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ADI中國本土化成果顯著,降噪耳機、可穿戴設(shè)備背后都有它的加持

2022-01-19
作者:王潔
來源:電子技術(shù)應(yīng)用

“中國各方面的發(fā)展日新月異,速度非??欤覀円环矫嬉灾袊俣瓤焖夙憫?yīng),滿足市場的需要;另一方面,ADI中國產(chǎn)品事業(yè)部擁有獨立的成本核算中心,是眾多國外友商中唯一一個半導(dǎo)體企業(yè)在中國建立獨立成本核算中心的事業(yè)部體系。我們以客戶為核心堅持創(chuàng)新,高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量地完成產(chǎn)品,這是我們的核心價值觀?!?2022 年 1 月 7 日,ADI在北京舉辦了一場以“芯的聲音”為主題的媒體分享會,ADI中國產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理趙軼苗在會上如是說道。

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ADI中國產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理趙軼苗(圖源:電子技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)場拍攝)

改革開放以來,中國的電子產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展,龐大的市場需求吸引了眾多國外半導(dǎo)體企業(yè)在國內(nèi)生根落戶,或設(shè)廠、或建合資公司,而ADI的本土化之路進行得更加徹底,從研發(fā)到生產(chǎn)制造,再到客戶支持全部實現(xiàn)本土化。

ADI中國本土化成果幾何?

ADI于2019年12月設(shè)立了中國產(chǎn)品事業(yè)部,2020年12月17日正式成立亞德諾投資有限公司。在中國,從原來的以銷售為主體的公司實體轉(zhuǎn)變?yōu)閾碛挟a(chǎn)品生產(chǎn)完整開發(fā)流程的法人實體,旨在以本地決策和中國速度,響應(yīng)客戶的創(chuàng)新需求。如今ADI中國產(chǎn)品事業(yè)部成立兩年,亞德諾投資有限公司也已經(jīng)成立一年,進展如何呢?汽車、通信、工業(yè)、健康、消費5條獨立產(chǎn)品線,多款倍受歡迎的產(chǎn)品芯片,可謂是成果斐然,充滿驚喜。

電池管理芯片方面,有很多頭部企業(yè)大量使用的18通道的電池管理芯片ADBMS1818,廣泛應(yīng)用在儲能和電動車中,還將發(fā)布支持16通道的電壓測量和1個通道的高精準(zhǔn)電流測量ADBMS1816。

光通信控制芯片方面,發(fā)布了最新的ADuCM430光模塊控制器,這是一款結(jié)合全球數(shù)據(jù)中心的蓬勃發(fā)展,針對數(shù)據(jù)中心內(nèi)部以及數(shù)據(jù)中心之間互聯(lián)的迅猛帶寬需求,支持以太網(wǎng)的400G、800G甚至將來1.6T應(yīng)用的光模塊控制器,其特點是小體積、高模擬精度和控制通道數(shù)。

健康管理芯片方面,有全本土團隊開發(fā)的產(chǎn)品ADPD6000,其血氧測量、心率測量、ECG性能、阻抗測量性能都達到業(yè)界領(lǐng)先的水平。結(jié)合ADI醫(yī)療級別IP優(yōu)化成體積更小、性能更好,可以在智能手表應(yīng)用,也可以在醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用的產(chǎn)品。該已經(jīng)應(yīng)用到了頭部企業(yè)的產(chǎn)品中,在國外的一些頭部企業(yè)中也收獲了很好的反響。

音頻處理芯片方面,發(fā)布了ADAU1860和ADAU1850主動降噪芯片,其ADC、DAC性能和音頻處理器性能在前續(xù)產(chǎn)品基礎(chǔ)上有了大幅度的提升,也得到了很好的反響。

為了健全產(chǎn)品在中國的供應(yīng)保障,除了利用國際半導(dǎo)體供應(yīng)鏈體系,ADI也在積極地跟本土供應(yīng)鏈合作伙伴一起建立一套更加完備的供應(yīng)體系,覆蓋制造、封裝和測試等環(huán)節(jié);為了給客戶開發(fā)更好的產(chǎn)品,ADI扎根本土生態(tài),從半導(dǎo)體開發(fā)到軟件、系統(tǒng)層面與客戶保持深入溝通,通過定制化的芯片、差異化的設(shè)計幫助其產(chǎn)品實現(xiàn)差異化?!癆DI中國產(chǎn)品事業(yè)部的產(chǎn)品開發(fā)速度明顯要比國際開發(fā)速度更快,同時仍然保持ADI傳統(tǒng)DNA,包括高性能的產(chǎn)品、持續(xù)的創(chuàng)新,最重要的一點就是在整個體系下仍然保持非常高的質(zhì)量和可靠性?!?趙軼苗表示。

