隨著移動通信技術(shù)的迅速發(fā)展以及應(yīng)用軟件市場的迅猛增長，可穿戴技術(shù)與市場將迎來一個“爆發(fā)期”?？纱┐髟O(shè)備的興起推動了可穿戴醫(yī)療設(shè)備市場的崛起，心率、睡眠質(zhì)量以及血液中營養(yǎng)水平測量等設(shè)備不斷涌入市場。終端醫(yī)療產(chǎn)品的百花齊放，必然會對上游的電子元器件行業(yè)產(chǎn)生疊加效應(yīng)，演繹出全新的發(fā)展意義。

　　1 可穿戴醫(yī)療設(shè)備的興起

　　從2013年開始，智能眼鏡、智能手環(huán)、智能手表等消費領(lǐng)域的可穿戴設(shè)備蓬勃興起，對此多家市場研究機構(gòu)進行了預(yù)測，雖然數(shù)據(jù)各異，但都相當(dāng)看好這一市場。

　　IMS預(yù)計，2016年，可穿戴智能設(shè)備全球銷售額將達60億美元；BergInsight預(yù)計，2017年，全球可穿戴設(shè)備出貨量將達6400萬個；BIIntelligence預(yù)計，2014年，全球可穿戴設(shè)備出貨量將達到1億個，2018年將達到3億個，按每個平均價格42美元計算，銷售額將超過120億美元；ABIResearch預(yù)計，2018年，全球可穿戴設(shè)備出貨量將達到4.85億個，銷售額190億美元；TechnalysisResearch預(yù)計，2018年全球可穿戴設(shè)備出貨量將達7050萬個，銷售額117億美元，2013年這一數(shù)字分別為990萬和21億美元；IDC預(yù)計，2014年，全球可穿戴設(shè)備出貨量將達到1900萬個，比2013年增加2倍，2018年將達到1.119億個；NextMarket預(yù)計，2014年，全球智能手表產(chǎn)量將達到1500萬塊，2020年將達到3.73億塊。據(jù)國內(nèi)某產(chǎn)業(yè)研究所統(tǒng)計，2013年，中國可穿戴設(shè)備的總體市場規(guī)模為16.8億元，同比增長151%。隨著各大廠商的關(guān)注度和市場需求的增長，2015年中國可穿戴設(shè)備的增長有望出現(xiàn)峰值，突破百億達到130億元的規(guī)模，同比增長200%。

　　如今這股可穿戴“風(fēng)潮”逐漸蔓延至醫(yī)療行業(yè)。未來幾年，中國智能醫(yī)療電子市場規(guī)模也將不斷擴大。有報告顯示，2012年中國可穿戴便攜移動醫(yī)療設(shè)備市場規(guī)模已達4.2億元，2015年預(yù)計將超過10億元，2017年將接近50億元。依據(jù)ABI數(shù)據(jù)，2012年已約有3千萬的無線可穿戴式健康傳感器應(yīng)用于醫(yī)療電子領(lǐng)域，而可穿戴式傳感器市場將以41%的年增長率增加，預(yù)計到2017年，可穿戴式傳感器的用量將達到1.69億。

　　可穿戴醫(yī)療設(shè)備是一個高速發(fā)展的市場，它與智能手機、互聯(lián)網(wǎng)以及快速擴大的老年人保健市場具有同樣的增長步調(diào)。手腕式血糖控制儀、聲波加速體內(nèi)胰島素分泌器、可穿戴除顫器、治療腦瘤的可穿戴式交變電場、治療頭痛的電離子透入療法儀以及幫助老年癡呆癥患者喚起記憶的智能眼鏡等，都是可穿戴醫(yī)療設(shè)備的實際應(yīng)用。

