marina abramovi04作为万物互联的重要一环，可穿戴设备正逐渐从PC、智能手机的附庸地位，走向独立化、场景化、智能化的应用场景。不管是手表、手环、耳机、眼镜还是衣物、饰品，可穿戴终端对于“AI+高算力+随时连接”的要求逐渐提升，同时也增加了越来越多的传感器。由此带来的功耗增加，则需要更先进的算法、制造、封装工艺来平衡。操作系统厂商也开始针对可穿戴产品进行软件应用上的多重创新。随着产业链生态的成熟，种种迹象表明，可穿戴设备产业即将进入黄金快车道。

　　作为可穿戴设备的重要形态之一，智能手表是介于传统手表与智能手机间的 IOT 产品，既具备传统手表时间指示和装饰功能，又集成智能化相关功能。与传统手表相比，智能手表可玩性和功能丰富性更高。与智能手机相比，智能手表虽然在功能丰富性和应用多样性方面存在不足，但由于体积小巧，可有效解放双手。另外，由于佩戴方式与传统手表类似，可以全天候 24 小时佩戴，可通过紧贴皮肤来获取其他智能设备无法获得的生命体征资料，如体温、心率、睡眠、血压和血氧等重要健康数据，这决定智能手表具有非常强的不可替代性和未来大规模普及渗透的潜力。未来智能手表将成为手机的辅助延伸，成为用户的第二块高效屏幕。

　　智能手表早期产品相对小众，主要痛点体现在续航、独立性、功能单一和数据监测准确度等方面问题，随着技术的不断突破和产业链的成熟，智能手表部分缺点陆续被克服，销量持续快速增长。自2014年苹果首次推出智能手表Apple Watch以来，智能手表的出货量迅速增加。2019年，Apple Watch销量首次超过整个瑞士手表行业，被认为是智能手表行业的一个里程碑。

　　2020 年受疫情影响，全球智能手表出货量出现首次下滑，从 2019 年的 9240 万台下降至 9140 万台，同比下降 1.1%。但随着疫情的好转，智能手表出货量重新上升。2020 年全球智能手表总销量达 1.94 亿台，IDC 预计至 2023 年全球智能手表的出货量将达到 13160 万块，2020-2023 年复合增速为 13%。市场调研机构CCSInsights则预计2025年全球智能手表出货量将达2.58亿，智能手环出货量为1.30亿只。

　　从品牌来看，IDC2021年第三季度全球可穿戴设备出货量报告指出，华为在智能手表细分领域，2021年Q3的出货量与苹果并列全球第一。据悉，这是继2020年第二季度后，华为再次在全球智能手表的细分领域上登顶。

　　根据旭日大数据提供的数据，智能手表市场短期内苹果霸主地位仍难以撼动，35%的品牌份额依然遥遥领先其它品牌。但中国的智能手表品牌正在发力直追。

　　此前的智能手表主要依赖手机存在，功能创新与智能手机高度重叠，在大多数场景中沦为智能手机的配件。随着智能手表功能的不断迭代以及产业链的成熟，如目前体温、心率、运动等健康数据数字化以及电话、蓝牙、微信等交互丰富性均体现在智能手表，当前智能手表已具备大部分智能手机的功能。

　　中国不仅是全球最大的智能手表消费市场，也是最大的生产基地，据了解在广东就有1.2万家可穿戴设备企业，完善的供应链使得智能手表快速更新迭代，在中国快速发展，其中还存在大量的白牌厂商。根据旭日大数据2021年上半年的出货量统计数据，目前国内智能手表品牌占比37.15%，白牌占比62.85%。

　　2021年， OPPO、vivo、魅族、一加、realme 等陆续发布了旗下首款智能手表，智能手表产业会不会像手机一样，未来只剩下如现在手机端的苹果、三星、华米、OV等巨头？要判断这一点，需要从智能手表的供应链进行分析。

　　搭载如安卓 Wear OS、Apple Watch OS和鸿蒙等智能 IOT 操作系统和高性能 AP 作为主控芯片，可安装独立第三方 APP 应用，生态内容丰富性较高，代表产品有 Apple Watch，小米和华为的旗舰款手表，缺点主要体现在成本高续航差，待机时间约在 1 到 3 天左右，大多定位于中高端。

