穿戴式裝置搭配手持式裝置與網際網路的連結，構建出包含生活、運動、醫療…等各種領域等更多生活上的應用。由于穿戴式裝置體積小巧且更貼近人體，其設計上對于體積重量、發熱、EMI、電源管理、防觸電、防濕防水防塵、舒適度甚至在時尚感有更嚴苛的要求，因此市場也針對穿戴式裝置，推出各式專用的微機電電子元件與感測技術。

　　穿戴式裝置專用之微機電元件

　　拜MEMS（微機電）元件技術的進步，讓各式傳感器能輕松嵌入到手持式裝置、穿戴式裝置之中，使科技應用無所不在。由于穿戴式裝置是穿戴于人體身上，故比手持式裝置更貼近人類，能夠延伸更多生活上應用，或忠實偵測與紀錄人體生理機能的反應。目前已知的穿戴式裝置，可提供人類在科技應用（語音通訊/擴增實境/個人助理）、生活品質（食品熱量、睡眠提示、節食建議）、運動健身（比賽紀錄、訓練健身、虛擬教練）、醫療輔助（心電圖、脈搏記錄、睡眠改善…等生理機能量測儀）、旅游輔助（路線建議、導航指示、旅程紀錄）、公益應用（孩童/寵物/老人失蹤協尋）等各種貼心的應用。

　　基本穿戴式裝置的感應器系統架構圖 （fp7-smac.org）

　　醫療穿戴式裝置的資訊傳遞系統架構圖 （Intersive）

　　由于穿戴式裝置的體積更小，更貼近人體，且必須長時間穿戴，因此這些裝置對于發熱、EMI （電磁干擾）、電源管理、防觸電、防汗/防水/防塵、舒適度、精準度、體積重量，甚至時尚等要求，都比手持式裝置更為嚴格，因此各廠商在設計產品時，就必須顧慮到這些課題。而MEMS微機電零件供應商，也提供各種不同等級的產品，以符合系統廠商在設計穿戴式裝置時的需求。

　　穿戴式元件的市場與趨勢

　　因應穿戴式裝置的市場起飛，讓物聯網（Internet of Things；IoT）的應用得以實現，不管在醫療保健、運動健身、娛樂資訊、工業產品、國防安全等領域都將用得到，使得MEMS元件與感應器的需求跟著水漲船高。據Research and Markets研究機構的數據，2013年全球消費電子用的感測器市場規模為152.7億美元，并以9.7%的平均復合年增率，預計在2020年達到292.5億美元。

　　MarketsandMarkets的研究報告中說明，醫學專用圖像感測器市場規模在2018年將達到107.5億美元，平均復合年增率為3.84%。出貨量部份，2013年達16億個，預計2018年將達到30億個。

　　至于Image Sensor（影像感測器）部份，依據Grand View Research研究機構的預測，到2020年的全球出貨量可望達30.092億個，2014~2020年平均復合年增率為6.7%，到2020年將達到120億美元。

　　穿戴式裝置的元件－CPU、MCU

　　當今高階手持式裝置的CPU（處理器），已經邁向八核心的里程碑，處理速度更快。然為了減少感測器在全天候偵測、搜集與處理上的電能消耗，許多產品已開始搭配MCU（微控制器），來擔任動作感應專用的協同處理器（Motion Co-processor）。

　　以蘋果iPhone 5s、iPad Air、iPad mini 2內建的M7為例，便是一款協同處理器，采用NXP LPC1800系列的客制化Cortex-M3微控制器，運作時脈為150MHz，可搜集、量測、儲存感應到的資料（來自STM三軸陀螺儀、Bosch三軸加速器、AKM電子羅盤等感應器資訊），縱使手機在待機中亦能運作，繼續將感測資料記錄下來，待裝置喚醒后就能夠繼續處理資料，這樣的設計可讓裝置在長時間的運作下（例如運動），更為省電。

　　在穿戴式裝置的應用上，大多采用Sensor Hub MCU，亦即采用ARM Cortex M系列的MCU來當主要控制器，以達到高效能、低耗電的目的。例如Fitbit智慧手環，便是采用ST的STM32L151C6 Cortex-M3低功耗16位元32MHz MCU、Jawbone UP智慧手環采用TI的MSP430F5528 16位元25MHz MCU。而Pebble智慧手表采用ST的STM32F205RE Cortex-M3架構的32位元120MHz MCU、Sony SmartWatch SW2也采用ST MCU，時脈為180MHz。

　　至于Samsung的Galaxy Gear智慧手表，仍采用自家Exynos 800MHz單核CPU來做感測運算處理，可惜搭配的電池容量太小，連續使用25小時就要充電，雖效能強、但持續力不佳，市場反應冷淡。因此，Samsung在MWC發表的Gear 2家族，采用MCU設計，使用時間可達2~3天。由此可見，為了功耗與增加電池壽命，未來將會有更多穿戴式產品改用MCU來當主要處理器。

　　穿戴式裝置的元件－MEMS、Sensor

　　在感測器方面，穿戴式裝置目前配置的基本三個體感/動態感測元件，就是電子羅盤（magnetometer）、三軸陀螺儀（gyroscope）、三軸加速器（accelerometer），可以用來計步、偵測心跳、生理追蹤等等。

　　至于在環境感應器部份，則是依照產品的應用需求再加入。例如接近感應器（Proximity sensor）、溫度計（Thermometer）、濕度計（Hygrometer）或氣壓計（Barometer）等等。若有輔助操控部份，如手勢、語音等輸入，則會選擇將紅外線（Infrared）或相機模組（Camera Module）、麥克風（Mic）等元件內建，以做簡單的手勢、語音辨識。例如Google Glass就包含了光度感應器（Ambient Light Sensor）、接近感應器，做為調整亮度與物體偵測之用。

　　在軟體技術方面，已有許多廠商開發出自家專利的演算法，應用在各穿戴式應用的軟硬體產品。如Nike+ Running App（跑步訓練程式）、Jawbone Up、Fitbit系列手環，便是采用FullPower公司的MotionX技術。

　　醫療、保健等感測器專用之穿戴式裝置的元件

　　消費級的穿戴式裝置，可提供個人保健、節食塑身、手機延伸應用等。至于專業級的產品，則有不同的訴求。在醫療院所里，量測專用的穿戴式裝置其實早行之有年，近年來由于科的進步，當許多量測裝置的體積能夠縮小，且透過無線的方式將訊號傳遞出來，不需要再連接一堆電線，使病人能夠行動自如。

　　醫學或健康產業所設計的穿戴式裝置，大多內建上述的感應器架構，而醫學復健的感應器，還會加上體感技術。這類產品的功能訴求單純，主要用于量測個人生理資訊，數值量測的要求上，則是必須非常精確，且裝置要能夠長時間使用，并可透過內建的GSM或Wi-Fi無線通訊，將身上的各種儀器串連起來，成為一個身體網路（Body Area Network；BAN），同時也可以將資料回傳至醫療院所以利于后續追蹤，如此進而達到居家照護、遠距醫療之應用。