可穿戴设备市场领跑回暖风潮，技术创新驱动产品迈向小型化、节能化及深度智能化

近年来，消费者对健康监测、运动跟踪等功能的重视不断增加，尽管手机终端销量长期下滑，但国内可穿戴市场却率先表现出回暖迹象。根据市场调查机构IDC发布的《中国可穿戴设备市场季度跟踪报告》，2023年第三季度中国可穿戴设备市场出货量达到3470万台，同比增长7.5%。整体市场持续增长，正逐步进入稳定复苏状态，月度销量已达百万级。此外，头部品牌在品牌效应和价格优势的双重加持下，也加剧了市场竞争的激烈程度。据外媒报道，苹果已将2024年的重点放在可穿戴设备上，推出混合现实头显Vision Pro、对Apple Watch进行全面升级（新增"血压趋势监测"和"睡眠呼吸暂停检测"功能，以及提供新的付费健康指导服务）以及更新AirPods系列产品。

在“后疫情时代”的背景下，中国居民医疗健康意识的增强为中国可穿戴医疗设备市场未来的增长提供了强大的动力。随着老龄化消费结构的发展，国内社区健康保健产业迎来了高速发展的机遇。同时，伴随着“大健康时代”的新趋势，良好的经济、社会和政策环境使得人们不仅关注健康监测，还对可穿戴医疗设备在疾病干预治疗、康复护理等方面表现出浓厚兴趣。在这一背景下，中国可穿戴医疗设备市场迅速扩张，预计到2026年市场规模将达到330亿元，复合增长率约为18.1%。

图源丨头豹研究院

可穿戴医疗设备是随着高新技术和无线电元器件的应用而兴起的，亦是随着人们在大健康时代对健康需求不断增长而诞生的。这类设备以传感技术、数据采集与存储技术为基础，借助大数据云平台的构建而发展出来的智能器件产品。它们能够实时采集人体的生理、生化、影像和综合数据，用于监测、诊断、干预和治疗，成为提升人们健康水平的重要装备。

01 传感器：健康的感知先锋

在智能化终端信息设备中，生物传感器作为核心技术，在可穿戴医疗设备中发挥着重要的感知作用。这些生物医学传感器能够收集人体生命特征数据，并将其转化为医疗设备可读取的电信号，通过无线传输到智能终端，进行详细解析、判定和优化处理。根据市场研究机构MarketsandMarkets发布的报告显示，2023年全球可穿戴设备传感器市场规模达到16亿美元，预计到2028年将增长至42亿美元，复合年增长率高达21.1%。传感器的小型化、智能化和低价化趋势日益显著，成为推动可穿戴设备传感器市场发展的重要驱动力。

苏州纳芯微电子股份有限公司长期聚焦传感器领域，致力于高性能集成电路芯片的设计、开发和生产。纳芯微的温度传感器产品NST112x系列拥有超小封装、低功耗、高精度等特点，自上市以来，受到了市场的广泛欢迎。据悉，小天才电话手表旗舰Z9就搭载纳芯微体表测温传感器，测温功能升级更精准，为智能可穿戴设备的温度采集功能，带来全新科技体验。此外，纳芯微高精度、低功耗温度传感器NST1002可实时感应环境温度或体表温度变化，并对算法做出相应调整，可助力CGM（连续葡萄糖监测）动态血糖监测更加精准测量。

可穿戴设备为了更好地支持各项生命体征监测，实现较大程度的人群覆盖度和准确度，正在向更高性能的方向发起冲击。以可穿戴手表的光学检测为例，用户不同肤色的透光性、不同的体毛长度、纹身和伤疤；环境的空气干燥程度、光照条件……诸多的变量叠加之后，数据的可靠性获取是首当其冲的挑战。ADI（亚德诺半导体）的传感器模拟前端芯片ADPD7000系列专为测量各种生命体征信号而设计，在上一代生命体征监测（VSM）产品的基础上ADPD7000新增了皮肤电活动(GSR)测量功能，同时还集成了光电体积脉搏波(PPG)、心电图(ECG)、身体阻抗分析(BIA)，可实现更准确的血氧、心率、心电、体脂甚至是情绪反应等人体生理特征指标的监测。

作为一种生物反馈方式，GSR可以检测人体的情绪变化，反映人在身心上的反应。其检测的原理是当人体受到外界刺激时，皮肤会产生电位变化，这种电位变化被称为皮肤电反应，也被称为皮肤电活性（EDA），或者皮肤电导（SC）。当人体的情绪发生变化时，可以通过观察GSR数据来统计量化。结合目前高压环境下越来越多人由于情绪导致的心理健康问题，该功能在可穿戴设备上的监测实现是让人期待的。ADPD7000的GSR测量通道复用了ECG和BIA的电路，可以与心率、心率变异性等数据进行结合分析，利用传感器融合技术，实现对用户的精神状态实现更精细化的评价。

