2021年12月10日，由電子發(fā)燒友主辦的第八屆中國IoT大會在深圳隆重舉辦，同期舉行了“IoT可穿戴設(shè)備分論壇”。該分論壇圍繞可穿戴設(shè)備行業(yè)發(fā)展及市場趨勢、TWS耳機(jī)電源管理技術(shù)、高能效可重構(gòu)芯片方案、穿戴SOC系列芯片等主題展開。思遠(yuǎn)半導(dǎo)體市場總監(jiān)黃林、清微智能語音產(chǎn)品總監(jiān)趙俊偉、富芮坤副總裁牛釗，以及電子發(fā)燒友產(chǎn)業(yè)編輯莫婷婷帶來了最新前沿觀點(diǎn)和落地方案的分享。

可穿戴設(shè)備行業(yè)發(fā)展及市場趨勢

2016年全球智能可穿戴設(shè)備總出貨量為1.02億臺，2020年為4.45億臺，預(yù)計2020-2025年會以25%的年復(fù)合增長率增長，到2025年將達(dá)到13.58億臺。出貨量的增長離不開產(chǎn)品形式的多樣化，多樣化的產(chǎn)品被消費(fèi)者所接受。從原來的智能手表、智能手環(huán)、可穿戴耳機(jī)等產(chǎn)品，衍生至智能戒指、智能衣服、智能眼鏡，甚至是元宇宙領(lǐng)域等。電子發(fā)燒友網(wǎng)產(chǎn)業(yè)編輯莫婷婷帶來《可穿戴設(shè)備行業(yè)發(fā)展及市場趨勢分析》的主題分享，分別從主控芯片、傳感器、顯示屏、操作系統(tǒng)四大部分進(jìn)行分析。

電子發(fā)燒友產(chǎn)業(yè)編輯莫婷婷

在主控芯片方面，不同的芯片方案，在工藝制程、性能、集成度、產(chǎn)品定位等方面都各有特點(diǎn)，可以滿足不同價位、不同用途、不同網(wǎng)絡(luò)需求的智能手表產(chǎn)品使用。在消費(fèi)市場的需求刺激下，未來主控芯片將持續(xù)增長。增長驅(qū)動力主要來自用戶人群細(xì)化、產(chǎn)品更新?lián)Q代、醫(yī)療級進(jìn)程加快三大方面。面對越來越細(xì)分化的市場需求，主控芯片的應(yīng)用需求點(diǎn)也迎來了新的要求，主要體現(xiàn)在低功耗方面；集成化、支持多個外設(shè)接口等方面。

在傳感器方面，在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，成人手表更加注重使用體驗(yàn)，例如續(xù)航、場景融合、健康監(jiān)測，兒童手表除了會為兒童準(zhǔn)備學(xué)習(xí)、社交功能之外，由于家長的需求也會具備視頻、語音通話等、定位等功能。從當(dāng)前的發(fā)展趨勢可以發(fā)現(xiàn)不管是成人手表還是兒童手表，都有加入運(yùn)動、健康監(jiān)測功能的趨勢，其中成人手表的醫(yī)療級進(jìn)程較為明顯。

對于可穿戴設(shè)備醫(yī)療級的發(fā)展，未來還需要軟硬件廠商等多方的共同努力。目前還存在著發(fā)展痛點(diǎn)，主要體現(xiàn)在醫(yī)療級認(rèn)證難、時間資金投入大、供應(yīng)鏈有待完善、技術(shù)要求高、商業(yè)化落地難等方面。

在智能手表行業(yè)柔性AMOLED逐漸取代LCD面板，被智能手表設(shè)備廠商所使用，同時AMOLED帶來的高屏占比已成為廠商關(guān)注的技術(shù)趨勢之一。對于智能手表顯示屏的發(fā)展趨勢，主要體現(xiàn)在以下四大方面：一是屏幕IC小型化；二是集成算法、毫米波雷達(dá)等新技術(shù)；三是面板升級、屏占比提升；四是高刷新率與續(xù)航趨于平衡。