　　特点是搭载嵌入式操作系统（RTOS），只能安装有限的轻量化 APP 应用，对硬件主控 MCU 性能要求也较弱，方案成本也较低，产品定位专注于运动健康等基本功能，待机时间多在 7 到 14 天左右，代表产品有华为 GT 系列，小米手环等。

　　实际上，智能手表和手机的供应链非常相似，主要包括ODM厂商以及元器件厂商，其中包括主控芯片、存储芯片、FPC、防护玻璃、touchpanel、马达、天线、过流保护IC、电池等。

　　智能手表产业链较长，大致分为主控芯片、零部件和下游组装三大环节。手表芯片 SOC 化将是未来 3 年重要升级方向：低功耗，高集成度，高性能是智能手表主控芯片发展的主要路线，SOC 和 SIP 封装将大幅提升集成度，改善芯片能耗比。目前主流智能手表方案是分立方案，主要采用蓝牙 SoC+MCU+多个 IC（屏幕驱动、电源管理、射频等）的多芯片解决方案，对于电路设计和内部结构优化造成不小的挑战。

　　智能手表主控芯片成本占比高达 30%左右，是智能手表的核心器件。当前国外芯片品牌占据智能手表的70%份额。2020 年高通发布Wear 4100 系列，制程更新至 12nm 制程。2021 年 OPPO 发布的 Watch2 智能手表就内置高通 W4100+Ambiq Micro MCU双芯片方案，相较于小米 color 单芯片方案复杂度明显提升，其中高通芯片搭配安卓 wear 系统负责高性能，Ambiq 芯片则搭配 RTOS系统满足低功耗和长续航。日常使用以 wear 系统为主，当手机电量低于 20%的时候，系统就开始自动切换到 RTOS 系统负责的长续航模式以保证 OPPO Watch 的日常使用。该方案成本较高，同时系统切换复杂，两个系统之间无法通信，未来大MCU+低功耗蓝牙 MCU 方案有望替代成为主流。

　　手环方面采用MCU为内核，主要厂商包括ST、TI、SiliconLab、Freescale(NXP)、Atmel、Intel、Quark、、盛群、Dialog等；手表方面，以Ambiqmicro(Apollo)、瑞昱、汇顶、Nordic为代表的主控芯片厂商几乎占据全球智能手表（含白牌）70%市场份额，主要品牌智能手表主控芯片主要由苹果、华为、Ambiqmicro(Apollo)、高通、MTK等为主要供应商。

　　随着国产智能手表品牌的崛起，本土手表SOC也开始放量，并也开始进入到12nm工艺。预计到2022年，智能手表芯片领域将会复制TWS耳机的成功。在国产芯片中，包括瑞昱、紫光展锐、昂瑞微、海思等在智能手表的产业链进入了主控前十。

　　笔者认为，在智能手表供应链中，不可忽视的一个环节还包括ODM厂商。大部分智能手表ODM此前都来自于手机产业。与手机品牌一起成长的经历，让ODM厂商有了良好的技术研发储备。与不同品牌和产品的合作关系，让ODM有了集大成的天然优势，让产品开发周期大大缩短。以可穿戴ODM代表厂商龙旗科技为例，在近20年的发展史中，经过了从功能机到智能手机，以及各种显示消费终端的设计制造，对于智能穿戴产业更容易理解。在智能穿戴方面，目前龙旗科技的客户主要包括华为、华米、OPPO、一加等国内知名品牌。华为Watch1与小米首款智能手表，均出自龙旗科技之手。除了龙旗之外，国内知名的智能手表ODM还包括佳祺通讯、舟海科技、优创亿、新案数字、易赛通信、和唐智能、魔样科技、沸石科技、金康特、拓步电子、微克科技、三基同创、欧德蒙、创智威、维亿魄等。

