百萬級銷售規(guī)模！智能戒指集成化已成趨勢，Chiplet技術(shù)破解良率問題

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/莫婷婷）智能戒指作為可穿戴設備市場的“新寵”迎來“潑天富貴”。根據(jù)貝哲斯咨詢的統(tǒng)計，2022年全球智能戒指市場規(guī)模約為1.37億元（人民幣），預計到2028年將達到9.47億元以37.69%的CAGR增長。

但智能戒指在設計上面臨著比智能手表、TWS耳機更亟須解決的問題，其中包括由于其圓環(huán)的結(jié)構(gòu)、小型化帶來的難題。


三星、蘋果大廠入局，智能戒指功能逐漸豐富

當下已經(jīng)有不少業(yè)內(nèi)人士看到智能戒指帶來的市場增長潛力，紛紛入局。目前，三星已經(jīng)發(fā)布了智能戒指，蘋果的智能戒指相關(guān)專利也已經(jīng)獲批。如果從市場格局來看，未來智能戒指市場會形成以蘋果為引導，安卓廠商跟進的格局。接下來會是原有的行業(yè)品牌、新銳品牌。當市場發(fā)展到一定階段，會有大量的加入。

現(xiàn)階段，可穿戴設備市場中智能手表、耳戴產(chǎn)品缺乏增量，在原有渠道上增加新品類，對品牌、OEM來說都會帶來一定的成長機會。因此在市場格局還未正式形成之前，當前被認為是很好的入局時間節(jié)點。

從目前的市場情況來看，Oura已經(jīng)基本定義了智能戒指的基本生態(tài)。Oura是創(chuàng)立于芬蘭的智能戒指品牌，成立于2013年，2015年發(fā)布了第一代Oura Ring戒指。

在外觀上，智能戒指有鈦合金或陶瓷材料。根據(jù)功能的不同，可以分為基礎(chǔ)智能戒指、健康類智能戒指、交互類智能戒指?；A(chǔ)類智能戒指有著心率、血氧、體溫、睡眠記錄等基本功能。

健康類智能戒指和交互類智能戒指也是差異化的產(chǎn)品，會增加血壓、血糖等監(jiān)測。要知道，因為智能戒指是佩戴在手指上，采集的信號會比手腕上采集的信號精準度高些，因此也吸引了不少傳感器廠商的加入，其健康監(jiān)測功能也越來越豐富，包括加入女性生理期預測、睡眠呼吸暫停監(jiān)測等功能。例如三星Galaxy Ring有著活動、營養(yǎng)、睡眠和壓力等功能。

交互類智能戒指指的是可以操控AR/VR設備的產(chǎn)品。例如致敬未知等AR品牌在發(fā)布新品時同樣發(fā)布了智能戒指，能夠?qū)崿F(xiàn)語音交互的功能。

未來在交互方式上，還會有更多的功能，包括開啟車門等。蘋果的智能戒指專利中就提到，未來Apple Ring能與iPhones、MacBooks、AirPods、Vision Pro等智能設備互聯(lián)。蘋果還在一項專利中舉例，當用戶佩戴上蘋果Vision Pro等虛擬現(xiàn)實設備，以及專利中的傳感器（指套），在接住虛擬球時，就能通過觸覺傳感器感受到虛擬球真實觸感和動態(tài)反饋。


公開數(shù)據(jù)顯示，2019年，Oura的銷量約為15萬只，2021年5月，銷售約50萬只，到了2022年3月，銷售超過百萬只。從Oura的成長可以看到智能戒指市場快速的發(fā)展趨勢。

隨著市場需求的提升，未來智能戒指會加入IMU、NFC、LED顯示屏、麥克風等元器件，并且融合更多傳感器算法，實現(xiàn)應用拓展。這也對智能戒指的元器件設計提出了更高的要求，集成化是必然趨勢。


集成化已成趨勢，Chiplet技術(shù)成為最優(yōu)解？

部分智能戒指成品寬度一般為8mm，厚度為2.5mm。從生產(chǎn)制造來看，智能戒指還存在三大痛點。

一是智能戒指內(nèi)部有著多個傳感器，因此戒指會比較厚重。

二是小型化的尺寸對內(nèi)部元器件的集成度提出了更高要求，而且會限制電池容量，需要更高精度的制造工藝解決該問題。且還需要穩(wěn)定的無線通訊技術(shù)保證跟手機等智能設備的連接。

三是由于智能戒指是圓形結(jié)構(gòu)，因此生產(chǎn)過程中需要彎曲PCB板。要實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，在小尺寸的智能戒指結(jié)構(gòu)里，如何提高生產(chǎn)制造技術(shù)，保證良率是問題之一。

勇芯科技表示，不管是采用軟硬結(jié)合板的方案還是其他方案，生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)折彎露銅等問題，且不同尺寸、不同系列的智能戒指的電池容量也不一樣，如何保證電池的續(xù)航時間能夠達到最好狀態(tài)也是個問題。



如何實現(xiàn)智能戒指的規(guī)?；a(chǎn)，首先要解決的是良率的問題。目前在生產(chǎn)智能戒指過程中會采用灌膠工藝，但是良率只能達到50%—60%。一旦灌膠之后，其他元器件在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)損壞，就沒法回收。

既然問題是出現(xiàn)在板子上面，那么能否將這些問題都移到芯片去，降低產(chǎn)生問題的概率。業(yè)內(nèi)提出了Chiplet的技術(shù)方案，通過高集成度封裝的方式，降低BOM物料。

勇芯科技介紹，與分立器件相比，Chiplet技術(shù)主芯片采用LGA封裝，可手動焊接調(diào)試；板子長度最短可以到20mm，寬度可以到5mm，彎折后生產(chǎn)良率>95%；PCB層數(shù)可減少為兩層板，可單面布件，且BOM數(shù)量可由分立器件的70減少為50。

在硬件層面，采用高集成度封裝、定制化的Chiplet，芯片可以把BOM物料減少30%，產(chǎn)品良率提升20%。在驅(qū)動層面，通過多種算法庫和智能戒指標準通訊協(xié)議，實現(xiàn)更高計算能力，優(yōu)化功耗水平，提高藍牙連接穩(wěn)定性。

隨著電子元器件微型化技術(shù)的發(fā)展，在有限的空間內(nèi)集成更多的功能，如心率監(jiān)測、血糖監(jiān)測等健康監(jiān)測功能，以及控制其他智能設備的娛樂等應用功能。這要求在電路板布圖設計時進行精細的規(guī)劃，以適應智能戒指小巧的空間結(jié)構(gòu)。

為了解決良率問題，Chiplet技術(shù)被認為是最佳方案之一。勇芯科技正是采用了該技術(shù)進行智能戒指的生產(chǎn)制造。據(jù)了解，封裝后的智能戒指里面能夠放進近30顆芯片。

另外，在產(chǎn)品設計中，雅為智能通過采用單環(huán)結(jié)構(gòu)也實現(xiàn)了降低成本，減輕重量的目的，而且也提升了傳感靈敏度。與此同時，雅為智能不斷提升灌膠技術(shù)，將其良率提升至98%。

通過Chiplet技術(shù)、灌膠技術(shù)等生產(chǎn)制造工藝的升級，智能戒指的成本將進一步降低。據(jù)了解雅為智能已經(jīng)將產(chǎn)品單價降到百元以下。未來隨著智能戒指集成更多的功能，里面需要搭載的芯片也會越來越多，此外，為了提升續(xù)航水平，低功耗技術(shù)、電池容量也會被進一步強調(diào)，Chiplet技術(shù)也需要通過迭代配合這些需求的實現(xiàn)。