穿戴式设备行业研究报告

穿戴式设备行业研究报告目录一、穿戴式设备发展前景 3二、行业发展趋势 7三、产业链分析 101、续航 112、互联 133、监测 154、触觉 185、视觉 196、声觉 23四、重点公司简况 25一、穿戴式设备发展前景1946年全球第一台电子数字计算机ENIAC的问世开始，电子行业经历了突飞猛进的变迁，最明显的一个特征趋势便是体积上的小型化趋势。从ENIAC总体积约90立方米，重达30吨，占地170平方米，需要用一间30多米长的大房间才能存放的“庞然大物”开始，到五六十年代IBM推出的多款占领一个小型办公室的大型机，再发展成为七十年代苹果公司发布的只需搁置在办公桌上的个人台式电脑（微型电脑），八十年代康柏公司推出的占据一个旅行箱的可携带式电脑，及其随后发布的平板电脑和手持终端，整个电子设备的演进历史充分诠释了这一趋势，即在保持计算能力相当的情况下，设备的小型化便携化是发展的永恒主题。穿戴式设备目前作为个人消费电子市场小型化“金字塔”的顶端而推出，既应运而生且前景巨大。从使用时间的维度来看，便携性越好体积越小的设备对于用户的接触时间就越长，客户黏性就越大。由于体积和重量的原因，台式电脑只能限于固定场所使用；轻薄化笔记本电脑的出现使得用户在出差及旅行中也能使用这一设备；智能手机则更进一步，娱乐、休闲等非工作场合用户也会随身携带；而穿戴式设备继续挤占剩余时间，即使用户的睡眠时间也将予以“陪伴”。相对于体积较大的设备来说，购买便携小巧的设备对于用户的效用情况会更加显著。而对于用户来说，接触时间与更新频率也将呈现正比关系，即接触时间越长的设备更新周期越短、周期频率越长。这样的更新原因在于两点，其一是用户自身的更新需求：随着智能终端功能的不断扩展和其应用程序的多元化与复杂化，无论是设备核心组件所承载的性能还是其外围硬件所支撑的功能都不足以满足实际需求，例如为了能够流畅完整体验最新的iOS7.0系统，用户必须将iPhone升级到4、4S或者5代机型，而3代及以下机型的使用性能已经达不到软件所需要求，这是由于核心组件性能造成更新原因；而对于需要使用到手机地图的功能的智能终端必须配备GPS或是A-GPS芯片，用户也会因为外围硬件的缺失与不足而考虑升级设备。其二是设备的自然损耗会加剧：随着用户使用时间不断增长，与客户的黏性水平增高，作为具有物理特性的设备而言其遭遇的物理或者人为损伤的概率会进一步加大，其老化损耗的速度也会大大高于以往设备，自然更新的需求也将更加明显。实际情况也确实如此，服务器的更新频率平均为7-10年，个人台式机缩短为5-6年，笔记本为3-4年，智能手机达到2-3年，而作为最新、接触时间最长的穿戴式设备，我们保守预计更新的频率为2年左右，其孕育的市场机遇也将有望超越其他设备。从上游供应厂商来看，随着设备的小型化，供应商的集中度也呈现逐步离散化的趋势。在服务器领域，国外几大巨擘厂商牢牢占据了市场，2012年IBM、惠普、戴尔等前六大厂商的市场份额为86.6%，其中前三大厂商就占了74.2%的份额。在相对小型的传统台式机和笔记本领域，市场集中度较服务器市场松散很多。据统计，去年全球前五大个人电脑制造商市场份额约59%，与服务器市场前三大龙头占据四分之三份额的情况差异明显。同时PC市场品牌选择的多样性也高于服务器市场，用户在采购的同时也不仅将眼光限于几大品牌，而充分考虑各品牌之间的使用群体、个性化及差异化的特点，从各品牌的份额情况就可以很好的诠释这一点。资料来源：Gartner而在随身便携的手机终端市场情况这一特征更加显著，前五大厂商所占据的份额约为55%，并且行业集中度稀释的情况在不断持续，2013年一季度已下降为52%。除了三星和诺基亚的出货量较大除外，其余厂商的比例均较为平均，并且如果考虑到诺基亚的出货量中有大部分的机型为功能机而非智能机，代表未来趋势的智能机行业集中度水平将比现有情况更低。作为目前个人消费电子市场小型化“金字塔”顶端的穿戴式设备市场，将延续小型化与行业集中度负相关的趋势，整个行业品牌的多样化与丰富性将大大高于从前。