　　在2021年旭日大数据提供的智能手表供应链排行榜中，国产厂商爱都科技、华勤通讯、立讯精密、龙旗集团、华米科技、猎声电子、乐心医疗都进入ODM出货量前十。

　　笔者认为，随着智能手表操作系统复杂性以及手机芯片的提升，智能手表供应链也将步智能手机的后尘，一是最初由白牌引导培育市场，品牌随后切入；二是结构件中的屏、主控及部分功能性芯片、天线等供应链相通；三是主流ODM厂商相同，都是从手机向穿戴领域延伸；四是市场份额逐渐主流厂商抢占，资源集中化。在各个环节完成整合后，将最终剩下几家TOP巨头。

　　从赛道来看，目前智能手表主要分为商务、运动、健康医疗等三大赛道。而这三大赛道中，融合血压、血氧、血糖、ECG监测、体温监测等医疗功能的智能手表将是最大趋势。

　　智能手表通过内置的多种健康类传感器能有效采集其他智能设备无法获取的生命体征指标，如心率、血氧、血压、血脂、体温等，采集到的海量健康大数据在健康软件中进行分析管理有助于疾病从被动治疗到主动预防。2021年，各大厂商展示可穿戴产品健康管理能力，从心率、血氧，到ECG 检测，比拼的不仅是传感器和算法的能力，更是芯片、系统、续航等软件、硬件、以及远程医疗服务等全栈竞争力。而到了下半年，出现了新的风向，各品牌不约而同，将血压测量作为推进可穿戴健康战略的重要方向。

　　庞大的慢性病患者和老龄人口是健康型智能手表需求的核心驱动力。根据前瞻产业研究院数据，2019 年中国糖尿病患病人数为 1.2 亿，而高血压患病人数预计为 3.6 亿，且仍然以较快增速持续增长，健康智能设备的需求空间广阔。

　　健康类传感器陆续成熟，特别是重磅的血压功能落地有望促进智能手表新一轮的普及渗透。从医疗健康角度出发，血压、血糖、心率、血氧饱和度、体温、睡眠是衡量个人健康状况的重要指标，其中心率、血氧饱和度、体温、睡眠监测已经在智能手表端快速普及中，根据旭日大数据对 2020 年新发布的智能手机功能搭载率的统计，心率渗透率已经突破 78%，心电图和体温也达到 35%左右。血压和血糖监测功能目前是智能手表健康医疗的天花板，也是“人体健康管家”的落脚点，其涉及到的人体疾病重要度和复杂度非常高，这两大功能的落地有望推动智能手表新一轮的普及渗透。

　　目前华为和苹果都是全赛道竞争，其中华为的智能手表产品线多元的手环到几千元的手表。2021年12月23日华为正式发布 Watch D血压手表，通过巧妙叠加微型气泵、气囊等结构，将血压测量技术融入手表，同时集成心电/心律、血氧、体温、睡眠和压力等健康功能，且该手表已经通过药监局二类医疗器械注册，下一步将联合专业医疗机构开启注册临床试验。华为、OPPO成立运动健康实验室，分别推出WATCHD心电血压手表和WATCH2 ECG华米 Amazfit跃我 GTR 3 Pro上线了血压筛查研究项目，苹果宣布ECG移动心电图及房颤提示软件正式通过药监局审批。

　　可以说，智能手表将成为人体的私人健康管家。血脂、血压、血糖、体温、心率的检测将成为智能手表标配。目前国内包括ECG心电检测技术和PPG光电容积脉搏波技术的企业中，PPG技术有原相、鲸鱼微、维客昕等；EGC有汇顶、TI等。

　　展望未来，除了医疗健康。元宇宙或许将成为智能手表另一个亟待开发的新兴领域。2022年1月18日，脸书母公司Meta透露正计划发布一款智能手表。其中圆形款式的手表配备两个至三个摄像头。这款手表的屏幕可以旋转，方便用户从不同摄像头中选择任何一个来使用。该智能手表的摄像头可用于视频通话，Meta还有望利用这些摄像头来实现 AR/VR 和混合现实。虽然笔者还没有想好，通过手表将如何在元宇宙世界发挥作用，但未来可穿戴产品将互相融合。有可能“TWS 耳机+智能手机+智能手表+AR/VR眼镜”才是元宇宙世界的终极终端形态。

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　　- 关键词：嵌入式、AI、RF、传感器、汽车电子、物联网、IC设计、EDA、PCB、开源硬件