制造方面,趙軼苗介紹,基于高性能模擬對制造的要求,ADI的多款產(chǎn)品延續(xù)了與臺積電長期的合作關(guān)系,同時ADI正在和國內(nèi)其他的晶圓制造廠進行深度合作,已經(jīng)部署了戰(zhàn)略性框架,一些產(chǎn)品正在這個框架下進行,適時將會提供完全本土供應(yīng)鏈的產(chǎn)品。

降噪技術(shù)不能將就

經(jīng)常采用地鐵通勤的人群可能有同樣的經(jīng)歷,在收聽語音類節(jié)目時,為了聽清楚內(nèi)容,通常需要將音量開到80%甚至更高。在低則半小時多則一個半小時的地鐵路程中,耳朵可能會承受90%的音量轟炸,長期如此,聽力健康必然會受到影響。

如今各品牌耳機廠家也都推出了各自的降噪耳機,實際效果卻千差萬別,有的耳機可能需要開到70%的音量,有些降噪效果更佳的耳機則只需要開到30%的音量就足以聽清楚音頻內(nèi)容?!斑@是需要有技術(shù)積累的,如果降噪效果做不好的話,這種產(chǎn)品就沒有意義了?!盇DI中國產(chǎn)品事業(yè)部高級市場應(yīng)用經(jīng)理何源指出。

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ADI中國產(chǎn)品事業(yè)部高級市場應(yīng)用經(jīng)理何源(圖源:電子技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)場拍攝)

世衛(wèi)組織在國際愛耳日的報告顯示,聽力損失目前影響著全球15億人,4.3億人有中/重度的聽力損失。未來30年,該數(shù)字可能會增加1.5倍以上:會有超過7億人達到中/重度的聽力損失。生活環(huán)境的噪聲和不良的生活習(xí)慣是導(dǎo)致聽力損失的主要原因。

另外一項研究顯示,在可用助聽器的人群中,只有17%的人才真正使用了助聽器。原因主要是:助聽器價格高昂,效果也并不十分理想,且佩戴之后部分人承受著或多或少的心理壓力。

主動降噪技術(shù)(ANC)可以幫助我們避免遭受外界的噪音干擾,保證聽力健康。

ANC技術(shù)的誕生最早就是為了保護聽力的,但當(dāng)時并不是面向普通大眾的。1989年ANC技術(shù)產(chǎn)品首次被BOSE量產(chǎn),第一批用戶是美國空軍飛行員或機場地勤人員,用于保護聽力;2000年ANC進入民用市場,走的是高端路線,有些航空公司頭等艙會以標(biāo)配降噪耳機作為賣點,由于價格昂貴,很少有人能夠體驗到這種技術(shù);2014年,BOSE發(fā)布了一款平民化的耳機,將價格拉低,并首次應(yīng)用數(shù)字ANC方案,實現(xiàn)了更精準(zhǔn)、更靈活、更智能化,取得了突破性進展,也為此后的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

如今,市面上除了有著售價1萬多的航空專業(yè)耳機,各品牌的消費級耳機也隨處可見,降噪技術(shù)幾乎成了標(biāo)配,而各家降噪效果各有千秋,底噪、抗干擾、連接穩(wěn)定性、續(xù)航、佩戴舒適度......ANC的挑戰(zhàn)層出不如。無奈,降噪的工程也是一門妥協(xié)的藝術(shù)。然而,如果降噪效果不好,甚至可能損害聽力,加上ANC技術(shù)又有何意義呢?

在ANC技術(shù)上,業(yè)內(nèi)一直存在著很多難以解決的問題。底噪是耳機端本底噪聲的簡稱,包括聲學(xué)器件、芯片本底噪聲,RF/電源/GND串?dāng)_,無線耦合雜訊等,如果處理不好,在安靜的場景打開降噪時,產(chǎn)生的噪聲會比本來的噪聲更大,變成增噪;同樣還有抗風(fēng)噪,在戶外打開降噪或通透模式以后,風(fēng)進來后會做一些處理,這些處理做不好的話,噪聲也可能會被放大,變得更刺耳;入耳式耳機戴起來不舒服,半入耳耳機又犧牲了降噪,在保持舒適度的情況下做好降噪也是一大挑戰(zhàn);量產(chǎn)效率方面,體現(xiàn)在同一型號耳機的效果卻不盡相同,品控做不好也是一大問題?!敖翟胍鼍妥銎?,要么就不做,ADI一直堅持幫助客戶做出極致的產(chǎn)品?!焙卧凑f道。

