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拆解苹果W1:一款AirPods和Beats耳机都用的神奇芯片

时间:2017-03-15 作者:Jim Morrison & Daniel Yang, Te 阅读:
自从Apple无线耳机AirPods在去年9月发布后,TechInsights的拆解团队就开始热切期待它能尽快在10月上市。然而,10月和11月来了又走,AirPods仍迟迟未能出现…

自从苹果(Apple)无线耳机AirPods在2016年9月发布后,TechInsights的拆解分析团队就开始热切期待它能尽快在10月上市。然而,10月和11月来了又走,AirPods仍然迟迟未能出现,而且也没有人真的解释为什么一再延迟上市。QNBEETC-电子工程专辑

Beats耳机内建W1无线SoC

我们一直急于取得这些新兴的无线听戴式设备,因为拆解团队想进一步了解W1无线SoC与惯性传感器,而这样一再的延迟着实令人沮丧。然而,大约就在11月中旬的某一天,当我们走在法兰克福(Frankfurt)机场时,忽然瞥见一个设有Beats Studio无线耳机的贩卖站。由于我们刚好还有一些候机的空档时间,不妨先来尝试一下。QNBEETC-电子工程专辑

哇!音质真的太棒了!销售人员显然也经过完整的产品教育训练,清楚且详细地回复了我们所有的问题。其中还有一个问题的答案还真令人惊讶——我们问她:“这些Beats耳机中用的是什么无线SoC?”她回答说:“它内建了W1芯片。”因此,我们快速地拍摄了一些照片,并发送给负责采购的同事。在我们的团队从欧洲回来后,都还没来得及进家门就迅速拆解了这款产品,大家都想抢先亲眼目睹Apple的W1无线SoC。
20170313 AirPods NT31P2 20170313 AirPods NT31P3QNBEETC-电子工程专辑

比较AirPods和Beats耳机的W1无线SoC

在Beats Studio无线耳机中发现的W1芯片封装标记为343S00131。同时,从Apple AirPods无线耳机拆下的W1芯片封装标记则是343S00130。二者仅封装标记存在些微差异——只有最后一个数字不同。TechInsights已经确认343S00131和343S00130二款芯片都采用了相同的裸晶(die)。该裸晶尺寸为4.42mm×3.23mm=14.3mm2。QNBEETC-电子工程专辑

TechInsights持续追踪物联网(IoT) SoC已有一年多的时间了,根据我们的观察显示,以裸晶尺寸和蓝牙4.2 (Bluetooth 4.2;BT4.2)以上的连接规格来看,新的W1 SoC非常具有竞争力。但就蓝牙规格而言,Apple并未指明W1采用的是BT 4.2还是蓝牙5(BT5)。
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最新的IoT SoC裸晶尺寸与无线标准比较(来源:TechInsights.com)QNBEETC-电子工程专辑

Apple明白指出,Beats Solo3 Wireless On-Ear Headphones头戴式耳机采用了Class 1蓝牙技术,“透过 Class 1 蓝牙技术与你的设备连接,享受无线的聆听体验”。Class 1蓝牙的传输范围达100公尺并支持较高功率,而Class 2蓝牙则以更低功耗规格支持约10公尺的传输距离。QNBEETC-电子工程专辑

由于我们知道Beats头戴式耳机与AirPods采用完全相同的W1裸晶,那么,AirPods是否也能被视为是Class 1蓝牙产品? iPhone 7并未提到Class 1蓝牙,但其规格确实支持BT4.2标准。因此,W1 SoC究竟支持BT4.2或BT5仍不得而知,但我们可以确定的是它覆盖的传输距离广泛,音质也非常、非常好。W1 SoC可以说是目前市场上性能最佳的IoT SoC。QNBEETC-电子工程专辑

此外,还有一款芯片搭载支持Bluetooth 4.2(或更先进规格)的更小尺寸裸晶——Dialog DA14680,其尺寸约10.36 mm2。图2右上显示了该组件的开发蓝图。TechInsights正持续关注这一类新兴SoC崛起的IoT发展样貌。QNBEETC-电子工程专辑

考虑到该裸晶的尺寸及其特有的作业规格,我们将为此W1处理器进行基本的基准检验。预计在进一步的分析后,将在基准检验报告中确认其工艺节点与代工厂,包含平面图分析与裸晶利用率,以及为测试与封装该组件进行成本估计。
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Apple W1蓝牙多晶硅SoC,尺寸约3.23 mm x 4.42 mmQNBEETC-电子工程专辑

拆解AirPods

现在让我们继续看看Apple AirPods的其余部份。我们终于在去年圣诞节前入手这款AirPods,而且在新年期间就迫不及待地为其进行拆解。这也让我们的技术分析团队一扫“一月忧郁”(January blues)!
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我们对于这款组件的主要兴趣几乎都能从封装标识或产业信息中进行确认。这款耳机的耳塞部份包含一个单面电路板(PCB)、一个双面PCB,以及一个小型软管延伸至Airpods底端。QNBEETC-电子工程专辑

在单面PCB上,我们可以看到W1 SoC、一款Cypress SoC、意法半导体(STMicroelectronics)的低压降(LDO)稳压器,以及一些其他组件。
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而在双面PCB,我们在其中一面发现了一款Maxim音频编译码器、一款Bosch BMA280加速度计。而在另一面,我们发现了意法半导体的超低功耗3轴加速度计、意法半导体LDO稳压器,还有一款无法辨识的光传感器与一些被动组件。
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在每一台Airpods末端的软管和电池组装中,我们看到了来自Goertek的MEMS麦克风组件。
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每一台Airpods的设计和芯片数都是一样的。在两个耳塞内部的主要IC组件及其数量如表1所示:
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充电器特写

接下来看看充电器及其内部组件。
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在充电器内部的主要组件与数量数据如表2所示:
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最后,根据拆解Airpods耳机,以及观察其封装标识与特性后发现,一对Airpods耳机以及1个充电设备共有28个组件。由于这一对Airpods耳机的价格高达219美元,我们对于打造这一款产品所需的成本分析更加感兴趣了,敬请期待更多深入的信息。
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编译:Susan HongQNBEETC-电子工程专辑

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载QNBEETC-电子工程专辑

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