半個多世紀以來，指針式石英手表一直是鐘表市場的支柱，它最終會走向高科技改造嗎？位于法國貝桑松的一家法國初創(chuàng)公司SilMach對此下了很大的賭注。該公司使用硅微機電系統(tǒng)（MEMS）為石英手表生產了一種全新的手表電機，與現(xiàn)在手表中使用的標準步進電機相比，該電機的尺寸只有現(xiàn)在的一半，但效率大約是現(xiàn)在的三倍。

真的可以實現(xiàn)嗎？現(xiàn)在這個充斥著智能手表的時代？

是時候進行現(xiàn)實檢驗了：根據研究公司Gitnux匯編的數(shù)據，近年來，指針式石英手表實際上占據了傳統(tǒng)手表市場的近四分之三。據估計，今年的整體市場價值為660億美元，略高于全球智能手表市場。

然而，今天的指針式石英表在技術上與53年前由瑞士財團和日本鐘表制造商精工推出的第一款石英表沒有變化。過去的手表，和今天的手表，都使用了一種同步直流步進電機，稱為Lavet電機，由法國工程師Marius Lavet于1936年發(fā)明。

1996年，法國工程師Patrice Minotti在東京領導法國國家科學研究中心和東京大學的聯(lián)合實驗室時，萌生了使用硅MEMS制造手表電機的想法。Minotti在一封電子郵件中寫道：“我個人受到了第一臺IC處理靜電電機的啟發(fā)，這臺電機是幾年前由Richard Muller（加州大學伯克利分校）制造的。這是第一臺基于IC的MEMS電機，是一臺令人驚嘆的實驗室演示器，但到目前為止，它還無法驅動手表的指針……我想象了一種新的MEMS電機架構，能夠大幅放大最先進的靜電MEMS電機的驅動扭矩。”

該小組開始使用的MEMS致動器類型是梳狀驅動器。為了理解它是如何工作的，想象兩個齒間隔很大的梳子，它們的齒交錯面對面。施加在每個梳子上的電壓會產生靜電吸引或排斥，使梳子相互靠近或遠離。為了獲得旋轉運動，杠桿和曲軸連接到移動的梳子上。

一個巨大的挑戰(zhàn)是，需要2000個這樣的梳子才能產生足夠的扭矩，在沒有任何傳動裝置的情況下直接移動手表的指針。另一個障礙是獲得3伏手表電池所需的電路，以產生為靜電梳狀驅動器供電所需的110伏信號。在當前的MEMS電機中，這種轉換是通過僅占用2平方毫米的專用集成電路來實現(xiàn)的。SilMach聯(lián)合首席執(zhí)行官Pierre Fran?ois Louvigné表示，從2012年開始，它花了近十年的時間進行開發(fā)。

2016年，該公司與制表巨頭Timex Group成立了一家名為TiMach的合資企業(yè)。Timex提供了調整MEMS電機設計所需的專業(yè)知識，使其能夠以手表制造商易于使用的形式制造。在目前的形式下，電機和手表的所有其他部件可以直接焊接在一塊表面安裝的印刷電路板上。

這種緊湊性和易集成性對Withings、Garmin、Citizen、Fossil和Skagen等混合智能手表制造商尤其有利。這些手表具有智能手表的許多功能——脈搏和睡眠監(jiān)測、健身跟蹤、藍牙通信、信息顯示——以及物理指針，當然還有馬達。由于混合式手表必須將電機與各種電子傳感器和顯示器相結合，因此手表通常相當大，表殼內的空間通常非常狹小。

SilMach將賭注押在這些混合智能手表的市場擴張上，它們的電機非常適合這些手表。SilMach的另一位聯(lián)合首席執(zhí)行官Jean-Baptiste Carnet表示：“在一款典型的混合動力智能手表中，Lavet電機占據了表殼內部70%的空間。” 因此，MEM電機的尺寸越小，意味著其他電子設備和傳感器的空間就越大，他指出。或者，這些手表最終可以制成足夠緊湊的手表，供手腕正常大小的人佩戴。

此外，MEMS電機可以直接與其他電子器件集成的事實簡化了制造。Louvigné宣稱：“我們認為所有的手表，所有的可穿戴設備，都將是全電子的。”

Kickstarter最近推出了第一款使用新電機的手表限量版發(fā)售，售價1850歐元。Louvigné表示，該公司也在與幾家主要鐘表制造商進行討論，并補充說，該公司將在1月份的消費電子展（CES，https://spectrum.ieee.org/tag/ces）上發(fā)布進一步的公告。

審核編輯：彭菁