芯潮（ID：aichip001）文 | 雲鵬

蘋果10月29日凌晨發佈的AirPods Pro，在保證小體積的基礎上實現了豐富的功能和持久的續航，其創新的SiP（System-in-Package）封裝工藝和自研H1芯片至關重要。

本次我們將解讀SiP封裝工藝的基本原理、技術核心以及工藝難點，同時針對這顆強勁的“芯髒”H1，圍繞AirPods Pro的眾多功能展開分析。

一、通過3D結構提升空間利用率

▲SiP封裝工藝概念圖，圖片來源：半導體行業觀察

SiP其實是基於SoC發展出來的封裝技術，但相對於SoC，它的升級迭代更加靈活，適合輕小型電子產品的快速落地生產。SiP通過芯片與芯片，或芯片與器件模組的組裝，形成一個完整的封裝體，就像它的名字一樣，是一個“Package”。

如何理解SiP呢？我們可以把它理解為“立體停車場”。每一個芯片和功能模組都可以理解為一輛車，如何在確定的面積上停放更多車輛，那3D結構此時一定會優於2D平面。

SiP工藝在佔用面積不變的前提下，將更多的芯片和模組有機結合，形成一個“打包解決方案”，提供更強的性能和更加豐富的功能。交通不再只有“汽車”，還會有“地鐵”和“飛機”。

根據歌爾聲學的相關報告數據顯示，SiP工藝的應用可以將部分TWS耳機的器件整體尺寸減小50%，其中就包括2016年9月發佈的AirPods。歌爾聲學三年以來一直是蘋果AirPods系列的SiP封裝代工廠。隨著以歌爾聲學為代表的國內企業不斷推進SiP封裝工藝的成熟，TWS耳機應用SiP工藝來獲得更加輕小的體積和更加強大的性能，應該是大勢所趨。

供應鏈的成熟和旺盛的市場需求，是各大TWS耳機廠商選擇的關鍵因素，而輕巧與性能的兼顧也是TWS耳機永恆探索的主題。

二、如何做好“連接”是關鍵問題

將各類芯片和模組通過3D結構組裝在一起，並不是堆積木那麼簡單。

打線接合(Wire Bonding)是常見的芯片封裝連接方式。而SiP封裝工藝的採用，會讓芯片與模組之間的走線空間因為層疊而被大大縮小，因此在部分地方就要採用工藝難度更高的覆晶技術(Flip Chip)。通過將覆晶技術和打線接合兩種方式相結合，完成芯片內的互聯，這也是SiP封裝工藝中的關鍵技術之一。

▲SiP封裝的幾種結構和解決方案示意圖

三、SiP工藝帶來的先天優勢

通過SiP封裝工藝，AirPods Pro可以將核心系統的體積大幅縮小，功耗降低，但同時保持眾多優勢。

封裝結構可以減少芯片和模組的外露，提高機械強度和耐腐蝕性；相比SoC封裝，SiP的驗證也相對簡單，因為每個芯片和模組是獨立已驗證完的，只需要檢查它們之間的連接即可，大大降低了工業量產成本。

空間利用效率高無疑是最大特點，也是小巧的耳機採用SiP的主要原因，在單一封裝體內，可以實現更多功能芯片和模組的有機結合。

四、強大的“芯髒”

▲通過SiP工藝封裝的H1芯片模塊

蘋果的自研H1芯片，在2016年9月首次在AirPods上亮相，當時對於前代W1芯片，延遲降低達30%。AirPods Pro本次也採用了H1芯片，這顆芯片包含了10個音頻核心，為AirPods Pro提供音質、降噪和低延遲上的支持。

關於H1芯片具體的製程工藝沒有官方信息，但是根據外媒報道，H1芯片的算力相當於一部iPhone 4。

要知道，TWS耳機在帶來“無線”便捷體驗的同時，最常見的“槽點”就是延遲問題。而蘋果H1芯片帶來的低延遲體驗，無論在觀看視頻還是競技遊戲中都贏得了用戶的認可。

另外，如語音喚醒功能、不同設備之間的流暢切換以及對續航的優化，都與H1芯片密不可分。

結語：從用戶中來，到用戶中去的“黑科技”

不論是蘋果工程師對於SiP封裝工藝的精心打磨，還是對於自研芯片H1的執著優化，無疑體現著蘋果對用戶體驗的高度重視。

AirPods Pro的輕小便捷、主動降噪、低延遲以及長續航等特點都是影響用戶體驗的重要因素。而這些點滴的用心匯聚起來，便成為了流入用戶心中的細膩體驗。

從用戶中找到需求，用技術解決需求痛點，反哺用戶，把用戶體驗始終放在心上，是每一家做產品的企業都應當堅持的。

近期我們會親自體驗AirPods Pro，近距離了解H1芯片、SiP封裝技術、主動降噪功能的實際表現，屆時也會帶來更加詳盡的評述，敬請期待！