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兆易創(chuàng)新競逐IoT細(xì)分賽道,全新電源管理芯片瞄準(zhǔn)億級TWS市場

發(fā)布時(shí)間:2022-03-17作者來源:薩科微瀏覽:2060

相較數(shù)字芯片不斷追求新工藝、新制程以實(shí)現(xiàn)更高性能、搶占前沿市場的激進(jìn)策略,模擬芯片往往使用成熟的制造工藝,且長期保持小幅度的市場增長,多少有點(diǎn)不溫不火的態(tài)勢。近些年隨著IoT應(yīng)用的異軍突起,在表面平靜的藍(lán)海之下,模擬芯片的市場格局暗流涌動、悄然變化。以模擬芯片的重要分支——電源芯片為例,據(jù)統(tǒng)計(jì),在排名前60的電源芯片廠商中,中國企業(yè)的數(shù)量超過30家。盡管中國電源芯片廠商的市占率還處于劣勢,但整體的出貨量每年都在攀升。不難發(fā)現(xiàn),IoT應(yīng)用的蛋糕在持續(xù)做大,最典型的增量正是每年出貨量須以億計(jì)的TWS耳機(jī)產(chǎn)品!


在TWS應(yīng)用中,除了人機(jī)交互、音質(zhì)、降噪等重要功能,還有一項(xiàng)不可忽視的挑戰(zhàn)——續(xù)航。受限于TWS耳機(jī)的體積,耳機(jī)的內(nèi)置電池容量注定會成為一塊短板。那么,在無法提升耳機(jī)單次續(xù)航的前提下,業(yè)界給出的解決方案是提升耳機(jī)充電的效率,這也是TWS充電倉逐漸加入快速充電功能的原因,并有效推動了電源管理芯片的突破與創(chuàng)新!


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TWS市場邁入持續(xù)增長期,

本土芯片廠商開拓PMIC新賽道


電源管理芯片(簡稱PMIC)是電子設(shè)備的電能供應(yīng)心臟,在TWS應(yīng)用中起到至關(guān)重要的作用。例如耳機(jī)倉PMIC,它主要起到兩方面作用:一是負(fù)責(zé)充電倉內(nèi)部的電池充電,二是負(fù)責(zé)充電倉內(nèi)部電池升壓輸出、并且為耳機(jī)快速充電。此外,實(shí)時(shí)的安全防護(hù)功能也需要依賴PMIC實(shí)現(xiàn),防止內(nèi)置鋰電池過充、過放、過流、短路等情況發(fā)生。


相關(guān)數(shù)據(jù)表明,2020年全球品牌TWS耳機(jī)出貨量約為2.5億副,預(yù)計(jì)到2024年,全球品牌TWS耳機(jī)出貨量達(dá)5.51億副,年復(fù)合增長率達(dá)到19.8%;而白牌TWS耳機(jī)出貨量則“只多不少”。這就意味著PMIC的出貨量也將與之匹配、達(dá)到每年數(shù)億顆的量級,并在未來幾年維持不飽和的市場需求。與此同時(shí),中國芯片廠商正在積極涌入PMIC這一賽道,并有望后來者居上,在TWS市場上與國際大廠正面對決。


   

圖1:2019-2024年全球品牌TWS耳機(jī)出貨量預(yù)測


兆易創(chuàng)新全新的電源管理芯片——GD30WS8805系列在高效率和高集成方面實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的突破。該系列芯片擁有超低的靜態(tài)電流,睡眠模式下,消耗電流小于5μA;支持[敏感詞]1.2A的對電池充電電流,[敏感詞]600mA的對耳機(jī)充電電流;使用開關(guān)式充電,BOOST轉(zhuǎn)換效率達(dá)到95%,處于業(yè)界領(lǐng)先水平,熱損耗也更低;再搭配業(yè)界主流的Arm® Cortex®-M23系列GD32E230系列入門級MCU,即可提供完整的TWS耳機(jī)充電倉電源管理方案。


觀看GD30WS8805全面評測,

了解兆易創(chuàng)新PMIC產(chǎn)品優(yōu)越性能!

 
兆易創(chuàng)新GigaDevice ,
解密TWS耳機(jī)中舉足輕重的電源管理芯片#PMIC,看創(chuàng)芯賽道如何撬動上億級市場[慶祝][慶祝][慶祝] 隆重請出#兆易創(chuàng)新 PMIC芯片GD30WS8805:快充、低功耗、高效率、高集成……布局TWS,掀開兆易創(chuàng)新“數(shù)字+模擬”策略新序幕
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PMIC也內(nèi)卷?各家方案競逐,

快充、低功耗、高集成一個不少


這顆全新的GD30WS8805電源管理芯片擁有低功耗、高效率的特性,有助于增加耳機(jī)電池的使用壽命。一般而言,TWS耳機(jī)電池的損耗主要發(fā)生在充電過程,此時(shí)內(nèi)部電路通過升壓變換器升高電壓來達(dá)到充電的目的。因此,選擇一款低功耗的升壓變換器可以有效減少電池?fù)p耗,延長電池使用壽命;GD30WS8805擁有低靜態(tài)功耗的優(yōu)勢,成為了具備市場競爭力的優(yōu)先之選。當(dāng)然,影響電池壽命的因素還有充電循環(huán)次數(shù)、使用環(huán)境、電芯材質(zhì)等等,兆易創(chuàng)新也在積極攜手合作伙伴,一起探索降低耳機(jī)電池?fù)p耗的技術(shù)方法。


