Google Glass领头　智能眼镜掀半导体淘金热

    智慧眼镜将掀起半导体市场新一波淘金热潮。Google Glass市场热度高涨，吸引索尼、Nike等消费性品牌大厂竞相投入穿戴式装置研发；而半导体业者也看好此一应用商机全力展开抢攻，期开创智慧型手机和平板装置之外的另一营收来源。

穿戴式装置已成为品牌厂新布局焦点。智慧型手机、平板电脑出货年成长率逐渐放缓，平均售价(ASP)也将跌破300美元，因此各大品牌厂已将穿戴式装置视为继智慧型手机和平板后下一波抢攻目标，以增添新的营收成长动能。  
拓墣产业研究所消费电子产业中心研究员蔡卓邵表示，2013?2016年智慧型手机出货量虽然持续增加，但年成长率将由38.68%骤降到6.87%(图1)；此外，智慧型手机持续走向低价化，预估2014年后平均售价将跌破300美元。  


图1    全球智慧型手机出货量分析　资料来源：拓墣(08/2013)
平板电脑市场亦将遭遇相同命运。虽然2011?2015年全球平板电脑出货量将由一千七百万台暴增至两亿两千五百万台，但其2011?2015年成长率却将由274%一路下滑至9%(图2)。  


图2    全球平板电脑出货量　资料来源：拓墣(08/2013)
有鉴于此，业界已开始积极研发继智慧型手机和平板后的下一波杀手级应用产品--穿戴式装置，以持续推升营收表现。拓墣产业研究所指出，2011?2018年全球穿戴式装置产值将由12亿美元爆炸性成长至183亿美元，出货量亦由约五千万台劲扬至两亿五千万台。其中，2012?2014年穿戴式装置市场各式应用将遍地开花，但百家争鸣的情况将导致产业面临激烈竞争，预估至2017~2018年左右，整体零组件技术及供应链成熟后，市场将迈向第二波成长阶段(图3)。  


图3    2011∼2018年全球穿戴式装置产值分析　资料来源：拓墣(08/2013)
值得注意的是，尽管穿戴式装置将带来不可小觑的营收动力，但根据市调机构研究，目前对穿戴式装置展现高度兴趣的主要消费族群仍局限于年收入低于35,000美元的年轻大众，因此品牌厂为提高穿戴式装置市场渗透率，多将首波产品目标定价限缩于200?300美元间。  

以智慧眼镜为例，目前各大品牌厂的产品市场定位多为提供时间、天气预报等资讯，并透过扩增实境(Augmented Reality)及网路服务提供社群资料、行动导航等进阶服务，因此，周全的软体服务将成为该装置的重要卖点，而硬体厂商则须权衡产品定价与毛利率，提出符合基础规格的关键零组件。  

针对各项智慧眼镜关键零组件成本落点(表1)，蔡卓邵分析，整合近距离无线通讯(NFC)、蓝牙(Bluetooth)、无线区域网路(Wi-Fi)和调频(FM)的四合一无线传输模组，可望以3?6美元的价格及低占位体积优势获得原始设备制造厂(OEM)青睐；至于处理器部分，厂商将倾向采用特定应用积体电路(ASIC)，可能供应商为德州仪器(TI)及意法半导体(ST)，每颗晶片成本约3?4美元；此外，厂商将采用同样具低成本优势的矽基液晶(LCoS)方案做为显示面板，成本约30~35美元，可能供应商为立景及禾鈶。总体而言，若供应链厂商可控制各项零组件成本于理想价格区间，则智慧眼镜成本将仅50~100美元，仍可为品牌厂带来可观获利。  


抢攻穿戴式应用　4K2K LCoS方案现身

事实上，国内矽基液晶厂商早已洞察先机，并抢先于今年发布超高画质(UHD)解析度的矽基液晶微投影方案，欲让该技术在穿戴式应用市场大放异彩。  

矽基液晶显示技术具备低成本优势，且在近眼(Near Eye)应用中解析度表现十分理想，可望在Google Glass等头戴式装置中崭露头角。目前业界已成功研发具备超高画质解析度的矽基液晶微投影方案，可望加速拓展头戴式装置应用范围。  

