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就像Pebble手表、Fitbit手環(huán)和谷歌眼鏡一樣，將于本月底正式上市的蘋果手表（Apple Watch）重燃人們對于可穿戴市場的期望。市場預測蘋果手表將熱賣，這將使物聯網、可穿戴產品的發(fā)展上一個新臺階。
但是物聯網、可穿戴產品目前還面臨很多困擾。所有的物聯網、可穿戴產品都面臨一堆相近的問題：由于電池續(xù)航能力限制，設備需要包含哪些功能？這些設備的續(xù)航能力如此之短，必然要對其功能進行取舍，那么由于功耗限制而不得不去掉一些功能以后，產品究竟是否還實用？ 由于待機和工作模式產生的漏電流所導致的散熱如何處理？散熱問題在可穿戴設備上尤其突出。最后究竟花多少成本（從財力和技術兩方面）才能使上述問題得到解決。
通常情況下，如果產品有重大問題，在上市之前就要把問題解決掉。但是可穿戴產品市場卻有些特殊，可穿戴產品常常在上市的時候還在解問題，甚至上市以后才把問題解掉。面對物聯網和競爭激烈的可穿戴市場高成長的誘惑，很多公司急于把產品在最短的時間推向市場，不管產品是否存在嚴重問題。它們也只能期望問題可以在現場或者下一版產品中解決掉。
可穿戴產品并不簡單
要將可穿戴產品帶出困境當然不簡單，涉及到技術、工藝、經濟和市場的方方面面。除非上述問題解決掉，可穿戴產品要么調整市場預期，要么限制產品的功能，要么需要對產品現在的架構進行重大改進，否則只有死路一條。
功耗是可穿戴產品痛點中的痛點，蘋果公司在這方面投入了巨大的人力物力，最近也不斷在延攬電池領域的人才，但是蘋果手表的續(xù)航能力也不足一天，而且這還是限制使用的情況下得到的數據。如果重度使用，則只有幾個小時。
那么為何可穿戴產品功耗問題如此突出呢？是什么原因造成了可穿戴產品功耗難以滿足實際使用需求呢？
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第一個原因是無線通信功能所產生的功耗，無線通信功能是任何移動物聯網設備的基礎。
“不管是手表還是其他可穿戴產品，我們會有越來越多的產品采用無線的方式連接通信，而射頻部分消耗了大量的電量?！盨ynopsys高級產品市場經理Mike Tompson說，“可穿戴產品需要有射頻電路、天線和顯示屏來實現通信及提供用戶交互接口，把所有這些東西放在一個系統(tǒng)里，又要使功耗在可接受范圍內，不是一件容易事?！?/p>
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無線通信是可穿戴產品的基本功能之一，
但是無線通信功能也大大增加了可穿戴產品的功耗
Mike Tompson認為對于多功能的智能手表，在與外界正常通信的情況下，目前的電池續(xù)航時間上限是25至30小時。根據可穿戴設備與外界通信的頻率和持續(xù)時間、天線效率、無線信號強度、收發(fā)數據量，電池續(xù)航時間可以進一步優(yōu)化，當然可穿戴產品的應用場景如果優(yōu)化地不夠好，續(xù)航時間可能只有12個小時，在執(zhí)行一些重度計算任務時，續(xù)航時間可能只有幾個小時。
“不管數據怎么收集，這些數據大多要通過某種射頻技術發(fā)送到外面去，這就意味著你的設備必須至少有一組射頻電路在工作，”Mentor Graphics負責新風險投資項目的副總裁(vice president of new ventures）Serge Leef說，“如果再考慮產品與用戶的交互，則需要一個顯示屏，這又增加了產品的功耗?！?/p>
漏電流是可穿戴產品功耗過大的另一個元兇，也是所有移動設備所面臨的難題之一。
隨著產品尺寸的不斷減小，可穿戴產品在漏電流方面遇到的挑戰(zhàn)在不斷增大。漏電流以熱的形式散發(fā)出去，隨著半導體工藝制程向前不斷演進，漏電流問題越來越嚴重，減少漏電流的方法也越來越少。
現在物聯網產品的主流工藝節(jié)點是65/55/40nm，越先進的制程，待機模式的漏電流越高。業(yè)界正在花大力氣想辦法來降低漏電流，在物聯網主流工藝節(jié)點基礎上開發(fā)的低功耗工藝（LP processes），以及最先進的工藝節(jié)點例如28nm的FD-SOI工藝和finFET工藝，都把降低漏電流作為一個重要的考慮，廠商在選擇工藝時需要從性能和功耗方面進行權衡。28nm的FD-SOI性能不如16/14nm的finFET高，但是由于不需要制作鰭式晶體管（finFET），而且掩膜不需要兩次曝光技術（double patterning），所以成本更低。使用16/14nm 工藝的器件速度更快，不過設計難度增加，電流密度也變高了。相比舊工藝（例如180nm，90nm。譯者注），使用65/55/45nm工藝開發(fā)的產品單價更低，但是漏電流更大，所以需要使用更復雜的電源管理技術才能降低待機功耗。
工藝越先進，漏電流越難處理
“工藝不斷向前，”恩智浦控制器國際產品市場經理Gordon Cooper說，“運行功耗更低了，但是漏電流增加。用戶在制程進化過程中得到的好處并沒用預期的那么多?！?/p>
傳感器融合是降低系統(tǒng)功耗的方法之一。使用低功耗的傳感器，采用ARM小-大(big.LITTLE）結構多核處理器將任務分類處理，收發(fā)郵件和網絡瀏覽等比較簡單的任務由小核來處理，而視頻處理等重度計算任務則交給大核來處理。? “舉例來說，在運行模式（active power mode），一個核會運行在100MHz而另外一個核會運行在50MHz，任務可以在不同核之間切換?！?Cooper說。
Silicon Labs物聯網無線產品市場總監(jiān)Greg Fyke則表示，對于高端設備來說，異核結構（heterogeneous core）會非常有效率，但是他也注意到，一些低端產品通常只用一個單核微控制器來完成所有的任務。“這種架構選擇并未不是總能得到重視，但是它們（選擇不同架構對于功耗）的作用正在開始體現。”Greg Fyke說。
功耗方面遇到麻煩的第三個原因是電池技術。
相對于電源管理技術進步帶來的電源效率提升，電池技術的進展非常緩慢。不過現在全球很多大學都在研究電池技術，希望能夠降低電池生產成本、采用能量收集（energy harvesting )技術來提高充電效率等。這些技術會給新能源汽車和很多移動設備帶來巨變，但是對可穿戴設備的影響很小，因為可穿戴電池尺寸和重量都太小了。
由于尺寸限制，電池給可穿戴產品帶來麻煩
可穿戴產品還有哪些困擾，如何才能破局？敬請關注可穿戴產品之困局（下）這個殺手不曾來
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