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可穿戴設備為推動封裝技術立了大功

2016-08-02

  隨著可穿戴設備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可穿戴設備創新。

  可穿戴設備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)負責新可穿戴設備產品線的資深總監Pankaj Kedia表示,“為了實現快速開發,采用系統級封裝(SiP)比起硅晶整合更重要?!?/p>

  Kedia并未透露高通將提供哪些采用SiP的產品,但強調最近專為可穿戴設備推出的Snapdragon 2100與1000 SoC可外接傳感器,并提供了支持不同通信選擇的多種版本。

  同樣地,聯發科(Mediatek)為可穿戴設備提供了三種SoC,有些采用了SiP技術支持通信與傳感器選擇或者4Mb的內存等。聯發科資深業務開發總監Cliff Lin指出,采用SiP的途徑有助于在一個分歧的市場上加速支持多種需求。以同時,它還有助于設計人員將多種功能封裝于小至5.4 x 6.2 mm的設備(以聯發科的組件為例)中。

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  “整合式傳感器是一個值得觀察的發展趨勢,其標準在于必須達到接近80%的搭售率(attach rate),”Lin強調,例如,聯發科最近發布專為心率與其他功能打造的自家生物測定傳感器。

  “我們并未整合NFC,因為搭售率不高,”高通的Kedia說,“我們追蹤了150款傳感器,每一款都有多種版本,所以我們希望成為應用程序商店,而不是預測哪一款App最熱門,”他并指出,其高階SoC中還整合了一個傳感器融合中樞。

  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)在其智能手表Apple Watch中所采用的S1模塊,為可穿戴設備采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的設備中,整合了30種組件以及多種封裝技術,包括晶圓級封裝(WLP)、層迭封裝(PoP)以及球門陣列封裝(BGA)。有趣的是,Chipworks指出,該封裝中并不包含6軸傳感器與觸控控制器,而是將其配置為外部組件。

  TechSearch International封裝技術分析師Jan Vardaman指出,在設計可穿戴設備時,供應商主要采用各種封裝技術連接不同的控制器、通信組件與傳感器,而非透過SoC整合的途徑。

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  根據需求為智能手表設計提供外接電池或傳感器等多種模塊選擇(來源:Blocks)

  有些創新設計將采用外部互連與新式封裝技術,例如新創公司Blocks的智能手表。Blocks創辦人Ali Tahmaseb表示,這款智能手表支持外部模塊,以實現采用專有電源與互連的外接電池或新功能。成立三年的Blocks即將出貨采用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盤(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傳感器與通信功能的頭盔。這款堅固的頭盔可追蹤工人及其于工作的壓力指數,作為數字安全計劃的參考。

  這款新穎的設計有朝一日可望實現廣泛的互連,從而用于連接智能型帽子、皮帶、鞋和手環腕帶等。Aricent副總裁Scott Runner指出,對于用戶而言,無線連接十分容易實現,但要在設備中加入天線則極具挑戰性,畢竟還得考慮到設備的空間受限、干擾、人體周遭的信號衰減特性以及移動中的環境改變等因素。

  此外,智能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,并不完全適用于可穿戴設備設計。然而,Runner也補充說,可穿戴設備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。


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