一方面由于穿戴式产品与传统“形似神同”的IT设备不同，其特征、用途及适用性情况达到前所未有的差异程度，娱乐化、监测化、医疗化等穿戴式产品所需的设计、功能及对应人群均大相径庭，市场需求的多样性将促使产品种类的不断丰富；其次由于制造商限于开发精力、研发能力及资金支持的局限性，将几乎不可能将自身产品线覆盖所有穿戴式设备市场，集中资源突破某一细分市场将成为各大制造商的很长时间跨度内的战略布局，这样对于不同细分领域的品牌制造商均预留出巨大的成长空间，有利于品牌与产品的多元发展；最后是用户对于不同领域的品牌忠诚度可复制性弱，这一现象在消费电子领域尤其明显，用户在某一细分市场中品牌的选择不会盲目传导至另一细分市场，而会进行重新考量，这也将有利于不同品牌在不同细分市场中的成长与发展，从而提升整个市场产品与品牌的丰富程度，前景十分乐观。下游产品的百花齐放对于上游的电子元器件厂商更具明显的放大作用，根据先前的分析，下游终端产品无论是种类还是数量将会随着小型化趋势而呈现爆发式成长的态势，而产品中所使用的麦克风、摄像头、通讯模块、MEMS传感器等器件又呈现出需求共性，将集中积聚至上游细分行业，使相关元器件供应商在叠加效应中充分受益。二、行业发展趋势从人们对于穿戴式设备的期许以及目前已有的产品或者概念设计中可以看出，穿戴式设备未来将向便利化、娱乐化与健康化三个维度发展，并有将这三个维度融合化的趋势。便利化顾名思义指设备的体积上的小型化和便携化和与其他设备互联的便捷性。由于穿戴式产品与用户的黏性程度较以往的产品更高，使用时间更长，无论是体积与重量方面的控制均更加苛刻，同时产品作为单独功能的开发或者智能终端的延伸，需要与已有的设备进行数据交换，实时、无线的互联技术将不断发展创新以满足便利化这一维度。娱乐化是指穿戴式产品将更加精巧的整合视频、音频、摄像等功能，结合现实增强、体感控制等创新技术，让用户相对于传统设备能更加随时随地的使用和享受多媒体及互联网资源，并带给用户更身临其境的感官体验。健康化基于穿戴式设备轻巧便携的特性也成为未来发展的重要维度。由于用户使用的时间长度较以往设备进一步延伸，其作为监控测量手段的趋势亦更为显著。健康化可分为两类用途——医疗和健身：医疗用途用来检测心率、血糖等用户体征数据，而健身用途则通过监测用户的运动距离、消耗热量、睡眠时间等体外数据进行处理分析，并给予用户反馈。基于我们对未来穿戴式市场便利化、娱乐化以及健康化发展方向的趋势判断，我们可以提炼归纳为对穿戴式产品两方面的要求，其一是功能性上延伸出来的要求，其二是体感性触发的要求。功能性延伸的要求是指源于便携轻巧互联的产品特质而对传统电子元器件有改善性的需求，主要体现在设备的续航能力、数据互联及监测性能的改善性需求。除了现有器件的改善之外，穿戴式设备还需要融入更多的体感元素来符合可穿戴的特性，因而触发了对于体感性的要求，包括易穿戴性、舒适性等原有消费性电子设备无需过多考虑的创新性要求，目前主要体现在符合触觉、视觉、声觉等感官的需求。通过功能性延伸要求与体感性触发要求的分类，可以梳理出穿戴式设备对于续航、互联、监测以及感官体验的进一步需求，从而更加系统有效地寻找落地细分行业及相关公司，揭示投资机会。三、产业链分析穿戴式设备在功能性要求方面，主要由续航、互联与监测三个方向来构成，而在体感性触发要求方面，由触觉、视觉与声觉组成，通过这些方向的落地有助于寻找出细分行业及上市公司，同时寻找出未来充满机遇的行业变局。1、续航对于穿戴设备来说，考虑到用户需要长时间随身携带，整体设备的体积与重量自然要求更加严格，而在设备中占相当体积比例的电池模块的轻巧程度也在此方面有着不同于以往的要求。此外由于穿戴式设备较传统设备的使用时间更长，电量的消耗程度虽然不及手持智能终端但其持续的续航能力要求却大大提高，另外作为随身携带的产品，用户自然不希望其闲置充电的时间过长或是充电的频率过于频繁，所以对能量密度的要求也甚于从前。