百万级销售规模！智能戒指集成化已成趋势，Chiplet技术破解良率问题

电子发烧友网报道（文/莫婷婷）智能戒指作为可穿戴设备市场的“新宠”迎来“泼天富贵”。根据贝哲斯咨询的统计，2022年全球智能戒指市场规模约为1.37亿元（人民币），预计到2028年将达到9.47亿元以37.69%的CAGR增长。
 
但智能戒指在设计上面临着比智能手表、TWS耳机更亟须解决的问题，其中包括由于其圆环的结构、小型化带来的难题。
 
 
三星、苹果大厂入局，智能戒指功能逐渐丰富

当下已经有不少业内人士看到智能戒指带来的市场增长潜力，纷纷入局。目前，三星已经发布了智能戒指，苹果的智能戒指相关专利也已经获批。如果从市场格局来看，未来智能戒指市场会形成以苹果为引导，安卓厂商跟进的格局。接下来会是原有的行业品牌、新锐品牌。当市场发展到一定阶段，会有大量的加入。
 
现阶段，可穿戴设备市场中智能手表、耳戴产品缺乏增量，在原有渠道上增加新品类，对品牌、OEM来说都会带来一定的成长机会。因此在市场格局还未正式形成之前，当前被认为是很好的入局时间节点。
 
从目前的市场情况来看，Oura已经基本定义了智能戒指的基本生态。Oura是创立于芬兰的智能戒指品牌，成立于2013年，2015年发布了第一代Oura Ring戒指。
 
在外观上，智能戒指有钛合金或陶瓷材料。根据功能的不同，可以分为基础智能戒指、健康类智能戒指、交互类智能戒指。基础类智能戒指有着心率、血氧、体温、睡眠记录等基本功能。
 
健康类智能戒指和交互类智能戒指也是差异化的产品，会增加血压、血糖等监测。要知道，因为智能戒指是佩戴在手指上，采集的信号会比手腕上采集的信号精准度高些，因此也吸引了不少传感器厂商的加入，其健康监测功能也越来越丰富，包括加入女性生理期预测、睡眠呼吸暂停监测等功能。例如三星Galaxy Ring有着活动、营养、睡眠和压力等功能。
 
交互类智能戒指指的是可以操控AR/VR设备的产品。例如致敬未知等AR品牌在发布新品时同样发布了智能戒指，能够实现语音交互的功能。
 
未来在交互方式上，还会有更多的功能，包括开启车门等。苹果的智能戒指专利中就提到，未来Apple Ring能与iPhones、MacBooks、AirPods、Vision Pro等智能设备互联。苹果还在一项专利中举例，当用户佩戴上苹果Vision Pro等虚拟现实设备，以及专利中的传感器（指套），在接住虚拟球时，就能通过触觉传感器感受到虚拟球真实触感和动态反馈。
 
 
公开数据显示，2019年，Oura的销量约为15万只，2021年5月，销售约50万只，到了2022年3月，销售超过百万只。从Oura的成长可以看到智能戒指市场快速的发展趋势。
 
随着市场需求的提升，未来智能戒指会加入IMU、NFC、LED显示屏、麦克风等元器件，并且融合更多传感器算法，实现应用拓展。这也对智能戒指的元器件设计提出了更高的要求，集成化是必然趋势。
 
 
集成化已成趋势，Chiplet技术成为最优解？

部分智能戒指成品宽度一般为8mm，厚度为2.5mm。从生产制造来看，智能戒指还存在三大痛点。
 
一是智能戒指内部有着多个传感器，因此戒指会比较厚重。
 
二是小型化的尺寸对内部元器件的集成度提出了更高要求，而且会限制电池容量，需要更高精度的制造工艺解决该问题。且还需要稳定的无线通讯技术保证跟手机等智能设备的连接。
 
三是由于智能戒指是圆形结构，因此生产过程中需要弯曲PCB板。要实现规模化生产，在小尺寸的智能戒指结构里，如何提高生产制造技术，保证良率是问题之一。
 
勇芯科技表示，不管是采用软硬结合板的方案还是其他方案，生产过程中会出现折弯露铜等问题，且不同尺寸、不同系列的智能戒指的电池容量也不一样，如何保证电池的续航时间能够达到最好状态也是个问题。
 

 
如何实现智能戒指的规模化生产，首先要解决的是良率的问题。目前在生产智能戒指过程中会采用灌胶工艺，但是良率只能达到50%—60%。一旦灌胶之后，其他元器件在生产过程中出现损坏，就没法回收。
 
既然问题是出现在板子上面，那么能否将这些问题都移到芯片去，降低产生问题的概率。业内提出了Chiplet的技术方案，通过高集成度封装的方式，降低BOM物料。
 
勇芯科技介绍，与分立器件相比，Chiplet技术主芯片采用LGA封装，可手动焊接调试；板子长度最短可以到20mm，宽度可以到5mm，弯折后生产良率>95%；PCB层数可减少为两层板，可单面布件，且BOM数量可由分立器件的70减少为50。
 
在硬件层面，采用高集成度封装、定制化的Chiplet，芯片可以把BOM物料减少30%，产品良率提升20%。在驱动层面，通过多种算法库和智能戒指标准通讯协议，实现更高计算能力，优化功耗水平，提高蓝牙连接稳定性。
 
随着电子元器件微型化技术的发展，在有限的空间内集成更多的功能，如心率监测、血糖监测等健康监测功能，以及控制其他智能设备的娱乐等应用功能。这要求在电路板布图设计时进行精细的规划，以适应智能戒指小巧的空间结构。
 
为了解决良率问题，Chiplet技术被认为是最佳方案之一。勇芯科技正是采用了该技术进行智能戒指的生产制造。据了解，封装后的智能戒指里面能够放进近30颗芯片。
 
另外，在产品设计中，雅为智能通过采用单环结构也实现了降低成本，减轻重量的目的，而且也提升了传感灵敏度。与此同时，雅为智能不断提升灌胶技术，将其良率提升至98%。
 
通过Chiplet技术、灌胶技术等生产制造工艺的升级，智能戒指的成本将进一步降低。据了解雅为智能已经将产品单价降到百元以下。未来随着智能戒指集成更多的功能，里面需要搭载的芯片也会越来越多，此外，为了提升续航水平，低功耗技术、电池容量也会被进一步强调，Chiplet技术也需要通过迭代配合这些需求的实现。