02 守护设备的低功耗、小尺寸和高续航

在可穿戴设备领域，超低功耗模式是一种通过优化硬件和软件设计来降低设备功耗，从而延长设备使用时间的技术。然而，超低功耗模式也带来了一些挑战，其中之一是数据存储问题。由于功耗降低，设备的运算和存储能力也会受到影响。因此，在确保数据存储可靠性和安全性的前提下，如何降低存储功耗成为可穿戴设备设计中的重要课题。
如今的可穿戴医疗设备普遍配备了先进的数据存储模块，能够将海量的生理数据安全、快速地存储起来，并通过高效的微处理器进行初步处理。在此环节，微控制器（MCU）和存储芯片供应商通过研发低功耗、高集成度的嵌入式处理器和非易失性存储器，为可穿戴设备提供了强大而持久的数据处理与存储能力，NOR Flash作为设备数据的存储载体，在可穿戴应用中有着高频率的数据读写操作。在超低功耗存储领域持续耕耘并实现多系列量产的兆易创新（GigaDevice），其量产的GD25UF系列NOR Flash具备1.2V核心供电与IO接口电压，提供超低功耗模式。相比1.8V NOR Flash，GD25UF功耗大幅降低，且在数据传输速度、读写功耗、可靠性等关键性能指标上均达到国际前列水平。与此同时，随着主芯片采用更先进的工艺制程，核心电压也降至1.2V，与GD25UF系列1.2V NOR Flash搭配使用相得益彰，可有效简化电源设计并优化系统成本，帮助可穿戴等小容量电池供电设备提高续航能力。

小尺寸和高续航是可穿戴设备发展的两大关键技术挑战，也是众多半导体公司和可穿戴设备制造商持续努力的方向。全球半导体存储解决方案指引厂商华邦集成电路（苏州）有限公司着眼于消费者需求以及可穿戴设备发展需要，致力于更小尺寸更高续航的内存研发，为智能穿戴设备提供了更加简洁高效的解决方案——内存IC 产品HyperRAM。这款采用 WLCSP 封装的 HyperRAM 产品，可减少裸晶与电路板之间的电感，同时保持优良的热传导性、封装体积更小、质量更轻。以64Mb HyperRAM为例，在室温下，1.8V待机功耗为为70uW，在1.8V混合睡眠模式下的功耗只有35uW。因此，该模式可延长物联网终端和可穿戴设备的电池寿命。此外，与常规 pSRAM 动辄31个引脚相比，HyperRAM仅配备13个信号引脚，这可大幅简化PCB布局设计，在设计终端产品时，设计人员能利用 MCU 的其他脚位实现更多功能。

03 无线通信赋予可穿戴设备强大的数据传输和互联功能

作为数字化医疗生态系统中的关键组成部分，可穿戴医疗设备并非孤立运行，而是通过无线通信技术与大数据云平台无缝对接，进而实现远程监测、数据分析和个性化服务。全球知名的半导体设计与制造公司德州仪器（Texas Instruments，TI）提供了一系列低功耗无线通信解决方案，例如SimpleLink™ Wi-Fi® CC3100/CC3200 Wireless Internet-on-a-Chip™ 系列，适用于需要Wi-Fi连接的医疗可穿戴设备。CC330x系列是单芯片Wi-Fi 6和低功耗蓝牙5.4器件，同时与 Wi-Fi 4 (802.11 b/g/n) 和 Wi-Fi 5 (802.11ac) 保持兼容。这是德州仪器的第 10 代连接组合芯片，因此CC3100/CC3200是基于成熟的技术设计而成，非常适合用在通过 Linux或RTOS主机运行TCP/IP的成本敏感型嵌入式应用中，为物联网的嵌入式设备应用带来了Wi-Fi 6的效率，并具有较小的 PCB 尺寸和高度优化的物料清单。

可穿戴设备对无线通信模组的要求涵盖了功耗、稳定性、可靠性、小型化设计、安全性以及兼容性和扩展性等多个方面，面对这些严苛的要求，九联科技推出了象征着坚定、耐力和具有强大力量的“金牛座”智能穿戴鸿蒙模组Cat.1模组——UMA503-A5。这款模组厚度仅为1.7mm，特别设计用于解决智能穿戴设备在尺寸、功耗、连接稳定性以及功能集成度等方面的挑战，助力穿戴设备实现真正意义上的小型化与智能化升级。尤为值得一提的是，模组UMA503-A5已成功通过鸿蒙兼容性测试 ，进而促进穿戴设备与鸿蒙生态系统的无缝对接和深度整合，有力助推智能穿戴行业朝着鸿蒙生态系统全面融合的方向演进。

UMA503-A5以Cat.1标准为核心，凭借4G级别的高效数据传输速率，在满足各类智能穿戴设备日常所需的同时，巧妙平衡了能耗控制，显著提升了设备的电池续航表现。其体型小巧、集成度高的特点使其成为智能手表、健康监测器以及其他各类便携式穿戴产品的理想选择。

04 AI赋能可穿戴医疗设备，开启智慧健康生活新篇章

作为现代医疗领域中不可或缺的一部分，可穿戴设备正在以其独特的便携性、实时监测和数据连通性彻底改写健康管理与医疗服务的传统模式。这些设备嵌入了尖端的传感器、微处理器和无线通信技术，能够连续、准确地监测并记录用户的各种生理参数，如心率、血压、血糖、心电图、体温、运动量等，为医生和患者提供了前所未有的详细健康数据。同时，云计算平台在可穿戴医疗设备领域的作用也愈发凸显，诸如阿里云、亚马逊AWS、微软Azure等云计算巨头，为医疗可穿戴设备构建了强大的数据存储、处理和分析能力，将设备采集到的海量生理数据转化为具有临床意义的洞察与建议，推动了远程医疗、疾病预防和个性化健康管理的发展。

此外，随着人工智能（AI）的蓬勃发展，医疗级可穿戴设备通过对用户健康数据的深度学习和精准分析，不仅能为预防疾病提供有力支持，还在诊断、治疗和康复过程中发挥着日益重要的作用。展望未来，随着技术的不断进步和应用的深入拓展，医疗级可穿戴设备将在医疗健康领域发挥更加重要的作用，为人类健康事业贡献更多力量。