集成、算力与能效的三角博弈--常州东村电子

音频SoC的“内卷”与创新： 集成、算力与能效的三角博弈

在TWS耳机、智能音箱等音频设备的成本与性能构成中，音频系统级芯片扮演着重点角色。这个市场的竞争已进入白热化阶段，芯片厂商在集成度、算力、能效这个“不可能三角”中竭力寻找比较好平衡点，推动着产品体验的快速迭代。

当前主流音频SoC的技术“内卷”焦点：“全集成”的重点追求

一颗先进的音频SoC，早已超越了单纯的音频编解码。它正向“超级单芯片”演进，集成了：无线连接：蓝牙5.3/5.4（支持LE Audio），甚至Wi-Fi/BLE双模。主处理器：高性能应用处理器（AP）或微控制器（MCU），用于运行设备操作系统和应用程序。音频子系统：高性能音频DSP、多通道ADC/DAC、内置耳放。AI算力：单独的NPU或AI加速引擎，用于本地语音前端处理、主动降噪、自适应EQ等。电源管理：高效的PMIC，支持快充、无线充电管理。存储：内置Flash和RAM。

这种高度集成极大简化了外围电路，减小了PCB面积，降低了整机BOM成本和设计难度。AI算力军备竞赛

本地AI处理能力成为高级音频SoC的标配。算力单位从以往的GOPS（十亿次操作每秒）向TOPS（万亿次操作每秒）迈进。这主要是为了支持：更复杂的前端算法：多麦克风深度降噪、神经网络波束成形。个性化音频：实时计算个性化听感补偿、空间音频渲染。新交互方式：本地语音助手、手势识别、甚至基于音频的健康监测分析。

厂商纷纷采用多核异构架构（如CPU+DSP+NPU），并优化内存带宽，以兼顾通用计算和适用AI加速。能效比的生死线

对于电池供电的便携设备，能效是用户体验的基石。芯片厂商在多个层面进行优化：先进制程：从28nm向22nm、12nm甚至更先进制程迁移，大幅降低重点功耗。精细化电源域管理：将不同功能模块划分到单独的电源域，无需工作时彻底关闭。低功耗AI推理：设计支持低比特量化（如INT8，INT4）的NPU，在保证精度的前提下大幅降低AI任务功耗。无线连接功耗优化：支持蓝牙LE Audio的LC3编解码器，在相同音质下码率更低，传输功耗更少。芯片架构师评论：“设计音频SoC就像在针尖上跳舞。客户要求我们在一颗比指甲盖还小的芯片里，塞进更多功能、提供更强算力，同时还要保证耳机能连续听歌10小时以上。这要求我们在架构创新、电路设计和制程工艺上必须做到前列。未来，通过Chiplet等先进封装技术进行异构集成，可能是一条出路。”