電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/莫婷婷)根據(jù)Counterpoint數(shù)據(jù)顯示,2017年全球TWS耳機(jī)的出貨量?jī)H有918萬(wàn)副,到了2018年,全球出貨量達(dá)到4600萬(wàn)部。2020年全球TWS耳機(jī)出貨量為2.33億副,同比增長(zhǎng)85%;2021年TWS耳機(jī)的出貨量超過3億副,同比增長(zhǎng)33%。在TWS耳機(jī)高速發(fā)展的這幾年,出現(xiàn)了不少產(chǎn)業(yè)鏈玩家,并且依靠TWS耳機(jī)巨大的市場(chǎng)異軍突起。
對(duì)于今年的TWS耳機(jī)市場(chǎng),Strategy Analytics預(yù)測(cè),全球TWS耳機(jī)出貨量將同比增長(zhǎng)38%。不過我們也看到了整個(gè)消費(fèi)電子市場(chǎng)需求正在放緩,但對(duì)于TWS耳機(jī)而言,不少業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為還未達(dá)到頂峰,未來市場(chǎng)規(guī)模將繼續(xù)擴(kuò)大,只是增長(zhǎng)速度不如前兩年。
從TWS耳機(jī)的產(chǎn)業(yè)鏈來看,除了需要用到主控芯片、傳感器、電源芯片,還有一類元器件是不能缺少的,那就是電感。電感器作為無(wú)處不在的電路元件,被認(rèn)為電子產(chǎn)品線路板中三大被動(dòng)電子基礎(chǔ)元件之一。按功能不同,可以將電感分為射頻電感、功率電感;按工藝不同,可分為繞線電感、疊層電感、薄膜電感;按材料不同可分為磁性電感、非磁性電感。
在TWS耳機(jī)的充電倉(cāng)部分,快充芯片、升壓芯片都需要用到功率電感,與開關(guān)型DC/DC電源芯片搭配,用以提高待機(jī)效率。在耳機(jī)部分,需要給射頻供放、SoC核、音頻功放/存儲(chǔ)器供電都需要用到功率電感。另外,由于不同的主控平臺(tái)構(gòu)架不同,因此一個(gè)TWS耳機(jī)中需要用到的電感數(shù)量、性能、尺寸都有所不同,一般而言至少需要3-9顆甚至更多的功率電感,要求是低DCR、低ACR,并且會(huì)關(guān)注電感量、DCR、Q值等。
電子發(fā)燒友網(wǎng)統(tǒng)計(jì)了部分電感廠商,通過電感玩家的布局,可以窺探在TWS耳機(jī)續(xù)航能力,降噪等各方面性能不斷提升的同時(shí),電感迎來了哪些技術(shù)升級(jí)。
順絡(luò):主打小尺寸,推出一體成型功率電感
順絡(luò)是國(guó)際領(lǐng)先的電感行業(yè)龍頭企業(yè)。今年上半年,順絡(luò)公司實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入21.36億元,同比下降7.58%,凈利潤(rùn)2.94億元,同比下降28.55%。盡管上半年收到消費(fèi)電子需求影響,業(yè)績(jī)有所下滑,但其依舊保持在電子元器件領(lǐng)域的研發(fā)投入,不斷推出新品。
目前,順絡(luò)的產(chǎn)品已經(jīng)運(yùn)用于消費(fèi)類電子、汽車電子、新能源以及工業(yè)電子等領(lǐng)域。在消費(fèi)電子領(lǐng)域,順絡(luò)的多款產(chǎn)品可應(yīng)用于TWS耳機(jī)中。由于TWS耳機(jī)相對(duì)于智能手機(jī)、智能手表等消費(fèi)電子的小型化、集成化更加明顯,在有限的空間中,品牌廠商不僅要考慮成本還要考慮元器件的性能。
上述發(fā)展趨勢(shì),讓電感廠商不斷突破電感的尺寸。此前,順絡(luò)曾發(fā)布小尺寸一體成型功率電感MWTC系列,該系列屬于模壓片式功率電感,主打小尺寸(目前量產(chǎn)產(chǎn)品尺寸包括2520,2016,2012,1412,最小尺寸為1412065),低損耗,采用閉合磁路設(shè)計(jì)。
對(duì)于藍(lán)牙芯片、電源芯片等不同的芯片,順絡(luò)針對(duì)性推出不同的方案。例如藍(lán)牙芯片推出了繞線鐵氧體電感、疊層片式電感,順絡(luò)表示,“在無(wú)線耳機(jī)的電源電路中,一方面要求電感具有較小的尺寸和中等大小(數(shù)百mA)的額定電流,同時(shí)要求電感具有低的損耗,以實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)換效率和強(qiáng)的續(xù)航能力?!睘榇?,順絡(luò)推出繞線鐵氧體電感 MWSD-FE系列,該產(chǎn)品具有低的直流電阻和交流電阻,目飽和電流可滿足應(yīng)用要求。
對(duì)于電源管理芯片,順絡(luò)推出繞線片式功率電感?!霸跓o(wú)線耳機(jī)充電的電源電路中,對(duì)電感的尺寸要求比耳機(jī)中的要求低些,但需實(shí)現(xiàn)較高的轉(zhuǎn)換效率?!表樈j(luò)表示,繞線功率電感SWPA/SPH/WPN系列,磁性膠水涂覆結(jié)構(gòu),飽和電流大,DCR低。其中SWPA252010S系列的電感范圍為0.47-10μH。