   

圖2:兆易創(chuàng)新GD30WS8805-EVAL全功能開發(fā)板實(shí)物圖,U1即是PMIC


與此同時(shí),隨著TWS應(yīng)用的發(fā)展迭代,不僅是人機(jī)交互、高清音質(zhì)、主動降噪等功能愈發(fā)齊全,就連電源管理芯片的集成度也越來越高,逐漸出現(xiàn)充電管理二合一、三合一,甚至六合一的電源方案,更不說快充、無線充電等技術(shù)也不斷納入其中。


舉個例子,兆易創(chuàng)新的電源管理芯片GD30WS8805就集成了充電、放電、通信、保護(hù)、耳機(jī)檢測、LDO等六大功能。在充電管理方面,可以給充電盒電池、耳機(jī)電池以及MCU供電,實(shí)現(xiàn)充電管理三合一,還可以配合GD32 MCU,通過I2C總線自由配置充電過程中的恒流充電流、恒流充跳轉(zhuǎn)電壓等多種參數(shù),實(shí)現(xiàn)對TWS電源管理系統(tǒng)的智能化控制。值得一提的是,GD30WS8805內(nèi)置的LDO可以提供輸出50mA、3.3V 的電源,為外部電路供電,無需額外器件,從而減少方案的整體開支,這在業(yè)界屬于非常少見的做法,因此獲得了TWS行業(yè)客戶的廣泛關(guān)注,一些行業(yè)頭部客戶已經(jīng)開始導(dǎo)入并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。


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MCU+PMIC,

TWS藍(lán)海掀開兆易創(chuàng)新“數(shù)字+模擬”策略新序幕


對比單獨(dú)采購電源管理芯片,產(chǎn)業(yè)鏈下游的OEM、ODM廠商們往往傾向于一站式的電源管理方案,在降低研發(fā)成本的同時(shí),也能加速產(chǎn)品的上市時(shí)間。對于這一類客戶需求,兆易創(chuàng)新同步推出了“MCU+PMIC”的TWS電源管理平臺框架,基于廣泛應(yīng)用的MCU產(chǎn)品線優(yōu)勢,結(jié)合客戶實(shí)際需求,形成具有市場競爭力的全新一站式方案。


下圖展示的GD32E230F-TWS板就是兆易創(chuàng)新主推的一款電源管理開發(fā)平臺。該開發(fā)板采用Cortex®-M23內(nèi)核的GD32E230F4V6芯片作為主控MCU,以I2C接口方式與PMIC GD30WS8805進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)對單節(jié)鋰電池和耳機(jī)的充放電管理。這一類打包方案并非每家原廠都能提供,也比較考驗(yàn)原廠的研發(fā)能力。同時(shí),主控MCU的選擇也非常靈活,根據(jù)不同客戶的需求,可以選擇不同性能、價(jià)格、pin腳數(shù)量、尺寸大小的MCU,兆易創(chuàng)新本身就有非常豐富的MCU產(chǎn)品線供客戶挑選??蛻艨梢宰杂山M合,實(shí)現(xiàn)各類高性能與低成本的TWS應(yīng)用方案。


     

圖3:兆易創(chuàng)新推出GD32E230F-TWS方案


在上述方案中,電源管理芯片GD30WS8805具備三種模式,分別是USB模式、BAT模式和Sleep模式。當(dāng)USB[敏感詞]、耳機(jī)[敏感詞]、充電完成等狀態(tài)發(fā)生時(shí),內(nèi)部寄存器相應(yīng)位會改變,同時(shí)會發(fā)出一個中斷脈沖,讓MCU讀取寄存器變化值,進(jìn)行相應(yīng)的充放電管理。USB模式下,方案可以同時(shí)給充電盒鋰電池和耳機(jī)鋰電池充電,耳機(jī)充電優(yōu)先。兩只耳機(jī)擁有獨(dú)立的兩路充電回路,可以單獨(dú)為一只耳機(jī)進(jìn)行充電。除此之外,GD30WS8805還擁有多種保護(hù)和檢測功能,如電池過壓、過流、過溫保護(hù),耳機(jī)過壓、過流保護(hù),USB[敏感詞]拔出檢測、耳機(jī)[敏感詞]拔出檢測等。


   

圖4:電源管理芯片GD30WS8805工作模式示意圖


目前,這顆電源管理芯片GD30WS8805已經(jīng)成功打入市場,并已經(jīng)批量出貨;并且兆易創(chuàng)新的下一代PMIC產(chǎn)品也在TWS市場持續(xù)深耕,將針對充電電流實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的突破,加速耳機(jī)倉快充功能的普及;并對封裝尺寸進(jìn)一步減小,適用于便攜式的開發(fā)需求。毫無疑問,兆易創(chuàng)新正在擴(kuò)充IoT領(lǐng)域的應(yīng)用版圖,在MCU、存儲、傳感的多元化布局上,進(jìn)一步探索電源和信號鏈等模擬芯片的創(chuàng)新,從而形成廣泛產(chǎn)品組合的優(yōu)異競爭力!







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