根據(jù)IHS機(jī)構(gòu)預(yù)測，在2018年時，全球MEMS在消費性電子產(chǎn)品與行動裝置的市場規(guī)模將達(dá)到57億美元，比起在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用市場營收約3.34億美 元高很多。而在這些工業(yè)應(yīng)用中，建筑物自動化包括由智能電表、智能家庭(Smart Home)、智能城市(Smart City)等，將會是最主要的營收來源。
預(yù)期未來10年內(nèi)MEMS在物聯(lián)網(wǎng)的最大商機(jī)及技術(shù)挑戰(zhàn)，仍會是在行動裝置與智能穿戴產(chǎn)品的相關(guān)應(yīng)用。圖1是應(yīng)用在消費性電子產(chǎn)品與穿戴裝置的熱門感測元件及其商品上市時程。
圖1 消費性電子產(chǎn)品與穿戴裝置應(yīng)用的熱門感測元件及其商品化時程
穿戴裝置成為MEMS傳感器新興應(yīng)用商機(jī)
智能穿戴裝置是目前最熱門的新興產(chǎn)品，其所使用的感測元件，大多仍與智能手機(jī)者相同。主要是相較于手機(jī)應(yīng)用，穿戴裝置所使用的傳感器無論在尺寸、耗電量、感測靈敏度或是元件可靠度上，通常皆須面對更嚴(yán)苛的要求。
目前已處于市場百家爭鳴的智能手表，即使結(jié)構(gòu)上所允許的設(shè)計空間及電池容量皆遠(yuǎn)小于手機(jī)，但使用者卻對聲控、動作感知、或是續(xù)航力等產(chǎn)品性能，有與手機(jī)相同的期待。
因 此，大多數(shù)傳感器皆須先經(jīng)過應(yīng)用在智能手機(jī)上商品化成功后，才會轉(zhuǎn)移到穿戴裝置來使用。其最成功的元件案例是慣性傳感器與MEMS麥克風(fēng)，包括 Google、Apple、微軟(Microsoft)、摩托羅拉(Motorola)等多家知名大廠，皆已將此兩元件整合在自家的穿戴裝置產(chǎn)品內(nèi)，成為 其傳感器標(biāo)準(zhǔn)配備。
根據(jù)觀察，智能穿戴裝置在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用最具商機(jī)潛力的兩大功能項目在于量化生活(Quantified Self)及隨身環(huán)境安全監(jiān)測。所謂量化生活是指將個人每日生活中的輸入(例如飲食內(nèi)容、走路步數(shù)、環(huán)境空氣品質(zhì)等)、狀態(tài)(例如心情、膚導(dǎo)、心率、血氧 飽和度等)及表現(xiàn)(包括心理及生理面向)等參數(shù)變化，結(jié)合科學(xué)技術(shù)來進(jìn)行資料擷取記錄的一種活動。
其目的是藉由分析具體化的自我量測數(shù)據(jù)，來有效評估改善個人生活品質(zhì)。例如藉由智能穿戴裝置平日持續(xù)的生理資訊監(jiān)測和記錄，未來醫(yī)療診斷將不僅依據(jù)患者的局部病征作判別，而會從飲食習(xí)慣與生活型態(tài)等根本原因一并考量，邁向整合式預(yù)防醫(yī)療的服務(wù)模式。
滿足穿戴裝置物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的常見感測功能如表1，大致可包括活動感知、影像感測、環(huán)境感測及生理感測四大類別。MEMS元件在穿戴裝置上的應(yīng)用訴求，是使系統(tǒng)達(dá)到微小化、低功耗、高性能及多功能整合等目的;而其最關(guān)鍵的兩大功能需求則在于感測與無線通訊。
如表2所示，最有機(jī)會廣泛應(yīng)用于穿戴行動裝置的MEMS元件包括動作感知、聲控辨識、無線通訊及環(huán)境偵測四大類別。在無線通訊方面，智能穿戴裝置通常需要尺寸微小、并且功耗超低的無線前端模組，來擔(dān)負(fù)穿戴裝置系統(tǒng)長期連網(wǎng)與資料傳輸?shù)裙ぷ鳌?/p>
為使無線系統(tǒng)尺寸縮小，除將內(nèi)部射頻(RF)元件縮小之外，也須設(shè)法同時提高該元件的Q值(品質(zhì)系數(shù))，如此才能降低環(huán)境雜訊的干擾影響，提供符合需求的無線訊號傳輸品質(zhì)。
在MEMS傳感器的應(yīng)用方面，目前市場規(guī)模最大者仍是慣性傳感器及MEMS麥克風(fēng);而近期包括高度計與氣體傳感器兩大元件，預(yù)期應(yīng)用需求將會大幅成長。而未來最具市場爆發(fā)潛力的MEMS元件，將可能會是紅外線影像傳感器。
愈來愈多的穿戴裝置利用復(fù)合式慣性傳感器來達(dá)到健身監(jiān)測功能，并實現(xiàn)系統(tǒng)智能節(jié)能與姿態(tài)控制等目的。全球復(fù)合式慣性感測元件在消費性電子及行動裝置應(yīng)用市場之營收，預(yù)估將由2013年約4.43億美元成長至2017年超越10億美元規(guī)模。
復(fù)合式多軸慣性傳感器受到廣泛接受的最大原因，主要是在于他的應(yīng)用便利性。
系統(tǒng)商可買進(jìn)一顆復(fù)合式慣性傳感器取代原本的二至三顆慣性元件，并且也可同時由供應(yīng)商取得該傳感器最佳的感測融合解決方案。