2022可穿戴市场：蓝牙SOC、电源管理技术、可重构芯片带来新机遇

2021年12月10日，由电子发烧友主办的第八届中国IoT大会在深圳隆重举办，同期举行了“IoT可穿戴设备分论坛”。该分论坛围绕可穿戴设备行业发展及市场趋势、TWS耳机电源管理技术、高能效可重构芯片方案、穿戴SOC系列芯片等主题展开。思远半导体市场总监黄林、清微智能语音产品总监赵俊伟、富芮坤副总裁牛钊，以及电子发烧友产业编辑莫婷婷带来了最新前沿观点和落地方案的分享。

可穿戴设备行业发展及市场趋势

2016年全球智能可穿戴设备总出货量为1.02亿台，2020年为4.45亿台，预计2020-2025年会以25%的年复合增长率增长，到2025年将达到13.58亿台。出货量的增长离不开产品形式的多样化，多样化的产品被消费者所接受。从原来的智能手表、智能手环、可穿戴耳机等产品，衍生至智能戒指、智能衣服、智能眼镜，甚至是元宇宙领域等。电子发烧友网产业编辑莫婷婷带来《可穿戴设备行业发展及市场趋势分析》的主题分享，分别从主控芯片、传感器、显示屏、操作系统四大部分进行分析。

电子发烧友产业编辑莫婷婷

在主控芯片方面，不同的芯片方案，在工艺制程、性能、集成度、产品定位等方面都各有特点，可以满足不同价位、不同用途、不同网络需求的智能手表产品使用。在消费市场的需求刺激下，未来主控芯片将持续增长。增长驱动力主要来自用户人群细化、产品更新换代、医疗级进程加快三大方面。面对越来越细分化的市场需求，主控芯片的应用需求点也迎来了新的要求，主要体现在低功耗方面；集成化、支持多个外设接口等方面。

在传感器方面，在可穿戴设备领域，成人手表更加注重使用体验，例如续航、场景融合、健康监测，儿童手表除了会为儿童准备学习、社交功能之外，由于家长的需求也会具备视频、语音通话等、定位等功能。从当前的发展趋势可以发现不管是成人手表还是儿童手表，都有加入运动、健康监测功能的趋势，其中成人手表的医疗级进程较为明显。

对于可穿戴设备医疗级的发展，未来还需要软硬件厂商等多方的共同努力。目前还存在着发展痛点，主要体现在医疗级认证难、时间资金投入大、供应链有待完善、技术要求高、商业化落地难等方面。

在智能手表行业柔性AMOLED逐渐取代LCD面板，被智能手表设备厂商所使用，同时AMOLED带来的高屏占比已成为厂商关注的技术趋势之一。对于智能手表显示屏的发展趋势，主要体现在以下四大方面：一是屏幕IC小型化；二是集成算法、毫米波雷达等新技术；三是面板升级、屏占比提升；四是高刷新率与续航趋于平衡。

Counterpoint Research数据显示，苹果 Watch OS 凭借其iPhone的用户基础，以21.8%的市场份额成为TOP 1。Wear OS（Wear OS+Fitbit+Tizen）的市场份额从15.7%上升至23.7%，成为仅次于苹果 Watch OS的第二大玩家。在国内，随着小米、荣耀等品牌在智能穿戴行业的崛起，也给相应的操作系统带来了发展空间。此外，Tizen、 Fitbit与 Wear OS 合并之后，在双平台的助力下Wear OS 的市场地位将得到极大地加强，成为苹果 Watch OS强有力的竞争对手。

工程师看好的主控芯片玩家排名（图源：电子发烧友网调研  2021年12月）

2021年，元器件短缺席卷半导体行业，由于智能穿戴市场相对于智能手机、PC等消费类电子市场来说，受芯片短缺影响较小。电子发烧友网通过调研发现，主控芯片、传感器是这次元器件短缺中影响最为明显的元器件类型。尽管大环境是在“缺货”，但在市场需求不减的情况下，可穿戴设备相关产品的出货量将保持增长，并且带动业绩的增长。