Counterpoint Research數(shù)據(jù)顯示，蘋果 Watch OS 憑借其iPhone的用戶基礎(chǔ)，以21.8%的市場份額成為TOP 1。Wear OS（Wear OS+Fitbit+Tizen）的市場份額從15.7%上升至23.7%，成為僅次于蘋果 Watch OS的第二大玩家。在國內(nèi)，隨著小米、榮耀等品牌在智能穿戴行業(yè)的崛起，也給相應(yīng)的操作系統(tǒng)帶來了發(fā)展空間。此外，Tizen、 Fitbit與 Wear OS 合并之后，在雙平臺的助力下Wear OS 的市場地位將得到極大地加強(qiáng)，成為蘋果 Watch OS強(qiáng)有力的競爭對手。

工程師看好的主控芯片玩家排名（圖源：電子發(fā)燒友網(wǎng)調(diào)研? 2021年12月）

2021年，元器件短缺席卷半導(dǎo)體行業(yè)，由于智能穿戴市場相對于智能手機(jī)、PC等消費(fèi)類電子市場來說，受芯片短缺影響較小。電子發(fā)燒友網(wǎng)通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，主控芯片、傳感器是這次元器件短缺中影響最為明顯的元器件類型。盡管大環(huán)境是在“缺貨”，但在市場需求不減的情況下，可穿戴設(shè)備相關(guān)產(chǎn)品的出貨量將保持增長，并且?guī)訕I(yè)績的增長。

在分享最后，莫婷婷提到了未來可穿戴設(shè)備行業(yè)的發(fā)展趨勢：一是主控芯片、屏幕IC、顯示屏、操作系統(tǒng)等軟硬件將越來越注重低功耗設(shè)計，續(xù)航痛點(diǎn)漸緩；二是傳感器技術(shù)的進(jìn)步將促進(jìn)可穿戴設(shè)備行業(yè)的醫(yī)療級進(jìn)程加快，最終形成商業(yè)閉環(huán)；三是觸屏形式呈現(xiàn)多樣化，將為新型屏幕、毫米波雷達(dá)、激光模組等帶來增長需求；四是未來國內(nèi)主流操作系統(tǒng)廠商將逐漸崛起，將呈現(xiàn)三足鼎立，或是五分天下等形勢的平衡格局；五是在需求強(qiáng)勁的消費(fèi)市場，國產(chǎn)品牌逐漸挑起大梁，未來很有機(jī)會主導(dǎo)全球可穿戴設(shè)備市場。

富芮坤：針對可穿戴的藍(lán)牙芯片全新體驗(yàn)

富芮坤是一家致力于射頻集成電路芯片的設(shè)計、研發(fā)及產(chǎn)品銷售的集成電路設(shè)計的企業(yè)，專注于智能穿戴，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，智能家居等領(lǐng)域芯片研發(fā)。從2014年成立至今，富芮坤發(fā)布了多款藍(lán)牙芯片，在2016年音頻藍(lán)牙芯片F(xiàn)R301x芯片量產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)年銷售額超過5000萬元，2018年、2019年相繼量產(chǎn)了超低功耗藍(lán)牙BLE SOC芯片F(xiàn)R801X、FR801XH，值得一提的是，在2020年，富芮坤針對可穿戴設(shè)備領(lǐng)域打造的雙模藍(lán)牙芯片F(xiàn)R508X系列芯片也實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

富芮坤副總裁牛釗

富芮坤副總裁牛釗在“IoT可穿戴設(shè)備分論壇”上提到，除了智能穿戴，富芮坤的產(chǎn)品還面向健康醫(yī)療、家電應(yīng)用、工業(yè)抄表等應(yīng)用領(lǐng)域。細(xì)分到可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，富芮坤的產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋到智能手表、智能眼鏡等產(chǎn)品。在論壇上，牛釗帶來了智能手表、智能手環(huán)的發(fā)展趨勢分析，第一是非智能手表/手環(huán)，藍(lán)牙音頻會逐步成為標(biāo)準(zhǔn)配置；二是連續(xù)血氧檢測和連續(xù)心率檢測將會逐漸成為標(biāo)配；三是非智能手表也會支持用戶自行添加輕量級、高使用頻率的APP軟件。