　　智能可穿戴設(shè)備的興起會催生更大的移動醫(yī)療市場，這有助于疾病爆發(fā)前的預(yù)防，不論患者身處何地，都可借助有線或無線方式連接手機及互聯(lián)網(wǎng)的便攜醫(yī)療設(shè)備，相關(guān)醫(yī)務(wù)人員都可以監(jiān)測其生命體征進行疾病防控。此外，運動心率監(jiān)測儀、智能電子血壓計等可穿戴消費類醫(yī)療設(shè)備市場是一個極具潛力的細(xì)分市場。正如互聯(lián)網(wǎng)家電與傳統(tǒng)家電廠商的區(qū)別一樣，互聯(lián)網(wǎng)的營銷模式與傳統(tǒng)模式的差異在價格上有了最直接的表現(xiàn)，普通電子血壓計的售價近千元，而聯(lián)網(wǎng)的智能電子血壓計售價還不到一半。有調(diào)研機構(gòu)對目前醫(yī)療設(shè)備行業(yè)整體的利潤率進行了分析，在硬件上仍有一定的盈利空間。

　　2 元器件的協(xié)同發(fā)展

　　優(yōu)質(zhì)的可穿戴醫(yī)療設(shè)備應(yīng)體貼患者、穿戴舒適且成本親民，具備尺寸小巧、使用方便、堅固耐用、兼容無線連接以及長電池壽命等優(yōu)勢特征，這需要配套的相關(guān)元器件具有一些獨特的性能，以滿足未來可穿戴設(shè)備的小型化、低功耗與大量采用無線技術(shù)這幾個發(fā)展趨勢。

　　目前，已能設(shè)計實現(xiàn)一個僅需單個紐扣鋰電池供電的醫(yī)用設(shè)備（如：無線ECG、心率、氧含量、呼吸、體溫監(jiān)測設(shè)備）。通過測量來自傳感器的信息、對其進行數(shù)字化、然后發(fā)送至手機、進而傳輸給醫(yī)生，實現(xiàn)下一階段的數(shù)據(jù)處理，疾病檢測、預(yù)防和建議等。移動裝置已從早期僅作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹薪槊襟w或儲存媒體，發(fā)展到不僅可做運算、顯示，與使用者互動的工具，還能透過設(shè)備內(nèi)置或外接元件，甚至采用定制化方式來實現(xiàn)可穿戴醫(yī)療產(chǎn)品的開發(fā)。

　　許多消費者已在使用的自助式電離子透入產(chǎn)品，可針對多種病癥（如頭痛、感冒瘡和皺紋等）進行給藥，制造這類低成本的一次性藥物分配器，需用到集成度高、高能效、小型化、采用標(biāo)準(zhǔn)元器件以及嵌入無線功能的醫(yī)療市場用半導(dǎo)體產(chǎn)品，比如經(jīng)濟高效的高性能MCU。近10年來，伴隨半導(dǎo)體技術(shù)的進步，中央處理器無論在運行速度、節(jié)電效能和封裝尺寸上都取得了長足的進步。此外，可編程閃存的容量近年也有了大幅的提升，這保證了醫(yī)療應(yīng)用中大量的數(shù)據(jù)存儲的需要。穿戴式醫(yī)療設(shè)備的核心控制器的研制與選用中，高效能、介面接口以及功率消耗是需關(guān)注的重要參數(shù)。

　　傳感器是可穿戴醫(yī)療設(shè)備的關(guān)鍵器件之一。傳感器及傳感控制電路用于感知外部信號，以及搜集各類信號的反饋。核心控制器則用來處理、量測、分析信號，以及導(dǎo)入程序，然后做出反應(yīng)。隨著精密制造、半導(dǎo)體工藝以及微機電技術(shù)的發(fā)展，前端傳感器模組以傳感控制電路出現(xiàn)了輕薄短小的演進趨勢，這些器件包括陀螺儀、加速度計、溫度傳感器、微型電極、微型光學(xué)元件、小型泵與壓脈帶、微型麥克風(fēng)以及可撓性傳感器等，傳感器的小型化有助于實現(xiàn)穿戴式裝置在醫(yī)療器材的身體接觸部位的細(xì)微化，如可撓式傳感器，可貼附于人體皮膚上進行生理信號的測量。在傳感控制電路上，根據(jù)應(yīng)用可能包含前級放大器、高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、可調(diào)節(jié)濾波器、驅(qū)動電路與反饋機制等，傳統(tǒng)醫(yī)療設(shè)備常以多顆不同功能的器件組成特定應(yīng)用的傳感控制電路，目前醫(yī)療專用的傳感器控制IC的開發(fā)進程正在加快。

