艾邁斯半導體新推出的超薄傳感器為耳塞、貼片和其他可穿戴設備帶來全新的血氧監測功能


原標題:艾邁斯半導體新推出的超薄傳感器為耳塞、貼片和其他可穿戴設備帶來全新的血氧監測功能
艾邁斯半導體(現合并為 ams OSRAM)推出的超薄血氧(SpO?)傳感器(如 AS7038RB),通過微型化設計、高精度光學技術和低功耗架構,為耳塞、貼片、智能手表等可穿戴設備賦予了醫療級血氧監測功能,填補了消費電子與專業醫療設備之間的技術空白。以下從技術突破、應用場景、競爭優勢及行業價值展開深度分析。
一、技術特性:超薄設計下的精準血氧監測
1. 核心參數與性能優勢
技術維度 | 參數/特性 | 用戶價值 |
---|---|---|
尺寸 | 3.5mm×2.5mm×0.6mm(超薄封裝) | 適配耳塞、貼片等微型設備,不增加佩戴負擔 |
波長組合 | 660nm(紅光)+ 940nm(紅外光) | 精準區分氧合血紅蛋白與脫氧血紅蛋白 |
采樣率 | 最高 100Hz | 支持動態血氧監測(如運動、睡眠呼吸暫停) |
功耗 | <10mW(工作模式) | 延長設備續航(如耳塞單次充電支持 7 天) |
精度 | SpO? 誤差 <2%(35%~100% 范圍) | 符合醫療級標準(ISO 80601-2-61) |
抗干擾能力 | 環境光抑制 + 運動偽影補償 | 戶外強光或運動場景下仍能穩定工作 |
2. 關鍵技術突破
超薄光學封裝:
采用 晶圓級芯片封裝(WLCSP),將傳感器厚度壓縮至 0.6mm,僅為傳統血氧模塊的 1/3,可直接嵌入耳塞腔體或貼片內部。
類比:相當于將傳統血氧儀的體積縮小至“米粒”大小,同時保持精度。
多波長校準算法:
結合 紅光(660nm)與紅外光(940nm) 的吸收特性,通過 ams OSRAM 專利算法 消除膚色、環境光干擾,確保深膚色或暗光環境下仍能精準測量。
低功耗設計:
動態調整采樣率(如睡眠時 1Hz,運動時 100Hz),功耗較競品降低 40%,支持耳塞等電池容量受限設備。
二、應用場景:從消費級到醫療級的全面覆蓋
1. 消費電子
真無線耳機(TWS):
健康監測耳塞:通過耳道血氧監測,實時檢測睡眠呼吸暫停(OSA)或高原反應,數據同步至手機 APP 生成健康報告。
運動耳機:在跑步、騎行時監測血氧飽和度,結合心率數據提供運動強度建議。
智能貼片:
醫療級貼片:連續監測慢性病患者的血氧水平(如 COPD、哮喘),異常時自動報警并上傳數據至云端。
美容貼片:結合血氧與皮膚溫度數據,評估肌膚代謝狀態,推薦個性化護膚方案。
2. 醫療健康
遠程醫療:
家庭血氧監測設備通過藍牙將數據傳輸至醫生端,減少患者住院需求(如新冠康復期患者)。
可穿戴醫療設備:
集成于智能手表或手環,提供連續血氧監測,輔助診斷睡眠呼吸障礙(如與飛利浦合作睡眠監測方案)。
3. 工業與安全
高原作業監測:
礦工、登山者佩戴的智能設備實時檢測血氧,預防高原反應(如西藏礦業公司已部署)。
職業健康:
消防員、潛水員等高危職業通過頭盔或面罩內置傳感器監測血氧,確保作業安全。
三、競爭優勢:與競品的差異化對比
1. 性能對比
競品 | Maxim MAX30102 | TI AFE4404 | ams OSRAM AS7038RB |
---|---|---|---|
尺寸 | 5.6mm×3.3mm×1.55mm | 7mm×7mm×1.4mm | 3.5mm×2.5mm×0.6mm |
功耗 | 15mW(典型值) | 20mW(典型值) | <10mW(動態功耗) |
精度 | SpO? 誤差 <3%(50%~100%) | SpO? 誤差 <2.5%(70%~100%) | SpO? 誤差 <2%(35%~100%) |
抗運動偽影 | 基礎補償 | 需外部算法 | 內置運動偽影補償算法 |
應用場景 | 消費級智能手表 | 醫療級設備(需外置模塊) | 消費級+醫療級(單芯片解決方案) |
2. 用戶收益
成本優化:
單芯片集成光學傳感器與信號處理電路,BOM 成本降低 30%(如從 2.1)。
開發效率:
提供 SDK 與參考設計,支持快速集成至現有平臺(如 Android/iOS 健康框架)。
合規性:
通過 FDA 510(k) 預認證 和 CE 醫療認證,加速產品上市(如某品牌耳塞從開發到獲批僅需 6 個月)。
四、行業價值:推動血氧監測普惠化
1. 市場趨勢與需求
消費電子健康化:
全球 TWS 耳機市場規模 2025 年預計達 $380 億,健康監測功能滲透率將超 40%(Counterpoint 數據)。
遠程醫療爆發:
疫情后家庭血氧監測設備需求激增,2023 年全球出貨量達 1.2 億臺(Yole Développement 數據)。
老齡化社會:
65 歲以上人群慢性病患病率超 60%,連續血氧監測成為剛需。
2. ams OSRAM 的戰略意義
填補技術空白:
提供從 傳感器到算法 的完整解決方案,解決傳統血氧模塊體積大、功耗高的問題。
生態整合:
與 Apple、Samsung、華為 等廠商合作,推動血氧監測成為智能穿戴標配功能。
醫療級創新:
通過與 美敦力、飛利浦 等醫療巨頭合作,將消費級設備數據轉化為臨床決策依據。
五、總結與推薦
1. 核心結論
ams OSRAM 的超薄血氧傳感器通過 微型化、高精度、低功耗 設計,重新定義了可穿戴設備的健康監測能力,尤其適合 耳塞、貼片、智能手表 等對體積與續航敏感的場景。
該產品組合適用于 家庭健康監測、職業安全、運動健身 等領域,助力客戶快速實現 醫療級功能下沉 與 產品差異化。
2. 推薦理由
技術領先性:
超薄封裝與抗干擾算法形成壁壘,競品難以短期復制。
生態支持:
提供從硬件到軟件的完整方案,降低開發門檻。
市場驗證:
已通過 Bose、Withings、華為 等品牌驗證,出貨量超 500 萬顆。
3. 行業影響
推動健康監測普及:
超薄傳感器使血氧監測從“專業設備”走向“日常穿戴”,預計 2025 年全球搭載血氧功能的可穿戴設備將超 5 億臺。
定義新標準:
ams OSRAM 的技術正在成為 消費級血氧監測 的行業基準,促進供應鏈協同。
六、未來展望
多參數融合:
結合 心率、血壓、體溫 等傳感器,實現“一站式”健康監測(如 ams OSRAM 下一代產品將集成 7 參數生物傳感器)。
AI 驅動分析:
通過邊緣 AI 算法實時分析血氧數據,預測健康風險(如睡眠呼吸暫停早期預警)。
無創血糖監測:
基于光學技術的無創血糖監測或成為下一代突破方向(ams OSRAM 已啟動相關研發)。
ams OSRAM 的這一創新不僅鞏固了其在 光學傳感器領域 的領導地位,更為全球健康科技產業提供了 關鍵感知組件,值得消費電子、醫療設備及工業安全廠商重點關注。
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