禾鈶市场行销部资深经理蔡雅琦表示，超高画质微型显示器在利基型市场中的应用已日益成熟，例如医疗教学中可透过搭载超高画质微型显示器的头戴式装置，并结合扩增实境及力回馈(Force Feedback)技术让学生练习人体解剖，体验临床情况；而工业设计系的学生也可利用该装置与电脑、云端运算装置连线，辅以扩增实境模拟产品设计流程。未来这些应用情境将随着扩增实境技术逐渐普及后，快速渗透各式穿戴式装置，并带动超高画质微型显示器的需求。  

据了解，在穿戴式应用市场里，矽基液晶显示方案无论在解析度及价位上皆胜过数位光源处理(DLP)方案，且前者的亮度及对比度(Contrast Ratio)表现亦不俗，最重要的是，目前业界的矽基液晶方案已可支援高达960MHz的调变率(Modulation Rate)，能避免让人眼察觉残影的彩虹效应(Rainbow Effect)，因此在未来的头戴式应用市场潜力十足。  

蔡雅琦指出，禾鈶已成功研发画素间距3.74微米(μm)、裸晶尺寸(Die Size)0.7寸(对角线)的8寸晶圆背板(Backplane)，并可达4K×2K解析度，可提供模组厂商做为色序式(Color Sequential)单晶片驱动的矽基液晶微型投影显示面板，适用于头戴式装置、零距离投影的家用大型尺寸显示器，以及全像投影等应用市场。  

展望未来，禾鈶将持续瞄准穿戴式装置以及零距离投影应用，以家庭的「第二台电视」为目标，推升超高画质矽基液晶显示方案的市场渗透率，并在中国大陆、印度、日本等市场攻城掠地，抢占至少10%的电视市场占有率，让矽基液晶技术于微型显示器市场中扬眉吐气。  

值得注意的是，在这波穿戴式装置市场热潮中受惠的不仅是矽基液晶厂商，微机电系统(MEMS)感测器业者亦可望搭上此一商机顺风车。  
穿戴式应用添柴薪　MEMS感测器需求增温
穿戴式装置市场持续加温，吸引国际大厂苹果(Apple)、索尼(Sony)、三星(Samsung)竞相推出解决方案，因而带动各式功能的MEMS感测器出货量持续攀升，为MEMS元件供应商增添不小成长动能。 

蔡卓邵表示，智慧穿戴式装置往往具备一个运算处理核心、可以执行各式功能的软体系统、有线/无线网路通讯模组，以及各式感测器，其中，由于体感技术系控制穿戴式装置的关键，因此各式动作感测器即成为各大品牌厂商争相导入的关键零组件。 

据了解，Google Glass即采用InvenSense MPU9150的MEMS感测器，其整合三轴陀螺仪、三轴加速度计以及Asahi Kasei AKM8975三轴地磁探测罗盘等。此外，包括Oakley的Airwave、Olympus的MEG4.0、Vuzix的M100、M2000AR、B2500AR等头部穿戴式装置也不约而同导入三轴加速度计、陀螺仪及地磁计，以提供各式动作感测功能(表2)。 


蔡卓邵指出，由于头部与手部穿戴式装置的体积大小不同，因此手部穿戴式装置如手表或手环等应用将因体积轻薄，内部可配置的积体电路(IC)、感测器尺寸将有所局限，且手部穿戴式装置能提供的功能也较为简单。 例如索尼今年9月即将推出的SmartWatch 2及Pebble今年初发表的SmartWatch即仅搭载加速度计；Nike的FuelBand仅内建温度计及加速度计；Epson E200手表亦仅配置光学式脉搏感测器，由此可见手部穿戴式装置厂商考量产品形式，将依照产品定位、功能调整MEMS导入类型。 

蔡卓邵认为，手部穿戴式装置目前应用面仍以个人资讯娱乐、运动与健身、即时健康监测等用途为主，而头部穿戴式装置则将搭配扩增实境提供个人资讯、教育训练、即时诊断治疗等服务，或是精度更高的科学研究、工业设计或军事航太应用。 

穿戴式装置与智慧型手机、平板电脑最大不同系人机介面操作方式，前者受限装置体积，面板大小、输入输出接口，及按键配置数量等皆受到影响，因此，未来语音辨识技术将成为穿戴式装置的标准配备，成为使用者操控装置的主要管道。 

动口不动手　语音辨识成标配

由于穿戴式装置设计较为轻薄，又诉求完全不用手(Hands-free)即可操控的体验，因此语音辨识技术将成为主要人机介面；另一方面，智慧型手机、超轻薄笔电(Ultrabook)等行动装置导入语音辨识技术的比例持续攀升，亦有助于穿戴式装置利用上述装置做为云端运算平台，实现更理想的自然语音辨识情境。 


