隨著穿戴式裝置持續推動封裝與互連技術超越極限,業界專家指出,未來還將出現許多更有趣的穿戴式裝置創新。

穿戴式裝置是一個多元化的領域,「至少有十幾種不同的細分市場,」高通(Qualcomm)負責新穿戴式裝置產品線的資深總監Pankaj Kedia在「Linley行動與穿戴式裝置研討會」(Linley Mobile & Wearables Conference)上表示,「為了實現快速開發,採用系統級封裝(SiP)比起矽晶整合更重要。」

Kedia並未透露高通將提供哪些採用SiP的產品,但強調最近專為穿戴式裝置推出的Snapdragon 2100與1000 SoC可外接感測器,並提供了支援不同通訊選擇的多種版本。

同樣地,聯發科(Mediatek)為穿戴式裝置提供了三種SoC,有些採用了SiP技術支援通訊與感測器選擇或者4Mb的記憶體等。聯發科資深業務開發總監Cliff Lin指出,採用SiP的途徑有助於在一個分歧的市場上加速支援多種需求。以同時,它還有助於設計人員將多種功能封裝於小至5.4 x 6.2 mm的裝置(以聯發科的元件為例)中。

「整合式感測器是一個值得觀察的發展趨勢,其標準在於必須達到接近80%的搭售率(attach rate),」Lin強調,例如,聯發科最近發佈專為心率與其他功能打造的自家生物測定感測器。

「我們並未整合NFC,因為搭售率不高,」高通的Kedia說,「我們追蹤了150款感測器,每一款都有多種版本,所以我們希望成為應用程式商店,而不是預測哪一款App最熱門,」他並指出,其高階SoC中還整合了一個感測器融合中樞。

蘋果在其蘋果觀看S1模塊身打扮提供了新包裝的案例研究。 Chipworks的一個表現拆卸26毫米×28毫米設備包含30只成份和多種封裝技術包括晶圓級封裝,封裝上封裝和BGA。有趣的是,注意到一個六軸傳感器和觸摸屏控制器被留下作為外部組件。

蘋果(Apple)在其智慧手錶Apple Watch中所採用的S1模組,為穿戴式裝置採用創新封裝提供了一個理想的案例研究。根據Chipworks的拆解分析顯示,在這款26 mm x 28 mm的裝置中,整合了30種元件以及多種封裝技術,包括晶圓級封裝(WLP)、層疊封裝(PoP)以及球閘陣列封裝(BGA)。有趣的是,Chipworks指出,該封裝中並不包含6軸感測器與觸控控制器,而是將其配置為外部元件。

TechSearch International封裝技術分析師Jan Vardaman指出,在設計穿戴式裝置時,供應商主要採用各種封裝技術連接不同的控制器、通訊元件與感測器,而非透過SoC整合的途徑。

20160729 Packaging NT01 根據需求為智慧手錶設計提供外接電池或感測器等多種模組選擇(來源:Blocks)

有些創新設計將採用外部互連與新式封裝技術,例如新創公司Blocks的智慧手錶。Blocks創辦人Ali Tahmaseb表示,這款智慧手錶支援外部模組,以實現採用專有電源與互連的外接電池或新功能。成立三年的Blocks即將出貨採用Snapdragon 2100的首款產品。

此外,由一群攝影愛好者共同成立的新創公司Toka!Flash為了擺脫儲存空間受限的問題,設計出一款皮帶扣環型的固態硬碟(SSD)。這款SSD可透過USB 3.0、Lightning以及無線連接至手機或相機。Toka!Flash即將在Indiegogo發起5萬美元的集資活動。

20160729 Packaging NT01P2 皮帶搭扣可能成為連網的SSD,實現外接儲存(來源:Toka!Flash)

設計服務公司Aricent與其客戶共同打造出內建感測器與通訊功能的頭盔。這款堅固的頭盔可追蹤工人及其於工作的壓力指數,作為數位安全計劃的參考。

這款新穎的設計有朝一日可望實現廣泛的互連,從而用於連接智慧型帽子、皮帶、鞋和手環腕帶等。Aricent副總裁Scott Runner指出,對於用戶而言,無線連接十分容易實現,但要在裝置中加入天線則極具挑戰性,畢竟還得考慮到裝置的空間受限、干擾、人體週遭的訊號衰減特性以及行動中的環境改變等因素。

20160729 Packaging NT01P3 DAQR智慧頭盔

此外,智慧型手機中所用的電源管理技術——如動態頻率與電壓調節以及利用大、小核心叢集等,並不完全適用於穿戴式裝置設計。然而,Runner也補充說,穿戴式裝置可望在一些新概念上發展得更成熟,例如近似運算與近(次)閾運算等。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Wearables Try On Package Options,by Rick Merritt)