自從蘋果(Apple)無線耳機AirPods在2016年9月發佈後,TechInsights的拆解分析團隊就開始熱切期待它能儘快在10月上市。然而,10月和11月來了又走,AirPods仍然遲遲未能出現,而且也沒有人真的解釋為什麼一再延遲上市。

Beats耳機內建W1無線SoC

我們一直急於取得這些新興的無線聽戴式裝置,因為拆解團隊想進一步瞭解W1無線SoC與慣性感測器,而這樣一再的延遲著實令人沮喪。然而,大約就在11月中旬的某一天,當我們走在法蘭克福(Frankfurt)機場時,忽然瞥見一個設有Beats Studio無線耳機的販賣站。由於我們剛好還有一些候機的空檔時間,不妨先來嘗試一下。

哇!音質真的太棒了!銷售人員顯然也經過完整的產品教育訓練,清楚且詳細地回覆了我們所有的問題。其中還有一個問題的答案還真令人驚訝——我們問她:「這些Beats耳機中用的是什麼無線SoC?」她回答說:「它內建了W1晶片。」因此,我們快速地拍攝了一些照片,並發送給負責採購的同事。在我們的團隊從歐洲回來後,都還沒來得及進家門就迅速拆解了這款產品,大家都想搶先親眼目睹Apple的W1無線SoC。

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比較AirPods和Beats耳機的W1無線SoC

在Beats Studio無線耳機中發現的W1晶片封裝標記為343S00131。同時,從Apple AirPods無線耳機拆下的W1晶片封裝標記則是343S00130。二者僅封裝標記存在些微差異——只有最後一個數字不同。TechInsights已經確認343S00131和343S00130二款晶片都採用了相同的裸晶(die)。該裸晶尺寸為4.42mm×3.23mm=14.3mm2。

TechInsights持續追蹤物聯網(IoT) SoC已有一年多的時間了,根據我們的觀察顯示,以裸晶尺寸和藍牙4.2 (Bluetooth 4.2;BT4.2)以上的連接規格來看,新的W1 SoC非常具有競爭力。但就藍牙規格而言,Apple並未指明W1採用的是BT 4.2還是藍牙5(BT5)。

20170313 AirPods NT31P14 最新的IoT SoC裸晶尺寸與無線標準比較(來源:TechInsights.com)

Apple明白指出,Beats Solo3 Wireless On-Ear Headphones頭戴式耳機採用了Class 1藍牙技術,「透過 Class 1 藍牙技術與你的裝置連接,享受無線的聆聽體驗」。Class 1藍牙的傳輸範圍達100公尺並支援較高功率,而Class 2藍牙則以更低功耗規格支援約10公尺的傳輸距離。

由於我們知道Beats頭戴式耳機與AirPods採用完全相同的W1裸晶,那麼,AirPods是否也能被視為是Class 1藍牙產品? iPhone 7並未提到Class 1藍牙,但其規格確實支援BT4.2標準。因此,W1 SoC究竟支援BT4.2或BT5仍不得而知,但我們可以確定的是它覆蓋的傳輸距離廣泛,音質也非常、非常好。W1 SoC可以說是目前市場上性能最佳的IoT SoC。

此外,還有一款晶片搭載支援Bluetooth 4.2(或更先進規格)的更小尺寸裸晶——Dialog DA14680,其尺寸約10.36 mm2。圖2右上顯示了該元件的開發藍圖。TechInsights正持續關注這一類新興SoC崛起的IoT發展樣貌。

考慮到該裸晶的尺寸及其特有的作業規格,我們將為此W1處理器進行基本的基準測試。預計在進一步的分析後,將在基準測試報告中確認其製程節點與代工廠,包含平面圖分析與裸晶利用率,以及為測試與封裝該元件進行成本估計。

20170313 AirPods NT31P5 Apple W1藍牙多晶矽SoC,尺寸約3.23 mm x 4.42 mm

拆解AirPods

現在讓我們繼續看看Apple AirPods的其餘部份。我們終於在去年聖誕節前入手這款AirPods,而且在新年期間就迫不及待地為其進行拆解。這也讓我們的技術分析團隊一掃「一月憂鬱」(January blues)!

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我們對於這款元件的主要興趣幾乎都能從封裝標識或產業資訊中進行確認。這款耳機的耳塞部份包含一個單面電路板(PCB)、一個雙面PCB,以及一個小型軟管延伸至Airpods底端。

在單面PCB上,我們可以看到W1 SoC、一款Cypress SoC、意法半導體(STMicroelectronics)的低壓降(LDO)穩壓器,以及一些其他元件。

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而在雙面PCB,我們在其中一面發現了一款Maxim音訊編解碼器、一款Bosch BMA280加速度計。而在另一面,我們發現了意法半導體的超低功耗3軸加速度計、意法半導體LDO穩壓器,還有一款無法辨識的光感測器與一些被動元件。

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在每一台Airpods末端的軟管和電池組裝中,我們看到了來自Goertek的MEMS麥克風元件。

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每一台Airpods的設計和晶片數都是一樣的。在兩個耳塞內部的主要IC元件及其數量如表1所示:

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充電器特寫

接下來看看充電器及其內部元件。 20170313 AirPods NT31P12 20170313 AirPods NT31P13

在充電器內部的主要元件與數量資料如表2所示:

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最後,根據拆解Airpods耳機,以及觀察其封裝標識與特性後發現,一對Airpods耳機以及1個充電裝置共有28個元件。由於這一對Airpods耳機的價格高達219美元,我們對於打造這一款產品所需的成本分析更加感興趣了,敬請期待更多深入的資訊。

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編譯:Susan Hong

(參考原文:AirPods and the W1 wireless SoC: Squeezing innovative technology inside very small packages,by Jim Morrison & Daniel Yang, TechInsights)