毫無疑問，穿戴式電子將是2014年科技產業所重視的議題之一。由於應用層面廣泛，現階段穿戴式電子的發展狀況可用「百花齊放」來形容。從SONY在CES 2014所發表的智慧手環 SmartBand SWR10，再加上先前早已發佈的智慧手錶SW2，又或是CASIO或是NIKE等業者所發表的穿戴式產品與Google Glass等，其實都不難發現，不論是運動品牌或是消費性電子大廠都對這塊市場躍躍欲試。

產品即便多元 但基本架構不變

然而，因為穿戴式電子產品非常多元，在半導體元件的應用類別上也就呈現相當混亂的局面。不過，大致上，不論是哪一類的穿戴式裝置，原則上都不脫:感測、處理器與無線射頻這三大元件的核心組合。

就感測元件而言，大概就是以MEMS（微機電系統）元件為主；處理器方面，則是以MPU（微處理器）與MCU（微控制器）來擔綱；至於無線射頻則會由GPS、藍牙等技術來負責定位或是資料傳輸的工作。透過這樣的組合，穿戴式電子產品就能扮演資訊傳遞的媒介或是產品控制助理的角色，像是音樂播放控制、生理訊號的記錄與重要訊息瀏覽等，只要設計得宜，這類產品有助於消費者在進行運動或是其他行為的當下，提升其便利性。

而就目前已推出市場，並開始進行販售的穿戴式裝置中，觀察其功能規格，藍牙傳輸可以說是基本配備。像是CSR或是博通，早已針對此領域進行布局。其他像是ANT+與GPS等無線射頻技術，也有一定的能見度。

圖一 : 考量到電力的問題，過往一直訴求低功耗的藍牙技術，在這波穿戴式熱潮中發揮了前所未有的影響力，尤其是要與智慧型手機連線，藍牙更是不可或缺。（Source:genynewsonline.com）

需求不同 MCU等級也有差異

檯面上較為知名的穿戴式電子產品，莫過於Google所推出的 Google Glass或是三星、SONY等推出的智慧手錶有較多的討論熱度。儘管目前的產品面向十分多元，但也有不少業者表示:「釐清產品功能需求，大概就能了解所需要的半導體元件有哪些。」

以Google Glass為例，由於功能性相當豐富，所以也具備了:MEMS麥克風、微型投影元件、動作、壓力與溫溼度感測器等MEMS產品，同時亦有無線收發的功能在；但如果是SONY的智慧手錶，由於功能性與定位不同的關係，所需要的元件自然也就有所不同。

ST（意法半導體）技術行銷經理楊正廉認為，目前穿戴式電子市場應以智慧手錶有較多討論的空間，主要的原因在於有較多的產品投入市場，從Nike、EPSON到三星與SONY等都有產品推出，只是在市場定位上不甚相同。系統設計上，從ARM的M0到M4架構的MCU（微控制器）都能符合智慧手錶的設計需求，端就實際的應用定位來選用不同等級的MCU。

以Nike的智慧手錶為例，僅需要M3等級的MCU就足以應付，但若是三星或是SONY的產品，就必須要有MPU（微處理器）搭配M4等級的MCU來因應系統需求。楊正廉直言，採用MPU最主要的原因就是為了搭配作業系統（Operating System）像是Android等，來滿足較為複雜的運作與應用，但畢竟MPU的功耗遠高於MCU，再加上穿戴式電子的門檻之一就是系統功耗要處在極低的狀態，若能讓MCU分擔MPU不必要的工作，就能讓功耗下降來延長整體系統的作業時間。

圖二 : 為了要運行作業系統，MPU是必然的存在，若要分擔MPU的工作負擔，M4架構的MCU就相當重要了。（Source:SONY）

簡單應用 就應搭配簡單MCU

楊正廉進一步談到，一般來說，搭配MPU的MCU等級，大多落在M4等級的MCU身上。至於為何不用M0架構的MCU，理由在於M4與M0相較，前者的性能仍然凌駕在M0之上許多。他也指出，ST的M4 MCU本身就具有動態調整頻率的能力，可以在完成工作之後自動進入休眠狀態，若換成是M0 MCU，其表現恐怕就不如預期，反而會讓整體系統的功耗拉高，這對系統本身來說並不是件好事。但換個情況，若是一般的運動型手錶或是訴求低價策略的產品，僅需M0 MCU就可以完成系統設計。

儘管ARM架構的MCU業者們全力搶攻這波穿戴式電子商機，但不代表其他架構的MCU業者們就毫無動作可言。EPSON技術行銷處主任工程師胡志偉觀察，採用ARM架構的MCU是運算能力相對較強的產品類別，適合較為複雜的應用。至於功能單純的產品類型，採用較為簡單架構的MCU會更適當。