富芮坤微電子的Roadmap，整體來看主要有三個產(chǎn)品線，一是藍(lán)牙+WiFi二合一雙模產(chǎn)品FR601x，主要聚焦在穿戴應(yīng)用領(lǐng)域，規(guī)劃在2023年面市。二是BLE產(chǎn)品，目前迭代了三代產(chǎn)品，包括FR801x、FR801xH、FR800x。

據(jù)了解，富芮坤的FR801X系列產(chǎn)品是可穿戴設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域的第一代產(chǎn)品，到了第2代FR5082/6處理器性能有了較大提升，增加了156M的DSP，增加了較大的RAM緩存用來推動彩色的顯示屏，同時KSPI總線支持104M、DTR訪問方式，外設(shè)方面增加了SDIO口和USB接口，通過相應(yīng)的升級提升了顯示屏效果、續(xù)航能力。

值得一提的是，富芮坤的第2.5代穿戴藍(lán)牙SOC--FR5088已經(jīng)處于樣品階段，該產(chǎn)品提升了顯示驅(qū)動的能力，增加了2D image、QSPI*2 （DMA）等用以支持更好的顯示效果。

在本次論壇上，富芮坤也對未來產(chǎn)品的技術(shù)路線進(jìn)行了預(yù)告，2022年下半年將會有更新制程多核BLE產(chǎn)品FR802x面市，此外，第三代穿戴藍(lán)牙SOC芯片F(xiàn)R518x系列也即將在2022年面世。牛釗表示FR518x系列將具備更強(qiáng)的處理器，采用CrotexM33 192MHz多核架構(gòu)，同時將具備更低的功耗，雙模藍(lán)牙待機(jī)電流比上一代FR508x降低一半，內(nèi)置Sensor Hub單元降低傳感器采集功耗。

思遠(yuǎn)半導(dǎo)體：TWS耳機(jī)電源管理技術(shù)的發(fā)展趨勢與分析

思遠(yuǎn)半導(dǎo)體市場總監(jiān)黃林在IoT可穿戴設(shè)備分論壇上就《TWS耳機(jī)電源管理技術(shù)的發(fā)展與趨勢》主題進(jìn)行了分享。思遠(yuǎn)半導(dǎo)體是一家專注于電池應(yīng)用、電源管理系統(tǒng)芯片設(shè)計的企業(yè)，目前主要為消費(fèi)電子、工業(yè)及汽車電子等行業(yè)提供領(lǐng)先的電池管理系統(tǒng)級芯片解決方案。

思遠(yuǎn)半導(dǎo)體市場總監(jiān) 黃林

在論壇上思遠(yuǎn)半導(dǎo)體市場總監(jiān)黃林提到，隨著TWS耳機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨于成熟，大家對TWS耳機(jī)電源管理的需求愈發(fā)清晰，降低待機(jī)損耗、提高能量轉(zhuǎn)化效率延長TWS耳機(jī)的續(xù)航，以及解決設(shè)備互聯(lián)問題已成為TWS耳機(jī)電源管理發(fā)展的大方向。

思遠(yuǎn)半導(dǎo)體早期圍繞著TWS耳機(jī)設(shè)計應(yīng)用的充電倉和電源管理推出了SY8812、SY8815等TWS充放電電源管理的芯片。其中SY8812的高效與智能得到了許多客戶的認(rèn)可，應(yīng)用非常廣泛，出貨量喜人。通過單芯片可以做到對片對充電倉的按鍵、開機(jī)、關(guān)機(jī)進(jìn)行管理，為左耳、右耳兩路獨(dú)立輸出放電提供保護(hù)，并為不同的藍(lán)牙主控平臺電源管理設(shè)計細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，提高芯片的兼容性。

思遠(yuǎn)半導(dǎo)體在TWS電源管理芯片方面持續(xù)地做著優(yōu)化，盡可能地滿足為客戶提供高性價比的解決方案，在TWS電源管理領(lǐng)域一路前行，不斷更新產(chǎn)品。截至目前，思遠(yuǎn)半導(dǎo)體在TWS電源管理領(lǐng)域的解決方案已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了前端充電倉、無線充電接收、充放電管理，以及應(yīng)用要求較高的耳機(jī)電源管理芯片應(yīng)用的全覆蓋，并持續(xù)對解決方案的細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化。

