝置使用。

除了攜帶型投影機外，意法半導體也發表第三代觸控解決方案—FingerTips-S，感測靈敏度提升到0.05fF，具備防水、手套觸控以及隔空手勢操作的功能。意法導體的觸控解決方案支援不同螢幕大小的智慧型裝置，其中FingerTips-S FAS2A052是針對3.7~6吋的智慧型手機設計，而FingerTips-S FTS1A096則是為7~11.6吋的平板電腦所量身打造，至於FingerTips-S FTS1A096則是增加手寫辨識的功能，支援8.9~14.1吋的平板。

「意法半導體的觸控筆採用主動式設計，筆尖可以達到1mm，並且支援8~10bit的壓力感測。」王嘉愉解釋：「主動式觸控筆的優點，在於內建獨立電源，所以能夠很快速與平板電腦配對，並且記錄使用者的習慣，加上耗電量非常低，能夠支援長時間的書寫。」

BlueNRG問世  低耗電傳輸最佳選擇

考量到穿戴式裝置電池容量有限，以藍牙技術為基礎的Bluetooth 4.0，又稱作Bluetooth Smart，雖然資料傳輸速度稍稍下降，但是卻可以維持相同的傳輸距離，目前已經被大量應用在智慧手錶、血糖？血壓計、智慧型運動設備等等上。智慧型手機、平板電腦若要與Bluetooth Smart設備連接，則必須採用支援傳統藍牙與藍牙4.0規格的Bluetooth Smart Ready晶片，如意法半導體的BlueNRG。

意法半導體資深技術行銷工程師莊維燾表示：「意法半導體在Bluetooth Smart的藍圖規劃非常完整，在2012年底推出STBLC01之後，在2013年又發表整合Cortex M0的BlueNRG，預計2014年會推出整合無線網路晶片的BlueNRG WCSP，以滿足消費市場的需求。」相較於其他供應商，意法半導體的BlueNRG晶片不僅耗電量更低，而且體積也更小，更適合應用在穿戴式裝置上。

在發表BlueNRG之餘，意法半導體也推出了符合IP傳輸規範的Spirit1，可以讓穿戴式裝置的資料，快速上傳到雲端平台中。Spirit1支援多種不同傳輸頻段中，資料傳輸速度最高可以高達500kbps，而且在睡眠模式下的耗電量僅有950Na、關機模式則僅有2.5nA。

「意法半導體明年會推出傳輸距離更長的STS2001，讓穿戴式裝置的應用範圍更廣。」莊維燾說：「穿戴式裝置結合雲端服務之後，可以創造更多不同的應用情境，徹底實踐智慧家庭、智慧城市的藍圖。」

根據研究機構預估，穿戴式裝置在2016年的出貨量將會達到1憶7,000萬台，成為智慧型手機之後的另一個明星產業，台灣廠商若要搶食市場大餅，勢必要盡早投入，才能在競爭激烈的市場上脫穎而出。