全球真無線耳機(jī)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)2020年將達(dá)到2.30億部，同比增長(zhǎng)90%

即使在疫情為消費(fèi)電子行業(yè)帶來巨大沖擊和不確定性的情況下，真無線立體聲（TWS）耳機(jī)仍然在今年保持快速的增長(zhǎng)，全球市場(chǎng)研究公司Counterpoint Research預(yù)測(cè)，全球真無線耳機(jī)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)2020年將達(dá)到2.30億部，同比增長(zhǎng)90% 。

TWS耳機(jī)小巧、輕便、無拘無束的產(chǎn)品特性促使其快速增長(zhǎng)。同時(shí)，隨著相關(guān)解決方案的不斷成熟，TWS耳機(jī)在音質(zhì)、連接穩(wěn)定性、傳輸延遲和功耗等用戶關(guān)心的產(chǎn)品力層面也在不斷提升。ANC主動(dòng)降噪和AI語音助手的加入，也將耳機(jī)帶入更廣闊的應(yīng)用空間。

與此同時(shí)，TWS耳機(jī)整體解決方案的成本也在不斷下降。從市場(chǎng)的整體趨勢(shì)來看，未來智能手機(jī)廠商將逐步以TWS耳機(jī)取代有線耳機(jī)。

目前市場(chǎng)上大多數(shù)TWS耳機(jī)均由耳機(jī)本體和充電倉兩部分構(gòu)成。如下是其功能框圖：

TWS耳機(jī)應(yīng)用框圖

豪威集團(tuán)旗下韋爾半導(dǎo)體擁有電源管理器件、分立器件、音頻器件、信號(hào)鏈和射頻器件等多條產(chǎn)品線，能夠?yàn)門WS耳機(jī)提供超低功耗電源管理、MEMS麥克風(fēng)、霍爾傳感器、系統(tǒng)保護(hù)、模擬開關(guān)等，如框圖中綠色部分所示，涵蓋一個(gè)TWS耳機(jī)解決方案中SoC以外的大部分產(chǎn)品。

下面對(duì)這些產(chǎn)品做一些深入的介紹。

MEMS麥克風(fēng)

韋爾半導(dǎo)體提供適用于 ANC 降噪功能的MEMS麥克風(fēng)產(chǎn)品 WMM7018ABSNA0，采用底部收音，2.75 x 1.85 x 0.90mm 的超小尺寸設(shè)計(jì)。其信噪比高達(dá) 65dB，能夠?yàn)?TWS 耳機(jī)提供靈敏的拾音和純凈的音質(zhì)，可下沉至 20Hz 的平坦頻響設(shè)計(jì)，能夠帶來優(yōu)異的低頻特性，有利于多 MIC 匹配，也為后續(xù)的算法提供更多空間，進(jìn)一步提升 TWS 耳機(jī)的主動(dòng)降噪性能。此外，其聲學(xué)過載點(diǎn)（AOP）高達(dá) 130dBSPL，工作電流僅 92uA ，符合 TWS 耳機(jī)的寬輸入動(dòng)態(tài)范圍和低功耗等要求。

為便于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，韋爾還推出了與 WMM7018ABSNA0 同樣小尺寸封裝的頂部收音的降噪專用硅麥克風(fēng)。其性能與 WMM7018ABSNA0 相當(dāng)，頂進(jìn)音的特點(diǎn)，簡(jiǎn)化了用戶聲導(dǎo)管的設(shè)計(jì)，為整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來更大的靈活性。

低靜態(tài)電流 LDO

韋爾半導(dǎo)體在國內(nèi) LDO 市場(chǎng)有著非常好的市場(chǎng)占有率。為了滿足 TWS 耳機(jī)低功耗、小體積、輕量化等需求，推出靜態(tài)電流低、輸出精度高、封裝小的 WL2825D 和 WL2815D，非常適合 TWS 耳機(jī)等智能可穿戴設(shè)備。