目前锂离子电池分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池，传统的方形和圆柱形锂离子电池均采用液态电解质，形状难以改变，体积也根据需要的设计进行改变。而聚合物锂离子电池其采用的是胶质电解质或是固态电解质，在形状上易根据人体工程或是轻薄设计要求的不同而进行更改，符合可穿戴式设备的要求。同时在能量密度上聚合物锂离子电池也优于传统的方形和圆柱形锂离子电池，即在相同的重量下能提供更大的电池容量，对于续航持久这一需求而言意义显著，未来聚合物锂离子电池是发展趋势情况不言自明。除了在电池的容量密度及体积重量进行博弈之外，BMS（电池管理系统）也扮演了相当重要的角色，它是电池与终端设备中的纽带，能够提高电池利用率，防止电池出现过度充电和过度放电的的情况出现，延长电池的使用寿命，监控电池状态。在可穿戴设备上BMS的作用更加重要，在电池体积较传统设备更小型的前提下，充分利用电能减小损耗能延长电池的续航能力和电池寿命，例如谷歌眼镜中，所使用的小型锂离子电池只有570毫安时，唯有通过BMS设计使得眼镜达到预定一天的续航时间。同时优秀设计制造的BMS在电池安全性及电池电量监控等特性方面相对于现有设备要求更严格，更能保证与人体时刻保持“肌肤之亲”设备的安全，对于穿戴式设备至关重要。在续航方面，我们推荐的公司是欣旺达、德赛电池、亿纬锂能。2、互联智能终端的一大特征就是便捷的连接性，无论是电脑还是智能手机，互联性都作为设备的重要功能，穿戴式设备也不例外。从目前的情况来看，穿戴式设备较多作为现有设备的附属设备进行工作，例如三星的GalaxyGear智能手表需要与自家厂商的GalaxyNote3智能手机进行连接工作，JawboneUP手环也需要将数据通过耳机插槽与手持设备进行交互。但未来随着穿戴式设备的系统集成化、功能丰富化、性能高速化的趋势发展，设备与设备间的互联性也将成为重要的组成部分之一。在穿戴式设备上，低功耗、高速率的传输将作为互联性功能器件的要求，同时低功耗的苛刻程度将尤为明显。设备首先要保证长时间的续航能力，才能保证设备的互联性，因此在在设备上使用的互联器件在保证低功耗的同时才会考虑提高传输功率与性能。这一点都在蓝牙版本升级的发展路径上尤为明显，从最初的蓝牙1.1、1.2到最新的蓝牙4.0技术版本，每一次升级都在保证功耗的基础上提升性能，或是在性能维持的情况下大幅降低功耗，借此来提升设备的互联能力。此外，无线充电技术随着穿戴式设备的种类愈加丰富以及美观减少接口数量的需求也将一展身手。目前NFC、蓝牙、WIFI等技术作为现有设备的互联技术将在未来的穿戴式设备发展中再掀需求的浪潮，前两者适用于移动支付、快速适配等短距离小数据的功能应用，而后者将作为穿戴式设备上娱乐需求与实时交换等大数据应用中的首选技术。在蓝牙4.0低功耗版本、802.11ac等低功耗、高传输技术的推动下，互联性器件公司将充分收益。在互联方面，我们推荐的公司是硕贝德、环旭电子。3、监测作为设计成每时每刻形影不离的设备，穿戴式除了满足传统设备的基本功能外，更应该实时监测并收集反馈用户的日常位置信息、速度信息、方向信息，甚至是体征信息，借以完成LBS服务及体感健康舒适程度的测量收集工作。这就需要监测性器件来完成这一重要功能，传感MEMS（微机电系统）与生物MEMS将“肩负”这一功能。MEMS（微机电系统）以半导体技术为基础，将微电路及微机械按功能要求在芯片上进行集成，具有重量轻、体积小、能耗低、谐振频率高、响应时间短等诸多优势，易于批量生产及集成化，完全符合在穿戴式设备设计及应用上的需求。传感MEMS将通过压电、热电耦、谐振等敏感元件将物理信号转换成电信号，可以用来测量速度、压力、湿度、磁力等各种物理信号并转化为智能终端可识别的信号进行收集分析，常见的传感MEMS包括加速仪、陀螺仪、压感仪及温度仪等，在目前的智能手机、遥控器、游戏手柄等设备上已有相当程度的应用，而在穿戴式设备中更是必不可少的器件。