图4    Nuance大中华区总经理郑裕庆指出，未来语音辨识功能将普遍内建于各大行动装置。
Nuance大中华区总经理郑裕庆(图4)表示，穿戴式装置无论是眼镜或手表，皆将受限于轻薄外型设计，而无法配置大尺寸的触控萤幕，因此，语音辨识技术将成为穿戴式装置十分重要的人机介面，未来厂商将倾向于利用语音命令(Voice Command)驱动穿戴式装置提供所需资讯。 

举例而言，Google Glass即配置语音辨识功能，使用者只要说出"ok glass"的「通关密语」，即可要求Google Glass提供拍照、搜寻道路资讯、录影、打电话、寄简讯等各式服务；同样地，Martian Watch亦让使用者可以透过语音命令接听/拨打电话、传送语音转文字(Voice-to-text)的讯息、设定行程、上网或是听音乐等，使用者的语音命令将经由Martian Watch的蓝牙模组传送至手机，由手机完成所有处理运算，再将数据回馈至手表，因此，消费者即便不拿出手机，也能完成各种功能操作。 

郑裕庆指出，受限于处理器或微控制器(MCU)规格，现在大多数穿戴式装置语音辨识技术仅能以特定语汇命令装置处理简易功能。若要符合消费者说话习惯，则须升级至「自然语音」层级。然而，自然语音辨识技术将带给穿戴式装置更多的处理器功耗负担及更高的随机存取记忆体(RAM)需求，因此未来穿戴式装置的语音辨识技术将倾向于与手机连结，由手机运算核心处理语音命令后上传至云端计算，并快速回传所需资讯。 

据了解，语音辨识技术在行动装置端正蓬勃发展，除苹果的Siri声名大噪外，宏达电、华硕、三星、中兴等手机品牌厂皆已竞相于今年发表的新机中导入语音辨识技术。随着中高阶手机价格持续亲民化及低价手机崛起，未来连100美元以下的手机也将搭配语音辨识技术。 

事实上，英特尔(Intel)最新推出的第四代Core处理器皆配有Nuance的语音辨识技术，因此今年下半年的Ultrabook已可提供语音辨识功能；此外，平板电脑的语音辨识功能亦悄悄成为各大原始设备制造商(OEM)角力的重要特色。 

郑裕庆认为，待智慧型手机、平板、Ultrabook等装置，以及各式家电如咖啡机、冷气、冰箱等皆配有语音辨识技术后，穿戴式装置将可利用蓝牙传送语音数据至各式电子装置，并利用云端服务完成自然语意分析及动作，达到机器对机器(M2M)沟通的终极目标。 

为创造更理想的智慧生活，各大厂商多在穿戴式产品中加入蓝牙连线功能，因此，蓝牙4.0将全面进驻穿戴式电子设计(图5)，引爆新一波蓝牙设计热潮。 


图5    Bluetooth SIG以多样搭载Bluetooth Smart装置的产品及穿戴式装置展现蓝牙低耗能技术。
生态系统日益健全　蓝牙4.0风靡穿戴式电子 

穿戴式电子诉求与行动装置无缝连结，在iOS、Android和Windows等主流作业系统陆续支援蓝牙4.0功能后，新一代行动装置将大举导入蓝牙3.0/4.0双模Smart Ready方案，进而刺激装置端的穿戴式电子产品或行动医疗设备也加速升级至蓝牙Smart规格，相关认证需求正以惊人速度成长。 

蓝牙技术联盟(SIG)行销长卓文泰(Suke Jawanda)表示，随着蓝牙4.0测试规范及作业系统支援日益完整，蓝牙Smart Ready和Smart装置的发展正快速蓬勃，从Nike、Adidas、Kwikset等国际品牌，到Tethercell、Hipkey、94Fifty及Pebble等以创新闻名的后起之秀，均大举推出新产品。然而，这只是冰山的一角，在各大作业系统供应商，以及穿戴式电子装置开发热潮的推波助澜下，预估蓝牙Smart装置出货量将于今年第三季开始暴冲，全年出货量可望较去年成长数倍，潜力十足。 