高性價比和精簡的電路系統(tǒng)是思遠(yuǎn)半導(dǎo)體主打的產(chǎn)品設(shè)計方向。本著這一設(shè)計理念，思遠(yuǎn)半導(dǎo)體在今年推出了SY8815充電倉電源管理芯片，這款芯片是在SY8801的基礎(chǔ)上對功耗、轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行了優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)性能的翻倍提升，讓產(chǎn)品更滿足客戶的需求。

清微智能：高能效可重構(gòu)芯片為TWS耳機(jī)用戶帶來更好體驗(yàn)

清微智能語音產(chǎn)品總監(jiān)趙俊偉在分論壇上為我們帶來了關(guān)于《高能效可重構(gòu)芯片為TWS耳機(jī)用戶帶來更好體驗(yàn)》的主題分享。清微智能是一家致力于成為國際領(lǐng)先的可重構(gòu)智能芯片企業(yè)，核心技術(shù)是可重構(gòu)計算架構(gòu)體系，提供以端側(cè)為基礎(chǔ)，并向云端延伸的芯片產(chǎn)品及解決方案。

清微智能語音產(chǎn)品總監(jiān) 趙俊偉

清微智能在2006年成立了可重構(gòu)實(shí)驗(yàn)室，對新型的架構(gòu)進(jìn)行了大量研究，并通過數(shù)十年的基礎(chǔ)積累過程，成功將可重構(gòu)芯片順利通過驗(yàn)證。目前落地的產(chǎn)品涵蓋了圖像芯片和語音芯片等，在三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)芯片量產(chǎn)300萬顆。

在計算芯片領(lǐng)域里面，性能的提升大多數(shù)來源于我們的摩爾定律，而摩爾定律在近幾年呈現(xiàn)著逐漸放緩的趨勢，原因在于半導(dǎo)體的工藝發(fā)展越來越慢，已經(jīng)到了極限的位置，導(dǎo)致了芯片的性能提升越來越慢，若想提升芯片的性能，就需要尋找新的架構(gòu)?？芍貥?gòu)計算架構(gòu)既有CPU的通用性，也有ASIC的高能效，對提升芯片性能有著很大的幫助。

傳統(tǒng)的計算架構(gòu)采用的是指令驅(qū)動的時域計算模式，在指令執(zhí)行過程中需要頻繁的搬運(yùn)數(shù)據(jù)、訪問存儲器，這些高頻的操作會導(dǎo)致芯片的功耗過高。其實(shí)在傳統(tǒng)的計算芯片里面，將近占80%的系統(tǒng)資源都是用來做數(shù)據(jù)存儲或者做計算前的準(zhǔn)備，僅有20%用于計算，芯片的性能得不到充分的體現(xiàn)。清微智能通過可重構(gòu)計算架構(gòu)，可極大限度地將系統(tǒng)資源用于計算，實(shí)現(xiàn)高效的目的。

在語音信號方面，清微智能的可重構(gòu)芯片和傳統(tǒng)架構(gòu)的芯片在進(jìn)行性能數(shù)據(jù)對比時，可重構(gòu)芯片有著2-10倍的優(yōu)勢，同時高性能信號處理有效能效達(dá)到6.13 TOPS/W。目前，清微智能發(fā)布了TX201和TX231兩款集成可重構(gòu)計算引擎的語音芯片。據(jù)趙俊偉介紹，這兩款芯片的音頻采樣率高達(dá)768K，通過配合主動降噪和通話降噪功能，可實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)音頻，非常適用于TWS耳機(jī)、智能手環(huán)、頭戴耳機(jī)和藍(lán)牙音箱等應(yīng)用場景。

在論壇的最后，趙俊偉表示，智能化一定是未來的發(fā)展趨勢，尤其在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，通過高性能芯片讓通話降噪、環(huán)境降噪得以高效運(yùn)行，同時支撐生物識別和運(yùn)動識別等。在可穿戴領(lǐng)域，可重構(gòu)架構(gòu)芯片能夠?yàn)榭纱┐髟O(shè)備提供高性能、低功耗、高靈活性的使用體驗(yàn)。