ADAU1860 和 ADAU1850應(yīng)對各種痛點

ADI是最早從事ANC技術(shù)的研發(fā)企業(yè)之一,對降噪芯片模塊也有大量行業(yè)積累,ADI中國產(chǎn)品事業(yè)部繼承了這些積累,加上本土化的優(yōu)勢,可以更好地幫助客戶解決各種痛點,并實現(xiàn)差異化。ADAU1860 和 ADAU1850 專用ANC分離解決方案就是ADI中國產(chǎn)品事業(yè)部獨立定義并完成設(shè)計開發(fā)的重磅產(chǎn)品,能夠在保障超低功耗的同時表現(xiàn)強大信號處理能力,帶來更豐富的功能選擇和聽覺體驗。

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(圖源:ADI公司)

ADAU1850是款超強音質(zhì)ANC CODEC,具有出色的低功耗、小尺寸和高性能特點,能夠以高性價比提供更精確的降噪。芯片尺寸僅2.96mmx1.76mm,DAC可以做到110dB的信噪比,支持單端和差分輸入;內(nèi)置了一個獨立的高精度EQ,動態(tài)范圍和精度可以達到小數(shù)點后面54個0,特別適合對調(diào)音有很高的要求的場景;高能效的FDSP是降噪核心,保證了降噪效果、功耗和續(xù)航的能力。

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ADAU1850框圖(圖源:ADI公司)

ADAU1860是ADI新一代主動降噪旗艦產(chǎn)品,尺寸是2.9x2.7mm,增加了對數(shù)字麥克風(fēng)接口的輸入,3模擬麥(差分/單端)+ 4數(shù)字麥;擁有雙核DSP,除了FDSP核之外還有一個開放TDSP核,不僅能實現(xiàn)夠極致的ANC效果,還可以實現(xiàn)自適應(yīng)降噪、自適應(yīng)EQ音效、空間音頻等,所有的功能在一顆芯片中就可以實現(xiàn)。

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ADAU1860框圖(圖源:ADI公司)

對于底噪,通過優(yōu)秀的ADC和DAC,可在最底層的電噪聲上予以解決,靈活的指令集又可以調(diào)整優(yōu)化音頻路徑,從數(shù)字端保證噪聲降低;對于風(fēng)噪,獨特/靈活的DSP架構(gòu),可自由搭建低功耗、硬件級別的動態(tài)檢測 + 風(fēng)噪控制鏈路,用戶可以自己搭建調(diào)整邏輯,也可以由ADI幫助實現(xiàn),由于不需要軟件實現(xiàn),可以做到很好的實時性、低功耗和穩(wěn)定性;關(guān)于半入耳,由于耳朵和耳機可能分開,會導(dǎo)致特征變化,需要動態(tài)調(diào)整降噪?yún)?shù),ADI通過軟硬件結(jié)合的方式,利用硬件指令集的優(yōu)勢做出了一套實時自適應(yīng)降噪方案,應(yīng)用此方案的產(chǎn)品今年上半年將會推出市場;對于負壓感,長期以來人耳對低頻的聲音更加適應(yīng),ANC降噪把移走低頻部分后,變成了人耳不適應(yīng)的噪聲情況,通過在芯片之外耦合已知的聲學(xué)模型,可以最大程度上達到降噪和改善負壓感受,帶來既安靜又沒有負壓感的感受;關(guān)于切換順滑度,ADI通過在芯片指令集級別的硬件實現(xiàn),可以實現(xiàn)無級變速,使變化更加柔和。

何源稱ADI可提供一站式解決方案,除了硬件設(shè)計和軟件工具鏈,還可以提供ANC通透模式的調(diào)試,也可以做音樂的補償和調(diào)音,包括自適應(yīng)調(diào)音、空間音頻量產(chǎn)的方案,ADI也在持續(xù)投入,開發(fā)更多意想不到的功能。

ADAU1850和ADAU1860在2021年都已面市,除了耳機,在其他對聲音有要求的場景中,ANC都有很好的用武之地,如汽車內(nèi)針對一個區(qū)域的降噪,還有家居場景中的抽油煙機和空調(diào)的降噪等。

助聽器接下來可能成為一個市場趨勢。2021年10月19日美國FDA發(fā)布提案,將建立一個新的OTC助聽器類別,目的是讓聽力損失者更容易獲得助聽器產(chǎn)品。預(yù)計今年上半年法案就會落地,將會對助聽器行業(yè)產(chǎn)生巨大的影響,耳機廠家從此將可以進入助聽器市場。何源表示,ADI也已經(jīng)看到了這一趨勢,與很多助聽器廠家保持合作,在聲學(xué)、電學(xué)方面不斷打磨,其架構(gòu)設(shè)計非常適合相應(yīng)的產(chǎn)品落地。