在分享最后，莫婷婷提到了未来可穿戴设备行业的发展趋势：一是主控芯片、屏幕IC、显示屏、操作系统等软硬件将越来越注重低功耗设计，续航痛点渐缓；二是传感器技术的进步将促进可穿戴设备行业的医疗级进程加快，最终形成商业闭环；三是触屏形式呈现多样化，将为新型屏幕、毫米波雷达、激光模组等带来增长需求；四是未来国内主流操作系统厂商将逐渐崛起，将呈现三足鼎立，或是五分天下等形势的平衡格局；五是在需求强劲的消费市场，国产品牌逐渐挑起大梁，未来很有机会主导全球可穿戴设备市场。

富芮坤：针对可穿戴的蓝牙芯片全新体验

富芮坤是一家致力于射频集成电路芯片的设计、研发及产品销售的集成电路设计的企业，专注于智能穿戴，工业物联网，智能家居等领域芯片研发。从2014年成立至今，富芮坤发布了多款蓝牙芯片，在2016年音频蓝牙芯片FR301x芯片量产，实现年销售额超过5000万元，2018年、2019年相继量产了超低功耗蓝牙BLE SOC芯片FR801X、FR801XH，值得一提的是，在2020年，富芮坤针对可穿戴设备领域打造的双模蓝牙芯片FR508X系列芯片也实现量产。

富芮坤副总裁牛钊

富芮坤副总裁牛钊在“IoT可穿戴设备分论坛”上提到，除了智能穿戴，富芮坤的产品还面向健康医疗、家电应用、工业抄表等应用领域。细分到可穿戴设备领域，富芮坤的产品已经覆盖到智能手表、智能眼镜等产品。在论坛上，牛钊带来了智能手表、智能手环的发展趋势分析，第一是非智能手表/手环，蓝牙音频会逐步成为标准配置；二是连续血氧检测和连续心率检测将会逐渐成为标配；三是非智能手表也会支持用户自行添加轻量级、高使用频率的APP软件。

富芮坤微电子的Roadmap，整体来看主要有三个产品线，一是蓝牙+WiFi二合一双模产品FR601x，主要聚焦在穿戴应用领域，规划在2023年面市。二是BLE产品，目前迭代了三代产品，包括FR801x、FR801xH、FR800x。

据了解，富芮坤的FR801X系列产品是可穿戴设备应用领域的第一代产品，到了第2代FR5082/6处理器性能有了较大提升，增加了156M的DSP，增加了较大的RAM缓存用来推动彩色的显示屏，同时KSPI总线支持104M、DTR访问方式，外设方面增加了SDIO口和USB接口，通过相应的升级提升了显示屏效果、续航能力。

值得一提的是，富芮坤的第2.5代穿戴蓝牙SOC--FR5088已经处于样品阶段，该产品提升了显示驱动的能力，增加了2D image、QSPI*2 （DMA）等用以支持更好的显示效果。

在本次论坛上，富芮坤也对未来产品的技术路线进行了预告，2022年下半年将会有更新制程多核BLE产品FR802x面市，此外，第三代穿戴蓝牙SOC芯片FR518x系列也即将在2022年面世。牛钊表示FR518x系列将具备更强的处理器，采用CrotexM33 192MHz多核架构，同时将具备更低的功耗，双模蓝牙待机电流比上一代FR508x降低一半，内置Sensor Hub单元降低传感器采集功耗。

思远半导体：TWS耳机电源管理技术的发展趋势与分析

思远半导体市场总监黄林在IoT可穿戴设备分论坛上就《TWS耳机电源管理技术的发展与趋势》主题进行了分享。思远半导体是一家专注于电池应用、电源管理系统芯片设计的企业，目前主要为消费电子、工业及汽车电子等行业提供领先的电池管理系统级芯片解决方案。