加速仪有单轴或多轴分类，可以测量用户的速度变化及重力；陀螺仪主要测量旋转的角度及角速度和旋转情况；压感器用于测量施加于设备上的压力情况，包括人为压力与气压等自然压力。在大部分穿戴式设备中，测量人体的运动情况及环境情况将成为基本配置及用户购买的首要目的，因此传感MEMS未来的成长空间十分巨大。生物MEMS是通过微电子与化学生物微型分析和检测芯片或仪器制造，将驱动泵、微控制阀及检测器等元器件微缩在功能芯片上，分析用户的体征健康信息。生物MEMS常用于指纹检测、体征监测、血液测量及微型泵等功能，无论在健康方面还是在安全性方面生物MEMS都会对穿戴式设备产生重大影响。健康方面，通过生物MEMS的体征检测能帮助用户及时了解和认知身体情况，有助于预防疾病及其他健康问题的产生，也有助于医疗机构对于病人的实时监控及治疗，对于儿童及老人的监护照顾起到重要的作用，JawboneUP智能手环已经将能够检测用户的睡眠质量和睡眠时长，而微软开始测试的“Joule”智能设备，将心脏监测仪设计成腕带式，将可穿戴式设备与医疗设备的融合程度推向了新的高度。在安全性方面，生物MEMS可以通过人体特征的检测对终端设备进行加密，相较于传统加密手段更难以破解、安全保障程度更高，而苹果就是此技术最好的践行者。在最新发布的iPhone5S产品中，苹果率先引入了指纹识别技术，通过此技术用户只需要在主页键上按下手指，设备就会自动扫描指纹与机器预存的指纹数据想匹配，完成解锁功能。对于先前的数字加密方式，指纹扫描由于生物特征的复杂性，将更难以用暴力破解等传统的方式进行解密，从而对于未来设备及其中信息的安全保障能力进一步提升。生物MEMS的应用将取代目前的传统密码而日后成为首要的信息安全认证方式。在监测方面，我们推荐的公司是苏州固锝、士兰微及汉威电子。在功能性要求上的延伸促使穿戴式设备及器件在续航、互联、监测方面进行探索和发展，而在体感性触发的要求将从触觉、视觉、声觉上带来的行业的变化。4、触觉触觉上的要求使指用户需要穿戴式设备易于日常携带，因此在触觉上要求设备不仅轻巧而且坚固，而且对于大部分穿戴式产品来说要求贴合用户佩戴的体型，所以对于产品除了功能器件的体积与重量的轻便化之外，元器件的载体——外观件与结构件的材料选择与制作亦不容小觑。高延展性、轻巧美观、散热性能好的外观结构件将作为穿戴式设备的重要组成部分使得整个设备如虎添翼，无论佩戴舒适程度、外表的美观程度还是产品的寿命都将大大提升，而从目前来看，金属外观结构件将成为完成这样期待的不二之选。由于金属具有延展性好的特点，将便于厂商制造适合不同类型用户体型的设备，并且对于通用性产品用户也可以日常使用中进行外形的微调，同时金属断裂前在塑性变形和裂纹扩展时吸收能量的能力上佳，对于穿戴式设备的内部元器件的保护也起到十分理想的效果。另外，穿戴式设备由于体积小、元器件集成的密度高，并且这两种趋势在未来会愈发明显，直接导致的后果就是产生热量越来越大，而散热情况由于集成度高企会越发严峻，而金属是天然的导热材料，将有助于产品的尽快将内部的热量传导至外部，提升产品性能并延长产品质量。综合来看，金属材料在穿戴式设备市场中的得到极为广泛的应用，具有金属材料外观结构件加工制造的公司将充分受益于此。外观件要做到随身携带贴身使用，其中的“纽带”自然也需要达到这一要求，这样的“纽带”便是将各元器件连接成一体的集成电路板，与传统产品不同的是，要做到这一要求，PCB心有余而力不足，FPC（柔性电路板）才能在此舞台“大展拳脚”。FPC相对于传统PCB产品可有效降低产品体积，增加携带性的便利性，质量也较其轻。厚度方面去除接口插座的补强板，一般在40-70um左右，需要提供结构复杂的设计时多层FPC叠加也能有效控制体积与质量，对于穿戴式设备整体产品的设计与参数控制将起到非常重要的作用，看好基板开发、PI薄膜制备及切割等行业及相关上市公司。在触觉方面，我们推荐的公司是长盈精密、丹邦科技、光韵达。