數(shù)據(jù)+算法,讓可穿戴健康監(jiān)測更加精準(zhǔn)

自新冠疫情爆發(fā)以來,人們對健康的關(guān)注達到了前所未有的高度,養(yǎng)生也呈現(xiàn)出年輕化的趨勢??纱┐髟O(shè)備為人們提供了一種便捷了解自身健康狀態(tài)的方式,然而我們能放心地把健康交給這個小東西的前提就是首先要保證監(jiān)測是準(zhǔn)確的,包括數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度和算法的有效性。

事實上,對于可穿戴設(shè)備,很多人是有所懷疑的。由于體積的限制和人體的活動變化,使得監(jiān)測準(zhǔn)確難以實現(xiàn),其面臨的挑戰(zhàn)比在醫(yī)院監(jiān)測更具挑戰(zhàn)。因為醫(yī)院的環(huán)境非常理想,醫(yī)院監(jiān)測時人是靜態(tài)的,還會涂上降低阻抗液體,時間也很充分,采集的設(shè)備、數(shù)據(jù)、空間都不受限制,這在可穿戴設(shè)備上就變成了挑戰(zhàn),皮膚的不同、戴得松緊的不同、空氣干燥程度不同等對設(shè)備都提出了巨大的挑戰(zhàn)。

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(圖源:ADI公司)

ADPD6000是目前市面上完善的生命體征監(jiān)測(VSM)模擬前端解決方案,ECG、PPG和BIA三合一的多模式傳感器前端,能夠?qū)崿F(xiàn)心電、血氧、體脂率及情緒等多種生命體征信號的監(jiān)測,是ADI中國產(chǎn)品事業(yè)部獨立定義并完成設(shè)計開發(fā)的重磅產(chǎn)品。

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ADPD6000框圖(圖源:ADI公司)

PPG光路部分,通過監(jiān)測血液對光的吸收可測心率、血氧飽和度等參數(shù);覆蓋36級膚色,擁有極高的信噪比,保證了信號質(zhì)量和可測覆蓋度;可實現(xiàn)環(huán)境光抑制,忽略靜態(tài)、動態(tài)的干擾,只看到生理上的數(shù)據(jù),適配更多環(huán)境、測試狀態(tài)。

電極部分,心電圖可以很大概率上反映心血管疾病狀態(tài),而專業(yè)級的技術(shù)下沉到可穿戴將帶來極大的便利,對于干燥的皮膚,很多手表測不到ECG,ADI可以將有效的心電信號收集起來,干電極測試的覆蓋度可適配更多應(yīng)用場景;在測體脂、基礎(chǔ)代謝率、模擬減肥等時,阻抗可以提供參考,ADI獨有的專利技術(shù)可以保證手表測試的阻抗值的精確度。

此外,ADI還深入研究人體模型,采集了不同年齡、性別、體重、身高、胖瘦等人群數(shù)據(jù),結(jié)合臨床特征和對算法模型的深入理解,結(jié)合AI,得到了精確的算法方案。在真實情況下誤差很大,再加上阻抗平衡的問題,這種情況下測試的數(shù)據(jù)基本上已經(jīng)不可信了。通過ADI獨有技術(shù),幅度誤差能夠被還原到3%以內(nèi),得到大大改善。經(jīng)過驗證,使用ADI方案的手表實現(xiàn)的效果可與專業(yè)級設(shè)備相媲美。

何源表示,作為綜合實力的體現(xiàn),除了模擬、數(shù)字電路技術(shù),還需要對整個信號鏈架構(gòu)有精準(zhǔn)的把控,ADI的技術(shù)積累保證了整個系統(tǒng)(數(shù)據(jù)+算法)的性能。

ADI一直在講本土化,考慮如何切合中國用戶的實際需求,除了在產(chǎn)品定義、設(shè)計和接下來的封裝都完全本土化外,其對產(chǎn)品的命名也是大量地使用了8、6這些中國的吉利數(shù)字,這些產(chǎn)品將不僅在中國銷售,也會往國外進行銷售,這也是ADI提到的雙循環(huán)的思路。看得出ADI中國事業(yè)部在推動ADI在中國的扎根落地上確實做了很多事情,希望未來能帶來更多更好的技術(shù),進一步推動整個行業(yè)的發(fā)展。

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