順絡(luò)MWTC系列(圖源:順絡(luò))
三體微:首創(chuàng)全磁屏蔽精密繞線電感
三體微是設(shè)計(jì)、制造和銷售高性能的磁性功率元器件的廠商,產(chǎn)品種類包括一體成型功率電感,磁膠繞線電感,精密繞線電感,全磁屏蔽精密繞線電感,疊層電感,組裝/定制電感,以及內(nèi)置于電源模塊內(nèi)的功率電感等等。值得關(guān)注的是,三體微推出了全球首創(chuàng)高感一體成型電感,實(shí)現(xiàn)底噪、干擾、電流聲更小,靈敏度、可靠性、效率更高。
就在今年,三體微打造全球首款高感值1608小一體功率電感——SIRB。根據(jù)介紹,SIRB Series高感值小一體成型功率電感,支持最高15uh的感值,相較于此前全球1608尺寸小一體功率電感4.7uh的最高感值,還提升了3倍以上。包括全磁屏蔽和半磁屏蔽不同的型號(hào)。
在TWS耳機(jī)的應(yīng)用中,針對(duì)充電倉(cāng)和耳機(jī)兩部分,三體微都有不同的電感系列可以覆蓋。三體微表示,充電倉(cāng)中推薦使用SCCB系列和SWFI系列等,在耳機(jī)中推薦使用SDHL系列,SZFC系列等。另外,三體微還推出了具有高效率、磁屏蔽等特點(diǎn)的電感新品。
電子發(fā)燒友網(wǎng)關(guān)注到,在不少TWS耳機(jī)的拆解中,都能發(fā)現(xiàn)三體微的產(chǎn)品。例如Redmi Buds 4、LOOP-T6智能耳機(jī)中搭載了三顆三體微SDHC 1608系列,這是一款磁屏蔽精密繞線電感,具有更高的磁導(dǎo)率。
TWS充電倉(cāng)在使用傳統(tǒng)功率電感時(shí)會(huì)出現(xiàn)嘯叫聲、磁場(chǎng)干擾等問題,對(duì)此三體微推出了SDHL系列,這是一款全磁屏蔽精密繞線電感,采用全磁屏蔽結(jié)構(gòu),并且對(duì)銅線進(jìn)行包裹,可以有效解決電感嘯叫,和優(yōu)化耳機(jī)底噪的問題。例如QCY T18 MeloBuds采用了兩顆三體微電子SDHL,其電感值為4.7μH,直流電阻為700±10%mΩ,飽和電流為450mA,溫升電流為400mA,可以給藍(lán)牙芯片內(nèi)部電路供電,提高耳機(jī)整機(jī)工作性能。
麥捷科技:持續(xù)突破低內(nèi)阻、低損耗、低功耗性能
麥捷科技的一體成型功率電感、繞線功率電感、疊層片式電感等多款電感器件合格率處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。與順絡(luò)相比較,麥捷科技更關(guān)注汽車電子、5G產(chǎn)業(yè)電感器件應(yīng)用,但是在消費(fèi)電子領(lǐng)域,同樣有多款產(chǎn)品應(yīng)用在TWS耳機(jī)中,包括MTF系列、MPSM系列、MGFL系列、MPIT系列。
由于TWS耳機(jī)更加注重音質(zhì)效果,不斷改進(jìn)提升產(chǎn)品工藝,降低終端產(chǎn)品的功耗和底噪,其MTF0603S系列在解決磁場(chǎng)干擾的蜂鳴聲有著顯著的優(yōu)勢(shì)。
麥捷科技副總裁張照前曾提到,絡(luò)達(dá)、恒玄、高通、瑞昱方案音頻板(耳機(jī)板)會(huì)使用3到6顆精密繞線電感,例如MTF系列,或者小尺寸功率電感MPSM系列。杰理、中科藍(lán)訊等低端方案會(huì)使用2-4顆疊層功率電感,例如MGFL系列。如果是應(yīng)用在充電倉(cāng)上,至少也要使用1到2顆功率電感,例如MPIT系列,該系列的尺寸范圍2520~4018。
為了提高TWS耳機(jī)的長(zhǎng)續(xù)航問題,麥捷科技深耕材料的開發(fā),圍繞小型化、低內(nèi)阻、低損耗等方向展開專題研發(fā),并已與相關(guān)客戶配合開發(fā)相關(guān)產(chǎn)品。
小結(jié):
TWS耳機(jī)朝著高性能發(fā)展的同時(shí),電感廠商奔跑在同樣的賽道上。從上述廠商的產(chǎn)品中,可以發(fā)現(xiàn),TWS耳機(jī)的不同主控平臺(tái)架構(gòu)對(duì)電感也有著不同的性能需求??傮w而言,電感正朝著小尺寸、大電流、輕型化、低功耗等性能突破。其中低功耗要求降低功耗,降低電感損耗,提高Q值。而小型化意味著需要用到各種先進(jìn)的封裝技術(shù),如3D封裝來減小體積。
由于可穿戴設(shè)備的工作頻率會(huì)達(dá)到1MHz以上,且更低磁損和阻抗,這即需要電感飽和磁通密度高,也要損耗低,才能提高磁性元件的功率,降低能耗,進(jìn)一步提升穿戴設(shè)備續(xù)航性能。麥捷科技副總裁張照前認(rèn)為,輕薄短小為磁性元件發(fā)展方向,掌握工藝技術(shù)及設(shè)備精度,并朝向制程整合及縮短,擴(kuò)大產(chǎn)出提高良品率,才能跟進(jìn)市場(chǎng)不被淘汰。
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性能
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