5、视觉尽管目前的可穿戴设备中配备为视觉开发的元器件尚未达到多数，大部分设备还是通过通讯的方式将数据呈现在智能手机或是电脑终端的方式来进行可视化，但随着人们对于穿戴式设备的娱乐性和多媒体需求热情日益高涨，产品中视觉元器件覆盖配备程度将逐渐提高，广泛应用是大势所趋。因穿戴式设备而引发的视觉元器件主要有三类：屏幕、微摄像头、微投影仪。穿戴式设备屏幕相对于传统手持终端屏幕对于尺寸的要求不同，囿于其产品的体积重量的限制，屏幕的大小并非首要考虑因素，低功耗、广视角、室外可读性将成为穿戴式屏幕关注重点。由于设备随身使用在室外的使用时间大大高于以往，所以屏幕在室外强光下的可读性要求就甚于以往，并且由于佩戴在身上，其一般情况下并不会像电脑屏幕及手机屏幕进行直视，所以其可视角度也成为重要的产品性能之一。低功耗的需求更不言自喻，在智能手机上触摸屏的功耗通常占整个设备功耗的一半以上，在穿戴式设备中降低屏幕显示功耗将更显急迫。高通在其最新推出的Toq智能手表上使用了最新的Mirasol屏幕，其显示方式与电子墨水技术相仿，只有在像素颜色改变时才需要消耗电力，大大降低了功耗延长电池使用时间，同时利用了生物仿生学技术借助阳光反射使显示屏保持清晰，保证阳光下的可读性。此外，韩系厂商三星与LG公司正在全力准备柔性屏幕的大规模量产计划，预计将于11月推出第一代产品，相对于目前的屏幕来说柔性屏幕更加轻薄，功耗更低，同时可以贴合人体表面，对于穿戴式设备而言应用前景将更加广阔。微摄像头与微投影仪正好在功能上处于截然相反的状态，微摄像头将图像与视频从外界获取储存至设备中，而微投影仪则将已经储存的影像资料从存储介质中呈现给用户，对于穿戴式设备的娱乐性功能而言这两种元器件必不可少。根据可穿戴式设备的特性，用户在使用拍照或摄像功能时行为与时间显得更加随意，因此摄像头的防抖性能与启动、对焦、拍摄速度的要求也高于以往，我们预计未来高性能高像素的微摄像头市场需求巨大。在NEXUS5智能手机上，将会率先使用DigitalOptics生产的MEMS微摄像头，像素达到主流的800万水平，而对焦速度可达到7倍于普通摄像头的速度，并具备先拍照后对焦的功能，在穿戴式设备市场中MEMS摄像头将有望逐步取代传统摄像头成为产品标配。而微投影仪随着三星GalaxyBeam手机的推出和谷歌眼镜的设计而成为热点，穿戴式设备限于体积和便携的约束对显示屏的尺寸将有严格的限制，而在此方寸之间对于娱乐性视频体验将大大折扣，微投影仪能够不显著扩大设备体积的同时将此问题引刃而解，获得大尺寸屏幕的舒适体验。谷歌眼镜就是微投影仪最引人关注的实施案例，其微投影仪将内容投射到棱镜中，然后人眼可以识别出棱镜上的内容，根据谷歌公司自身描述，效果如同看到2.4米外25英寸的高清屏幕，对于穿戴式设备而言，微投影仪将使影像效果带来更为丰富的延伸，提升视觉体验。当前微投影技术可分为LCD、DLP、LCOS和MEMS微型扫描(MicroScanner)四种技术，前三种是现有的技术，而MEMS微型扫描技术则为创新技术。目前可商品化微投影技术有三类：DLP、LCOS与LaserScan镭射投影技术(MEMS)，据分析谷歌眼镜使用的Himax厂商的ColorSequentialLCOS技术。随着技术发展及产业链延伸，国内具有光学技术储备的公司也将受益于微摄像头的行业需求的爆发增长。在触觉方面，我们推荐的公司是水晶光电、欧菲光。6、声觉视觉上需要满足用户日常需求外，声觉的需求也必然配合出现，从而构建出全面完整的感官体验。与微摄像头和微投影仪相似，声觉上也有功能相反的成对出现元器件产品——微扬声器与微麦克风，分别完成音频的输出与输入。在穿戴式设备中将很难像传统手持设备配备实体键盘或是大尺寸的触摸屏来供用户输入，因此大部分指令需要通过语音输入至设备经过识别技术从而转化成设备可识别的命令，而在命令确认反馈或是日常影像文件播放时，音频的输出也日益频繁，可以说未来穿戴式设备中，微扬声器与微麦克风将作为基本的组件大量应用于产品中，同时类似目前的智能手机的发展趋势，为了获取高质量的音频输入及输出，一台设备中配备多个声学组件也将逐步成为常态。对于声学器件