許家展/工研院材化所、蕭景鴻/工研院產服中心
在3C電子產品追求輕薄的潮流下，製造端原先使用的硬質基板，如玻璃和矽晶圓等逐漸由金屬箔或塑膠箔等軟性材料所取代，而這種軟性材料基板搭配電子元件可以讓原先無法彎折的元件具備可彎曲的特性，因而造就了軟性可穿戴電子元件領域，如圖一。第一波的穿戴式元件主要是由剛性的組件構成，相關技術在穿戴技術發展前已發展完成，並設計為可攜帶的型態，如手錶、麥克風、相機等產品。
圖一、穿戴式裝置由原本的硬組件，轉變為新世代的軟性穿戴式裝置
第二波穿戴式元件的相關技術原本已應用在其它領域，而隨著穿戴裝置的逐漸拓展，開始被採用製作為穿戴式感測器，如慣性量測元件(加速度感測、陀螺儀)及智慧型手機的介面平台，如麥克風和觸碰輸入等。第三波穿戴裝置則由於軟性電子概念提出，因此設計概念是具備可撓性、低功耗、舒適、整合性等特性，實現了真正的軟性穿戴式裝置。目前軟性穿戴式裝置已有商業產品發售，如應用在動態捕捉的力量/壓力/延伸感測器、具備感測器的紡織類服裝或鞋襪類。
目前第三波的穿戴裝置中的可伸縮感測器(Stretchable)已有商業化應用，例如壓電感測器感應身體的膝關節、肘關節以及手掌關節處的變化，延伸率可達>100 %，如圖二。同時，列印壓電感測器於紡織或穿戴式裝置做為力量感測的原型也逐步推出，例如應用在鞋墊、床墊來偵測腳底或身體的受力分佈，如圖三。此外，第三波穿戴式裝置也可應用在個人照護或疾病及時診斷上。目前血糖量測儀朝著輕薄方向演變，如圖四。當導入列印技術至血糖檢測條並提升軟式可穿戴性及拓展其它的功能可提高產品的收益，預估血糖檢測條市場至2027年可達61億美元，如圖五。在疾病及時診斷市場方面，目前預估最大的市場是在感染性疾病，如流感、HIV等檢測，預估至2027年的市場規模將達330億美金。
圖二、(a) 壓電感測器元件示意圖；(b)壓電感測器可應用在膝關節、肘關節和手套等產品上
圖四、血糖量測儀的演變
目前感測器除了朝向低功耗、降低價格及軟性基板方向發展之外，也須達到小體積與低重量，例如整合感測元件和IC晶片結構複雜的超音波測距儀、遠紅外線溫度感測器與氣體感測，如圖六。由於微型化的趨勢可望搭載在智慧手機或智慧手錶中，帶動量測監控朝著大眾化方向普及而可望帶動整體市場的成長。
現今穿戴式產業規模逐年提高，其中第一波與第二波的裝置逐年穩定、逐年增加，而第三波穿戴式裝置市場預估未來十年會有極大幅度的成長。預測其市場也將由2018年的3億美元增加至2028年的---以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
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