封裝技術(shù)是芯片與外部電路連接的橋梁,不僅保護(hù)芯片,還影響其性能與散熱。常見的封裝方式有 DIP(雙列直插)、SOP(小外形封裝)、BGA(球柵陣列)、QFP(四方扁平封裝)等:BGA 封裝通過底部的焊球陣列連接,適合引腳數(shù)量多的芯片(如 CPU),電氣性能優(yōu)異;QFP 封裝引腳分布在四周,便于手工焊接,適合中小規(guī)模芯片。隨著芯片功耗提升,散熱成為封裝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,芯片采用 “芯片 - 散熱墊 - 散熱器” 的多層散熱結(jié)構(gòu),部分還集成散熱鰭片或熱管,如電腦 CPU 的釬焊封裝技術(shù),通過高導(dǎo)熱率的焊料連接芯片與金屬蓋,將熱量快速導(dǎo)出。在手機(jī)芯片中,封裝與散熱一體化設(shè)計(jì)(如均熱板貼合)可將芯片溫度控制在 80℃以下,避免過熱導(dǎo)致的性能降頻,保障設(shè)備的持續(xù)高性能運(yùn)行。炬芯科技的藍(lán)牙音箱 SoC 芯片在頭部音頻品牌中滲透率不斷提升。浙江芯片ATS2817

功放芯片與音頻 codec(編解碼器)是音頻系統(tǒng)中相輔相成的兩個(gè)主要組件,二者的協(xié)同工作直接決定音頻信號(hào)的處理質(zhì)量。音頻 codec 的主要功能是將數(shù)字音頻信號(hào)(如手機(jī)存儲(chǔ)的 MP3 文件)轉(zhuǎn)化為模擬音頻信號(hào),或反之將模擬信號(hào)數(shù)字化,同時(shí)具備音量調(diào)節(jié)、降噪、音效處理等功能;而功放芯片則負(fù)責(zé)將 codec 輸出的微弱模擬信號(hào)放大,驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲。在工作過程中,二者需保持信號(hào)格式與參數(shù)的匹配,比如 codec 輸出的信號(hào)幅度需符合功放芯片的輸入范圍(通常為幾百毫伏),若信號(hào)過強(qiáng)可能導(dǎo)致功放芯片過載失真,過弱則會(huì)增加噪聲比例。為實(shí)現(xiàn)高效協(xié)同,部分廠商會(huì)推出集成 codec 與功放功能的單芯片解決方案,減少外部電路連接,降低信號(hào)傳輸損耗與干擾,同時(shí)簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì),如某型號(hào)芯片集成了 24 位音頻 codec 與 D 類功放,支持采樣率高達(dá) 192kHz,既能保證音頻信號(hào)的高保真轉(zhuǎn)換,又能實(shí)現(xiàn)高效功率放大,廣泛應(yīng)用于智能音箱、平板電腦等設(shè)備。此外,二者還需通過 I2C、SPI 等通信接口實(shí)現(xiàn)參數(shù)配置協(xié)同,如 codec 調(diào)節(jié)輸出信號(hào)增益時(shí),功放芯片需同步調(diào)整輸入增益,確保整體音效穩(wěn)定。重慶家庭音響芯片ACM8635ETR12S數(shù)字功放芯片集成動(dòng)態(tài)人聲增強(qiáng)算法,通過DRB技術(shù)提升中頻清晰度,使人聲表現(xiàn)更具穿透力。

功率放大功能是藍(lán)牙音響芯片驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)聲的重要環(huán)節(jié)。不同類型的藍(lán)牙音響芯片在功率放大能力上存在明顯差異。一些小型便攜式藍(lán)牙音響芯片,為了兼顧低功耗與小巧體積,通常采用低功率放大設(shè)計(jì),能夠滿足在較小空間內(nèi)的音量需求。而對于大型家用藍(lán)牙音響或戶外藍(lán)牙音響,需要更大的音量覆蓋范圍,則配備了功率強(qiáng)大的芯片,如 TI 的部分藍(lán)牙音響芯片,具備高功率放大能力。這些芯片能夠?qū)⒁纛l信號(hào)的功率大幅提升,有效驅(qū)動(dòng)大尺寸揚(yáng)聲器,產(chǎn)生飽滿、洪亮的聲音。同時(shí),芯片還具備完善的功率管理與保護(hù)機(jī)制,避免因功率過大導(dǎo)致設(shè)備過熱或損壞,確保音響系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。
芯片,又稱集成電路,是將大量晶體管、電阻、電容等電子元件通過半導(dǎo)體工藝集成在硅片上的微型電子器件,是現(xiàn)代電子設(shè)備的 “大腦”。其構(gòu)成包括晶圓(通常為硅材料)、電路層(通過光刻、蝕刻形成的導(dǎo)電路徑)和封裝層(保護(hù)內(nèi)部電路并提供引腳連接)。單個(gè)芯片可集成數(shù)十億甚至上萬億個(gè)晶體管,通過不同的電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)運(yùn)算、存儲(chǔ)、控制等功能。例如,CPU(處理器)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)運(yùn)算與指令執(zhí)行,GPU(圖形處理器)專注圖像處理,存儲(chǔ)芯片則用于數(shù)據(jù)暫存或長期保存。