無線充電/定位/低功耗技術如何讓可穿戴更貼心？

　　為創(chuàng)造更加便利的生活，穿戴式裝置和智能手機搭載無線充電、定位系統(tǒng)與感測器技術風潮正方興未艾。越來越多終端制造商在自家產(chǎn)品中導入上述三項功能，也促使各大元件廠商紛紛推出相關高整合度解決方案，以回應市場需求。

　　穿戴式裝置市場熱度狂飆。在物聯(lián)網(wǎng)領域中，穿戴式裝置與個人行動裝置導入無線充電技術與日俱增，包含在汽車業(yè)、智能建筑、智能醫(yī)療等領域皆可看到無線充電的足跡。

　　無線充電持續(xù)熱燒　MI/MR技術大比拚

　　無線充電大舉滲透不同應用領域。以穿戴式產(chǎn)品來說，今年將會是智能手表、智能手環(huán)、智能眼鏡等應用率先導入無線充電。其中，磁感應（MI）與磁共振（MR）是實現(xiàn)無線充電的兩大技術類型，各自擁有不同的技術特性與優(yōu)勢；不過，MR技術的發(fā)展前景備受看好。

　　圖1　安森美半導體SEC技術經(jīng)理高東良表示，MR較MI具備更多技術上的優(yōu)勢，將成為未來無線充電市場的主流技術。

　　安森美半導體（ON Semiconductor）SEC技術經(jīng)理高東良（圖1）表示，未來MR將是能普及于廣大市場的技術。MR是透過磁共振的方式，使用高頻率的磁共振能量 傳導技術，因此可拉長電力接收器（PRU）與電力發(fā)射單元（PTU）之間的距離，不同于MI是透過低頻的磁傳導技術，裝置中的兩個線圈距離需越近越好，以 提升磁能量轉(zhuǎn)換效率。

　　高東良指出，MR技術具備幾項優(yōu)勢，首先，采用MR可將PTU完美隱藏至桌子底下或生活不同的應用之中，該技術僅需在內(nèi)嵌PTU應用的產(chǎn)品表面，標志可充電位置即可開始供電，一方面可免除遺失的問題，二方面可為生活環(huán)境帶來更便利性與美觀。

　　除此之外，高東良談到，MR是透過低功耗藍牙（BLE）作為PRU和PTU之間溝通的橋梁，透過BLE的溝通，可分辨手機、平板、穿戴式裝置等不同載具的電 量需求，對癥下藥進行配電，以避免充電瓦數(shù)過高，而導致裝置燒毀的問題，提升高效率充電應用；以BLE為通訊基礎，MR最高可同時支援1∼5個不同裝置的 電力傳輸，滿足消費者同時傳輸不同載具的需求，更為消費者接受。

　　整體而言，無線充電的MI技術發(fā)展已有十年之久，卻一直無法普及其主 要原因在于該技術的眾多限制，包含只能一對一傳輸電力、充電過程產(chǎn)生過熱問題以及無法避免金屬元件造成的干擾等挑戰(zhàn)。相較之下，MR克服了MI所延伸的問 題，采用MR的產(chǎn)品可有比較大的氣隙（Air Gap）空間，被充電的裝置毋須擔心物品擺放位置或角度即可充電，但因需要藍牙技術支援，導致成本會高一些。

　　就此而言，高東良透露， 現(xiàn)階段MR的無線充電技術導入裝置端，通常都會采用兩顆藍牙晶片，其中一顆藍牙晶片以語音傳輸和資料傳輸為主，另外一顆則是專用于MR通訊使用；不過，藍 牙技術聯(lián)盟（Bluetooth SIG）已將A4WP充電檔案資料（Profiles）納入BLE晶片標準，未來僅需一顆支援A4WP通訊協(xié)議的BLE晶片，即可實現(xiàn)MR無線充電傳輸?shù)?功能，且成本也可下降。

　　值得一提的是，高東良強調(diào)，目前無線充電產(chǎn)業(yè)的上、中、下游廠商皆積極布局無線充電領域，包含半導體廠、零組件廠和裝置系統(tǒng)商都有相對應的解決方案，此現(xiàn)象將促進該產(chǎn)業(yè)更為成熟。

　　穿戴裝置商機滿載　定位/連接整合方案搶手

　　穿戴式裝置應用百花齊放。根據(jù)Gartner分析，2016年穿戴式電子裝置出貨量將達2億7500 萬臺，平均營收上看287億美元，其中，高達115億是來自于智能手表的貢獻。

　　圖2　u-blox商業(yè)開發(fā)經(jīng)理廖容嫺指出，具備市場優(yōu)勢的定位系統(tǒng)，須同時兼顧低功耗、高精準度與尺寸小的產(chǎn)品。

　　u-blox商業(yè)開發(fā)經(jīng)理廖容嫺（圖2）表示，穿戴式市場正快速的成長，目前主要成長來自于智能型手表與智能型手環(huán)；另外，包含運動健身器材、頭戴式與智能型服飾（Smart Garment）皆為熱門且具潛力的應用市場。

　　廖容嫺認為，穿戴式裝置無論設計或采買，一定是人或?qū)櫸镒鳛榭剂康某霭l(fā)點。舉例來說，受2015年上映的兩部與兒童安全相關的電影影響，勾起中國市場對于兒童安全議題的關注，推動兒童定位手表市場方興日盛，創(chuàng)造近1000億人民幣的銷售金額。

　　整體而言，穿戴式產(chǎn)品“百百款”，但皆具備基本共通的特性。廖容嫺指出，以技術角度來看，感測、定位系統(tǒng)、短距/長距離連接與小型化裝置等功能，是設計穿戴式裝置不可或缺的基本要素，倘若能加強定位、感測元件的效能，即可將產(chǎn)品價值發(fā)揮到最大化。

　　穿戴式裝置是支援日常生活的精巧可攜式裝置，透過結合無線通訊連接和定位功能，可提供即時的服務。穿戴式裝置中的低功耗技術可延長電池使用壽命，而優(yōu)異的無 線電功能可實現(xiàn)絕佳的使用者體驗。這類需要高整合技術產(chǎn)品的市場正快速成長，因此價格也將很快地變得更有競爭力。 以定位模組來說，廖容嫺指出，應用于穿戴式裝置的衛(wèi)星定位模組，最大挑戰(zhàn)在于如何降低功耗提高電源管理的能力以實現(xiàn)節(jié)電的需求，同時提升定位精準度并且設 計出尺寸輕巧的產(chǎn)品；換言之，產(chǎn)品必須同時兼顧效能與精準度，在計算距離與速率的過程，必須提供正確的數(shù)據(jù)資料。

　　廖容嫺分 析，2017年至2018年衛(wèi)星定位模組主要市場將會鎖定智能/基礎健身（Smart/Basic Sports&Fitness）、動作攝影機（AcTIon Cameras）與人體追蹤（People Tracking）等應用領域，不過受限于這類型的穿戴裝置要求高整合度，因此技術的演進與成長動能較為緩慢。

　　現(xiàn)階段，該公司已與韓國軟體開發(fā)商KIWI PLUS合作研發(fā)新款兒童智能型手表，該手表建基于Android系統(tǒng)，配備著簡單的液晶螢幕設計，只需碰觸一下即可通話，還能提供即時且準確的位置追蹤與簡單的安全范圍設定。