圖三 : 不同等級的處理器架構，對應的應用也相對不同，對照於SONY SW2的複雜性，此款麥哲倫的產品就僅是採用了Silicon Lab的32位元MCU來設計系統。（Cortex-M3）（Source:Silicon Lab）

以ARM目前的作法來看，全系列的處理器核心都是採用32位元架構，但有些較為簡單的應用，或許採用既有的16位元架構就能滿足。舉例來說，有些應用產品其實只是需要資料傳輸的功能而已，整個系統只要有MCU搭配BT4.0低功耗版本就能完成設計，以SONY在CES 2014所展出的手環型產品來看，其實就是屬於這類功能簡單、外型大方的類別。

圖四 : SONY在CES 2014所展出的智慧手環走的是外型簡單大方的路線，在功能不多的情況下，所需要MCU的性能自然也就不會太高。（Source:SONY）

廠商需求多變 晶片供應商作法各異

胡志偉觀察，穿戴式應用可能還是以運動類別相關領域的產品為大宗，而EPSON過去早有手錶產業的相關經驗，像是這類運動類型的手錶產品對EPSON而言其實是相當熟悉的領域。就設計實務上，手的擺動與腳的步伐同樣都可以用作跑步計算之用，但產品擺放位置的不同，演算法也會有所差異。胡志偉指出，設計者可選擇已支援這類演算法的晶片及參考設計來加快開發速度，雖然某程度上失去了一點設計彈性，卻也能提供一定品質的訊號精準度。

不過，楊正廉的看法則稍有不同。他會建議客戶群自行建立研發團隊，投入較多的研發資源來開發自有的演算法，讓自已的產品與其他競爭對手形成「差異化」。但他也強調，ST雖然不會針對穿戴式電子提供參考設計，但在台灣其實早有長期配合的第三方演算法開發業者，若客戶有需要就能提供適當的支援，身為晶片供應商，他們也投入大量的支援人力來因應。

在實務上，穿戴式裝置的使用頻率不會像智慧型手機這麼高，因此晶片在休眠狀態下的電流損耗表現就十分重要，胡志偉直言，至少要有「μA」的等級才有機會獲得客戶們的青睞。另一方面，若要專攻手錶類應用，計時功能就不能進入休眠狀態，但也必須要以極低功耗維持其運作；同時，若要喚醒整個系統，反應速度也要比一般用途MCU來得快才行。

應用多元 想像空間自然也大

值得一提的是，目前在諸多穿戴式電子的產品上，大多都有搭載顯示功能，像是STN或是AMOLED面板等。不過，擅長電子紙領域的EPSON針對穿戴式電子也開始採取行動。EPSON技術行銷處主任工程師王聲銘便談到，電子紙顯示相較於其他顯示技術的優勢便在於可撓式與高度省電，因此在去年就有大陸業者開始嘗試將該顯示技術導入手錶應用。

王聲銘分析，手錶應用如果需要經常充電，某種程度上就失去了手錶既有的方便性，若可以在不犧牲使用續航力下來豐富其功能性，這樣子的設計才有意義。這也是為何產業界開始思考電子紙導入穿戴式電子的原因。但王聲銘也不諱言，儘管電子紙擁有不少優點，但畢竟也有反應速度過慢跟僅有黑白顯示的問題存在，若要導入功能相對複雜的手錶產品，就不甚符合其設計需求。

除了智慧手錶和眼鏡，穿戴式的應用其實還有很大的想像空間。相信各位多少都有過一種經驗，在出入捷運車站的時候，突然找不到悠遊卡，明明悠遊卡可能在包包裡的某處，但就是遍尋不著。為了解決這問題，就有人將儲值卡晶片從捷運卡上取出，再嵌入3D列印機印出的戒指中，如此一來，使用者戴著戒指就可以方便地進出車站。此一應用已經出現在香港的八達通上。

這類應用自然亦可被定義在穿戴式電子的範疇內，但這類應用的系統設計就相對簡單許多，外觀的客製化設計反倒是較為重要的部份。

圖五 : 穿戴式電子的外觀五花八門，在功能極為簡單的情況下，發揮創意的外觀設計反倒成了重要的主角，而3D列印也會是關鍵之一。(Source:www.3ders.org)

看來穿戴式電子的浪潮已勢不可免，各家大廠也正磨刀霍霍準備搶食市場商機。從現有的發展狀況來看，產品的多元性，反倒讓更多半導體業者們有機會在該市場發揮所長。值得關注的是，穿戴式的設計需求五花八門，而且愈來愈多的創意來自個人或新創團隊。晶片業者不該再只依大客戶的需求去定義新產品功能，而該設法貼近這群Startups和Makers們，從創意源頭去掌握需求的脈動。

從這角度看，開放硬體會是晶片業者不該忽視的佈局策略。