芯片的性能通常以制程工藝(如 7nm、5nm)和核心數(shù)量衡量,制程越先進(jìn),單位面積集成的晶體管越多,運(yùn)算效率越高,功耗越低,是電子設(shè)備小型化、高性能化的支撐。ACM8815芯片支持4.5V至38V寬范圍電源輸入,兼容12V車載電池與24V工業(yè)電源系統(tǒng),適應(yīng)多場景應(yīng)用需求。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)場景(如智能工廠、設(shè)備監(jiān)控、物流追蹤)對藍(lán)牙芯片的高可靠性、廣覆蓋性、抗惡劣環(huán)境能力提出特殊要求,推動(dòng)芯片技術(shù)向工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)。首先,工業(yè)環(huán)境中存在強(qiáng)電磁干擾、粉塵、濕度大等問題,工業(yè)級(jí)藍(lán)牙芯片需具備高電磁兼容性(EMC),通過優(yōu)化電路設(shè)計(jì)與封裝工藝(如 IP67 防護(hù)等級(jí)封裝),確保在惡劣環(huán)境中穩(wěn)定工作;同時(shí)采用寬電壓供電設(shè)計(jì)(如 3.3V-24V),適應(yīng)工業(yè)設(shè)備的供電需求。其次,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)需實(shí)現(xiàn)大規(guī)模設(shè)備組網(wǎng),藍(lán)牙芯片支持的 Mesh 組網(wǎng)技術(shù)可連接數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn),且具備自修復(fù)、自組網(wǎng)能力,滿足智能工廠中傳感器、控制器、執(zhí)行器的互聯(lián)需求,如通過藍(lán)牙 Mesh 網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)(如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速),實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控與故障預(yù)警。此外,工業(yè)級(jí)藍(lán)牙芯片需具備高穩(wěn)定性與長壽命,平均無故障工作時(shí)間(MTBF)需達(dá)到 50 萬小時(shí)以上,同時(shí)支持遠(yuǎn)程固件升級(jí)(OTA),無需拆卸設(shè)備即可更新芯片程序,降低維護(hù)成本。在物流追蹤場景中,藍(lán)牙芯片還可集成定位功能,通過與藍(lán)牙信標(biāo)配合,實(shí)現(xiàn)貨物實(shí)時(shí)定位與軌跡記錄,提升物流管理效率。ACM8815開關(guān)頻率設(shè)置為300kHz至600kHz可調(diào)范圍,用戶可根據(jù)系統(tǒng)EMI要求靈活選擇工作頻點(diǎn)。云南藍(lán)牙芯片ACM3219A
2S數(shù)字功放芯片智能動(dòng)態(tài)噪聲門限技術(shù)可自動(dòng)過濾環(huán)境底噪,信噪比在靜音段提升至120dB以上。浙江芯片ATS2817
低功耗是藍(lán)牙芯片的主要競爭力之一,尤其在物聯(lián)網(wǎng)與便攜設(shè)備領(lǐng)域,能效優(yōu)化技術(shù)已成為芯片設(shè)計(jì)的關(guān)鍵方向。藍(lán)牙芯片的低功耗技術(shù)主要從硬件與軟件兩方面入手:硬件層面,采用低功耗半導(dǎo)體工藝(如 40nm、28nm 工藝),降低芯片自身的漏電流;優(yōu)化射頻模塊設(shè)計(jì),在保證通信距離的前提下,降低發(fā)射功率(如 BLE 模式發(fā)射功率可低至 - 20dBm),同時(shí)采用高效電源管理模塊,實(shí)現(xiàn)多檔位電壓調(diào)節(jié),根據(jù)工作狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整供電電壓。軟件層面,通過優(yōu)化協(xié)議棧與工作機(jī)制減少能耗,如采用 “休眠 - 喚醒” 循環(huán)模式,芯片在無數(shù)據(jù)傳輸時(shí)進(jìn)入深度休眠狀態(tài),只通過定時(shí)器或外部中斷喚醒,喚醒時(shí)間可縮短至微秒級(jí),大幅減少無效功耗;引入數(shù)據(jù)包長度優(yōu)化技術(shù),根據(jù)數(shù)據(jù)量大小調(diào)整數(shù)據(jù)包長度,避免因數(shù)據(jù)包太小導(dǎo)致的頻繁通信,降低通信過程中的能耗。此外,部分藍(lán)牙芯片還支持能量收集技術(shù),可將環(huán)境中的光能、熱能轉(zhuǎn)化為電能,為芯片供電,進(jìn)一步延長設(shè)備續(xù)航,這種技術(shù)已在智能門鎖、無線傳感器等低功耗設(shè)備中逐步應(yīng)用。浙江芯片ATS2817