思远半导体市场总监 黄林

在论坛上思远半导体市场总监黄林提到，随着TWS耳机技术的发展趋于成熟，大家对TWS耳机电源管理的需求愈发清晰，降低待机损耗、提高能量转化效率延长TWS耳机的续航，以及解决设备互联问题已成为TWS耳机电源管理发展的大方向。

思远半导体早期围绕着TWS耳机设计应用的充电仓和电源管理推出了SY8812、SY8815等TWS充放电电源管理的芯片。其中SY8812的高效与智能得到了许多客户的认可，应用非常广泛，出货量喜人。通过单芯片可以做到对片对充电仓的按键、开机、关机进行管理，为左耳、右耳两路独立输出放电提供保护，并为不同的蓝牙主控平台电源管理设计细节进行优化，提高芯片的兼容性。

思远半导体在TWS电源管理芯片方面持续地做着优化，尽可能地满足为客户提供高性价比的解决方案，在TWS电源管理领域一路前行，不断更新产品。截至目前，思远半导体在TWS电源管理领域的解决方案已经实现了前端充电仓、无线充电接收、充放电管理，以及应用要求较高的耳机电源管理芯片应用的全覆盖，并持续对解决方案的细节进行优化。

高性价比和精简的电路系统是思远半导体主打的产品设计方向。本着这一设计理念，思远半导体在今年推出了SY8815充电仓电源管理芯片，这款芯片是在SY8801的基础上对功耗、转换效率进行了优化，实现性能的翻倍提升，让产品更满足客户的需求。

清微智能：高能效可重构芯片为TWS耳机用户带来更好体验

清微智能语音产品总监赵俊伟在分论坛上为我们带来了关于《高能效可重构芯片为TWS耳机用户带来更好体验》的主题分享。清微智能是一家致力于成为国际领先的可重构智能芯片企业，核心技术是可重构计算架构体系，提供以端侧为基础，并向云端延伸的芯片产品及解决方案。

清微智能语音产品总监 赵俊伟

清微智能在2006年成立了可重构实验室，对新型的架构进行了大量研究，并通过数十年的基础积累过程，成功将可重构芯片顺利通过验证。目前落地的产品涵盖了图像芯片和语音芯片等，在三年内实现芯片量产300万颗。

在计算芯片领域里面，性能的提升大多数来源于我们的摩尔定律，而摩尔定律在近几年呈现着逐渐放缓的趋势，原因在于半导体的工艺发展越来越慢，已经到了极限的位置，导致了芯片的性能提升越来越慢，若想提升芯片的性能，就需要寻找新的架构。可重构计算架构既有CPU的通用性，也有ASIC的高能效，对提升芯片性能有着很大的帮助。

传统的计算架构采用的是指令驱动的时域计算模式，在指令执行过程中需要频繁的搬运数据、访问存储器，这些高频的操作会导致芯片的功耗过高。其实在传统的计算芯片里面，将近占80%的系统资源都是用来做数据存储或者做计算前的准备，仅有20%用于计算，芯片的性能得不到充分的体现。清微智能通过可重构计算架构，可极大限度地将系统资源用于计算，实现高效的目的。

在语音信号方面，清微智能的可重构芯片和传统架构的芯片在进行性能数据对比时，可重构芯片有着2-10倍的优势，同时高性能信号处理有效能效达到6.13 TOPS/W。目前，清微智能发布了TX201和TX231两款集成可重构计算引擎的语音芯片。据赵俊伟介绍，这两款芯片的音频采样率高达768K，通过配合主动降噪和通话降噪功能，可实现高品质音频，非常适用于TWS耳机、智能手环、头戴耳机和蓝牙音箱等应用场景。

在论坛的最后，赵俊伟表示，智能化一定是未来的发展趋势，尤其在可穿戴设备领域，通过高性能芯片让通话降噪、环境降噪得以高效运行，同时支撑生物识别和运动识别等。在可穿戴领域，可重构架构芯片能够为可穿戴设备提供高性能、低功耗、高灵活性的使用体验。