其中，WL2825D 的靜態(tài)電流可低至 0.6uA ，能夠有效提高電能利用率，延長(zhǎng)設(shè)備待機(jī)時(shí)間；±1% 的高輸出電壓精度，確保負(fù)載工作在理想的供電環(huán)境。其采用 DFN1X1-4L 封裝，尺寸小，熱阻低，通用性強(qiáng)，能夠滿足 TWS 耳機(jī)輕便小巧的需求。

除了 WL2825D, 韋爾半導(dǎo)體還有具備更高帶載能力的 WL2815D。其功耗稍高，價(jià)格更低，為側(cè)重性價(jià)比的客戶和應(yīng)用提供了解決方案。提供 1.2~3.3V 多種輸出電壓版本，其封裝和 WL2825D 引腳兼容。

充電管理 IC

在耳機(jī)充電方面，韋爾半導(dǎo)體推出了高集成度充電管理 IC 解決方案 WS4538Q。其輸入耐壓高達(dá) 28V，充電電壓精度達(dá) ±1%，可編程充電電流為 5～300mA，并具備熱管理功能。WS4538Q 同樣采用超緊湊的封裝，高度僅為 0.4mm，超小體積適合 TWS 耳機(jī)的空間需求。

此外，還有支持 1A 線性充電的 WS4508S，其采用 SOP-8L 封裝，具備低截止電流等特性，線性充電外圍電路簡(jiǎn)單，紋波小，成本低，可以滿足大多數(shù)充電倉的性能需求，

過流保護(hù)負(fù)載開關(guān)（OCP）

在 TWS 耳機(jī)充電倉當(dāng)中，出于系統(tǒng)對(duì)充放電的安全要求，適配器輸入口和 Pogo Pin 都需要過流保護(hù)。

韋爾半導(dǎo)體推出的過流保護(hù)負(fù)載開關(guān)（OCP） WS4612EAA-5/TR 具備較低的阻抗，在輸入電壓為 5V 時(shí)，正常的導(dǎo)通電阻僅為 60mΩ，可有效減少發(fā)熱。其采用業(yè)內(nèi)成熟的 SOT23-5L 通用封裝，能夠適配更多 TWS 耳機(jī)解決方案，并有利于保證供貨穩(wěn)定。

過壓保護(hù)負(fù)載開關(guān)（OVP）

為了給充電接口提供更好的保護(hù)，抑制高壓浪涌，高性能的過壓保護(hù)負(fù)載開關(guān)（OVP）也是必不可少的。

韋爾半導(dǎo)體推出的高性能過壓保護(hù)開關(guān) WS3241C-12/TR 導(dǎo)通電阻僅 30mΩ（典型值），可以持續(xù)耐受高達(dá) 29V 的直流電壓。內(nèi)部集成浪涌泄放通路，抑制能力高達(dá) 100V。對(duì)于 TWS 耳機(jī)等便攜式電子產(chǎn)品的充電接口后端電路的兩大天敵“高壓”和“浪涌”，能夠起到有效的防護(hù)和抑制作用，從而大大降低產(chǎn)品市返率。

浪涌和 ESD 保護(hù)

TWS 耳機(jī)在日常使用中需要頻繁地進(jìn)行取下、戴上等操作，對(duì)于其內(nèi)部的芯片產(chǎn)品來說，勢(shì)必面臨靜電考驗(yàn)，需要采取相應(yīng)的防護(hù)措施。

韋爾半導(dǎo)體為 TWS 耳機(jī)推出了全方位的 ESD 保護(hù)解決方案。

在充電倉側(cè)，韋爾半導(dǎo)體提供各種封裝的 TVS，滿足充電倉側(cè)重點(diǎn)防護(hù)位置 VBUS 的不同的浪涌需求。例如采用 DFN2020 封裝的 ESD56161D24，具有較低鉗位電壓（Vcl）和很高的脈沖峰值電流（IPP）。目前業(yè)內(nèi)對(duì)浪涌主流要求為 ±100V，同時(shí)要求滿足 DC16V 以上的直流耐壓。ESD56161D24 則能夠滿足高達(dá) ±300V 的更為嚴(yán)苛的要求。

