传感器对可穿戴有什么影响

工程师 2018-07-17 1242

MEMS/传感技术

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近年来，随着人们生活水平的不断提高，生活条件的不断改善，人们对于生活质量也愈加关注，可穿戴设备也在这个时候适时地出现，市场更是一片火热。然而经过多年发展，可穿戴设备虽然不断推陈出新，但是能够吸引人的产品依然不多。整个可穿戴设备市场似乎陷入了一种“高不成，低不就”的状态，产品价值远远不能满足消费者的需求。

是什么在限制可穿戴设备行业的发展？如果这些问题得不到解决，可穿戴设备未来依然难以迎来大的增长，甚至可能真的沦为数据收集的二级入口。

可穿戴设备成长动力不足

根据投中研究院最新公布的《2018可穿戴传感器产业技术报告》显示，自2016年以来，全球可穿戴设备出货量与营收规模约以13%的年增长率保持平稳增长，其营收规模已经达到了近350亿美元/年。

这主要得益于在各大厂商的积极研发下，可穿戴设备种类不断增加、产品技术日渐成熟，用户体验不断提升以及产品价格不断下降。这些要素都在吸引着消费者不断更新换代购入新的可穿戴设备。

但是值得注意的是，可穿戴设备市场的增长速度已经与前五年相比略有下降，后续发展动力更是遇到瓶颈。

这种发展瓶颈主要体现在以下几个方面：

首先，从全球可穿戴设备品牌的出货量来看。虽然前五大机构占据50%以上市场份额的大趋势没有改变。但是与2015年相比，除小米和三星之外，苹果、Fitbit等厂商的市场份额均略有下降。

其次，可穿戴行业整体投资热度下降。投中研究院公布的数据显示，从2015年到2017年，可穿戴行业的投融资笔数已经从145笔下降到77笔，下降比例高达46%。投资金额也从47.3亿元下降到了31.2亿元，下降了34%。

那么造成可穿戴市场发展瓶颈的症结在哪里呢？

可穿戴市场的发展症结是什么？

从可穿戴设备诞生之初，就是作为智能手机的附属设备出现的，虽然之后的功能不断变化，但是对于智能手环、智能手表这类产品而言，很多功能依然离不开手机的支持，甚至于部分功能是智能手机的拓展。

这就使得可穿戴设备本身的定位就是一款非刚需的消费电子产品，AR/VR这类设备更是如此。

投中研究院研究报告指出，可穿戴设备的市场前景与消费者的使用意愿是分不开的，对于非刚需性的可穿戴设备而言，产品的便捷性和功能性已经成为决定消费的主要因素。

由于消费者更倾向于佩戴与手腕、手臂、手指、头部和腰部相关的可穿戴设备，因此，我们发现，2016年，全球可穿戴设备细分市场产品的市场份额分布情况基本与消费者的佩戴意愿一致。未来这一趋势也不会改变。

据Gartner预测，2021年智能手表和智能手环仍将占据较大的市场份额，头戴显示器的营收规模和出货量份额都将有所增加，紧随智能手表之后。

这也说明，如何提高可穿戴设备的便捷性和功能性这两大侧重点，将会是决定可穿戴设备市场未来市场发展的关键。这也对可穿戴设备及其相关技术的发展提出了更高的要求，尤其是在可穿戴设备的核心部件–传感器方面。

传感器与可穿戴设备相辅相成

根据产品不同，传感器在可穿戴设备中起到的作用也不同。但是，不可否认的是，可穿戴设备的功能和性能均离不开传感器核心技术的支持。

一般来说，传感器的高度集成与多元化测量，能够为可穿戴设备集成更多的监测功能；传感器的新材料开发与应用，柔性可穿戴传感器的研发能够提高可穿戴设备的易佩戴性；传感器的功耗降低也能够提升可穿戴设备的续航能力。

可以说，之前我们提到的决定可穿戴市场发展的便捷性和功能性与传感器这一核心组件都有着千丝万缕的联系。

因此，投中研究院的报告指出，传感器能为可穿戴设备带来全新的交互、创新有趣的应用、更好的用户体验，传感器的体积、质量、功耗、可靠性、稳定性等对可穿戴设备的用户体验、穿戴舒适度和功耗等有十分重要的影响。甚至于人机交互体验、智能传感技术、柔性电子技术等都离不开传感技术的发展。

而另一方面，可穿戴设备也对传感器的发展提出了更高的要求。

以可穿戴设备要求的便捷性来说，这一要求对设备中传感器的信号采集及芯片融合提出了更高的要求，尤其是在性能、功耗、体积及方案的完整性方面都与传统的设备有很大不同，整体要求也更为苛刻。

目前，可传感设备对传感器的潜在发展方向主要有以下几点要求：

首先，高度集成与多元化测量。可穿戴设备的功能不断增加，就需要集成更多的传感器，但是可穿戴设备的体积有限，如何在保证体积不变的情况下增加传感器呢？这就要求传感器高度集成，从而获取更多的细节。

其次，新材料应用与柔性可穿戴传感器。由于人体构造的原因，可穿戴设备如何更好的贴合人类的肢体也是未来需要探索的。实现柔性可穿戴电子传感器的高分辨率、高灵敏、快速响应、低成本制造和复杂信号检测仍然是一个很大的挑战。

第三，降低传感器功耗，增加续航能力。提高产品续航能力和低能耗产品研发，关键技术主要在于提高电池能量密度和环境能量获取。目前看来最可能的解决方案仍然是具有高能量密度的可充电的电化学电池，它将使传感器在体积最小化的前提下，具有较长的待机和使用时间。无线充电则有希望成为下一个可靠的能量来源。但是，在电池技术获得新的突破之前，可穿戴设备只能通过选择备用电池、降低传感器功耗等途径，间接的增加设备的续航能力。

最后，未来可穿戴设备产业的发展需要新应用点的刺激，用户对产品的深层次信息挖掘功能提出了新的要求，可穿戴式生物传感器的需求也逐渐上升。穿戴式生物传感器虽然已经在医学上有重要的应用，但严格地说它们都还未达到理想自动检测的应用水平。可以预见，接下来的几年内，消费设备将集成更广泛的生物传感器，如测量血氧量、血压和血糖水平的光谱传感器，以及确定出汗水平和pH值的皮肤电阻感应传感器等。

不难看出，可穿戴设备市场和传感器市场是两个相辅相成的市场。可穿戴设备市场目前的发展已经遇到瓶颈，急需在便捷性和功能性上寻求突破，这一突破需要传感器的支持才能够实现。而传感器市场在传统传感器市场逐渐饱和的情况下，可穿戴市场将会成为下一个新的增长点。

未来，随着可穿戴设备朝着多功能集成等方向发展，传感器在高集成、低功耗以及柔性可穿戴传感器、生物传感器等市场将会有着巨大的发展机遇。

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