　　可穿戴醫(yī)療設(shè)備所需的小型元件的研發(fā)正在加快。日本TDK和阿爾卑斯電氣等元器件制造商計劃2014年陸續(xù)啟動面向“可穿戴式終端”的元器件生產(chǎn)。TDK從2014年1月開始生產(chǎn)比之前產(chǎn)品更小的無線通信元件。阿爾卑斯電氣計劃引入可彎曲觸摸屏的生產(chǎn)設(shè)備并啟動量產(chǎn)。在晶體振蕩器方面，日本大真空公司開發(fā)出了比之前產(chǎn)品薄40%的超小型產(chǎn)品，已于2014年2月開始量產(chǎn)，計劃最初每月生產(chǎn)200萬個，之后會根據(jù)訂單情況來決定是否增產(chǎn)。村田制作所除了生產(chǎn)如長0.25毫米、寬0.125毫米的超微細(xì)的積層陶瓷電容器外，還開始生產(chǎn)超小型晶體振蕩器，這些元件僅為智能手機的超小型元件的一半大小，產(chǎn)品附加值高。

　　在可穿戴醫(yī)療設(shè)備與智能設(shè)備的連結(jié)上，第四代藍牙（Bluetooth4.0）是當(dāng)前較新的一項近距離無線傳輸技術(shù)。借助第四代藍牙技術(shù)的格式，符合ISO傳輸規(guī)范的低能耗傳輸模式逐漸普及，尤其是第四代藍牙標(biāo)準(zhǔn)中有專屬于生理信號中血壓、血糖、體溫和心跳的協(xié)議，這為開發(fā)醫(yī)療專用藍牙器件提供了參考。如今智能移動設(shè)備除擁有強大的運算處理能力外，還整合了各種傳感器以及日新月異的顯示器件，適用于多種信號傳輸技術(shù)的器件將一并得到發(fā)展。

　　此外，由于醫(yī)療法規(guī)的要求，可穿戴醫(yī)療設(shè)備的電性安全與電磁兼容（EMC）性的標(biāo)準(zhǔn)，遠高于普通的消費類電子產(chǎn)品，因此防電磁波干擾這類元器件的研發(fā)與選用就非常重要，必須在前端的傳感器控制電路的設(shè)計中加以考量。隨著小型化設(shè)計的進一步完善，可穿戴設(shè)備也可能是植入式的，比如紐扣、戒指等，這可能會帶來生產(chǎn)企業(yè)和相關(guān)行業(yè)新一輪的沖擊與重組。

　　3 結(jié)束語

　　在2013年的互聯(lián)網(wǎng)趨勢報告中，就有分析人士指出可穿戴技術(shù)將成為下一個10年的大機會，預(yù)計未來幾十年內(nèi)，可穿戴設(shè)備及新的設(shè)備類型將成為新的增長點，并且引發(fā)一場個人數(shù)據(jù)的革命。隨著諸如Nike、FitBit、Jawbone、iHealth及其他廠家的產(chǎn)品為人們提供幫助其衡量和管理健身水平的數(shù)據(jù)，消費者對醫(yī)療保健類可穿戴設(shè)備的需求會持續(xù)增長。相關(guān)的元器件制造商將從中受益，比如芯片封測、互聯(lián)性模組、柔性電路板、金屬結(jié)構(gòu)件、MEMS芯片以及微型電聲與微型光學(xué)器件、電池及電池管理系統(tǒng)等，都將在易用性、高穩(wěn)定性與安全性、簡單且安全的連結(jié)、低功率消耗、支持寬幅低電壓、高精度小尺寸以及低成本等多個方面迎來技術(shù)進步甚至換代。

　　作者簡介：李會凱（1975—），男，河南漯河人，講師，研究方向為計算機控制技術(shù)。