另有采用小尺寸 0201 封裝的 ESD54191CZ 可應(yīng)用于 VBAT 及 POGO PIN，可兼顧浪涌和 ESD 綜合防護(hù)性能。

在耳機(jī)側(cè)，重點(diǎn)防護(hù)的位置是 VBAT、GPIO、POGO PIN，硅麥和 DC 電源。與充電倉的標(biāo)準(zhǔn)一樣，主流品牌的 ESD 需要滿足接觸放電 4KV，空氣放電 10KV 的要求。部分品牌要求滿足接觸 6KV，空氣 15KV 的高等級(jí)靜電防護(hù)要求。這對(duì)于超小尺寸的耳機(jī)設(shè)計(jì)提出了很大的挑戰(zhàn)。

韋爾半導(dǎo)體推出的 TVS 產(chǎn)品 ESD73111CZ 和 ESD73131CZ，采用 0201 小尺寸封裝，具超低鉗位電壓（低至 5.5V 和 6V），配合結(jié)構(gòu)、電容、磁珠及 layout 的處理，可以迎接各種靜電挑戰(zhàn)。

MOSFET 產(chǎn)品

韋爾半導(dǎo)體擁有多元化 MOSFET 配置，提供單 N、單 P、雙 N 型 / 雙 P 型、共 Drain 等組合型式。具備封裝小、高速開關(guān)、低開啟門限電壓、大電流和高可靠性等特點(diǎn)，能夠充分滿足 TWS 耳機(jī)靈活多樣的架構(gòu)要求，減小元件空間占用，有效利用 PCB 面積。小體積的高速信號(hào)開關(guān) N 溝道 WNM2046E，具有封裝小、高可靠性等特點(diǎn)，可用于耳機(jī)系統(tǒng)的開關(guān)控制、通訊電路等。高速信號(hào)開關(guān) P 溝道 WNM2092C，可用于耳機(jī)系統(tǒng)的負(fù)載控制和保護(hù)。鋰電池保護(hù) MWNMD2171 作為保護(hù)電路的關(guān)鍵器件，其經(jīng)歷了嚴(yán)苛的測(cè)試驗(yàn)證和市場(chǎng)檢驗(yàn)。DFN2*2-6L 雙 P 溝道 WNMD2084 封裝緊湊、大電流、易操作，幫助客戶從容應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。

模擬開關(guān)

主流 TWS 耳機(jī)及充電倉多采取雙觸點(diǎn)接觸方式，充電倉為耳機(jī)充電以及與耳機(jī)實(shí)現(xiàn)通訊借助的是同一個(gè)觸點(diǎn)，需要功能切換。韋爾半導(dǎo)體推出的采用低 Ron 的雙路單刀雙擲開關(guān) WAS4729QB，采用 QFN1418-10L 封裝，尺寸僅為 1.4mm x 1.8mm，占板面積小。其同時(shí)還具備邏輯控制簡(jiǎn)單，電路穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。

隨著 TWS 耳機(jī)的 SoC 方案不斷推陳出新，性能不斷進(jìn)步，TWS 耳機(jī)成為未來便攜音頻設(shè)備的主流已經(jīng)是必然的趨勢(shì)。

豪威集團(tuán)以強(qiáng)大的技術(shù)儲(chǔ)備和研發(fā)能力以及完備的產(chǎn)品線為 TWS 耳機(jī)提供一站式解決方案，滿足 TWS 耳機(jī)產(chǎn)品高集成度、超低功耗的要求，推動(dòng)新一代 TWS 耳機(jī)在通訊、音質(zhì)、續(xù)航等方面的用戶體驗(yàn)不斷提升。