据悉，近期包括苹果、宏达电和三星皆推出支援蓝牙Smart Ready的手机，因而带动周边连接装置从蓝牙2.1/3.0升级至4.0的Smart规格，以减轻与行动装置连接的功耗，并省去繁琐的配对认证流程。据IHS低功耗无线智慧服务部门估计，2013上半年已有七百多万颗蓝牙Smart晶片被运用在运动及健身设备，在穿戴式电子装置持续挹注出货动能下，2018年蓝牙Smart晶片市场规模将成长十倍以上。 

莱特菠特(LitePoint)事业发展经理林群指出，血糖计、血压计和心率仪等行动医疗设备，或当红的智慧手表和智慧眼镜等穿戴式电子装置正相继导入蓝牙4.0，或蓝牙3.0/4.0双模解决方案，因而引爆庞大的产品测试需求。自今年第一季以来，该公司接获的产线端测试仪器订单已较去年大幅增长，足见蓝牙4.0导入热潮已从行动装置扩散至周边设备。 

瞄准蓝牙Smart装置的强劲需求，联发科、博通(Broadcom)、创杰和德州仪器等晶片商正加紧卡位。文晔科技台湾市场处副理杨治浩强调，除行动装置已普遍采用无线区域网路和蓝牙4.0的Combo晶片外，周边连接设备也将逐步导入，藉以实现更高传输速率与高安全性的连结应用；因此，德州仪器已率先启动装置端Combo晶片开发案，预计于2014年推出蓝牙4.0加Wi-Fi Direct或NFC的产品，并将整合32位元微控制器(MCU)核心Cortex-M3，藉以优化多元通讯协定支援及无线电频段切换速度。 

值得关注的是，看好穿戴式电子于医疗应用市场的潜在商机，通讯晶片大厂高通子公司高通生命(Qualcomm Life)将与Palomar Health共同探索Google Glass于医疗照护应用的潜力。 

探索Google眼镜应用　高通生命出击

高通子公司高通生命携手Palomar Health成立眼镜医疗育成中心(Glassware Medical Incubator)--Glassomics，该中心将专注于研发医疗照护产业应用的穿戴式运算装置技术，并推出横跨临床与消费领域的装置。 


未来智慧眼镜将与行动装置连结，带给使用者更便利的生活。　图片来源：Vuzix
高通生命全球策略与市场开发副总裁Donald Jones表示，穿戴式科技拥有庞大的潜力，因此高通生命专注于开发改善生物识别(Biometric)数据以及无线健康管理的应用方案。 

Palomar Health首席创新官(Chief Innovation Officer)Orlando Portale指出，Glassomics将以Google眼镜为例，聚焦Android系统的眼镜将如何提供医生实验室数据以及生物识别资讯，此外，Glassomics也将探索智慧手表在追踪病患资料的应用潜力。 

高通生命与Palomar Health的合作将加强彼此在产业中的合作关系并开发智慧眼镜在健康照护应用的潜力，包括扩增实境引导的临床应用、临床生理监测及新使用者面对复杂数据时的导航等情境。 

据了解，Palomar Health将提供理想的育成环境--崭新Palomar健康中心，该中心导入许多先进无线技术，包括Sotera移动式无线病患生理讯号监测器以及AirStrip的创新行动数据平台；高通生命将贡献该公司的软体开发权限，包括最新发表的2net应用程式介面(API)以及软体开发工具测试版(SDK Beta)，上述两样工具将能完善健康照护装置感测器的无线通讯特色以及于2net平台上提供数据资料的能力。 

除此之外，该育成中心也会与高通生命于5月并购的Healthy Circles公司合作，采用其协调流程引擎(Orchestration Engine)平台，该数据共享平台可让医生连接电子健康纪录(Electronic Health Record ,EHR)以及生物识别医疗装置。Portale认为，Healthy Circles所提供的平台将可以串联多种医疗场域，包括医院、医生及病患住所。 

未来Glassomics育成中心将采用高通AllJoyn开放资源专案以提供通用软体架构，确保医疗用眼镜与智慧手表等点对点(Peer-to-peer)传输装置的互通性，以利医生在医院的各个角落都可以使用AllJoyn驱动的穿戴式运算装置即时分享特定病患的病情资讯。 

未来除医疗应用外，穿戴式装置将在各领域市场中大放异彩，同时与行动装置连结，创造智慧生活，并且一跃成为半导体厂商缔造下一波营收高峰的重要应用产品。