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[导读]随着全球老龄化趋势的加剧以及银发经济的兴起,助听器不再仅仅是简单的扩音设备,而是集成了无线互联、智能交互、环境识别等多种功能的高级听觉增强工具。

AI走向端侧,助听器同样也迎来变革。

随着全球老龄化趋势的加剧以及银发经济的兴起,助听器不再仅仅是简单的扩音设备,而是集成了无线互联、智能交互、环境识别等多种功能的高级听觉增强工具。

作为在助听器行业拥有近25年经验的资深技术提供商,安森美(onsemi)近日参展2026北京国际听力学大会,展示了其最新的创新成果,包括即将发布的双模蓝牙音频系统单芯片(SoC)、Ezairo系列下一代数字信号处理平台(DSP),以及与之配套的软件生态系统。

安森美听力健康产品线负责人Christophe Waelchli也在此期间接受了媒体采访,分享了在助听器领域的前沿技术。据悉,安森美的技术路径始终紧贴市场需求,特别是在助听器这种对功耗、体积和处理能力有极端要求的应用场景。通过深厚的技术积累,安森美正致力于解决助听器厂商在研发周期、成本控制、小型化设计以及用户体验等方面的核心痛点。


新一代双模蓝牙音频SoC:超低功耗与全场景连接

安森美即将发布的双模蓝牙音频SoC是一款具有里程碑意义的产品,其核心价值体现在超低功耗、多协议支持和高度集成的单芯片设计三个方面。在助听器应用中,电池寿命是衡量产品优劣的关键指标之一。传统的真无线蓝牙耳机(TWS)功耗通常在10mA左右,而安森美的这款新方案可以将功耗控制在1mA左右,这在量级上的巨大差异为助听器的长效续航提供了可能。该芯片支持0.9V~4.5V的宽电压工作范围,能够适配助听器从传统电池到新型锂电池等多种供电方案。

在无线通信能力方面,该芯片支持BLE5.3,涵盖了经典蓝牙和低功耗音频。这种双模特性确保了助听器能够兼容市面上绝大多数手机设备。对于较旧的手机,它通过经典蓝牙进行连接;而对于最新的移动设备,它则支持包括Auracast广播和Unicast单播在内的低功耗音频协议。尤其是Auracast技术,能够让用户在机场、医院等公共场合接收到超低功耗的广播信号。此外,安森美在射频设计上大幅提升了最大发射功率和接收灵敏度。由于人体大部分由水分组成,射频信号极易被吸收或阻断。增强的链路预算确保了即使手机放在譬如用户背部口袋中,无线连接依然稳健顺畅。

除了通用的蓝牙技术,该芯片还集成了一种独特的技术,即近场磁感应(NFMI)物理层。这是安森美的核心优势之一。NFMI技术在助听器中主要用于耳对耳的高效通信。相比于2.4GHz的无线电技术,NFMI具有极低的延迟和极低的功耗,能够实现左右耳之间精准的数据同步。尽管使用NFMI需要增加一个小型的线圈天线,但在现代助听器设计中,这种线圈已经做得非常微小且技术成熟。NFMI的应用不仅保证了音频流的同步,还支持双耳麦克风阵列技术,通过左右耳信号的融合处理,让用户获得三百六十度的环境听觉体验。

"我们看到目前市面上集成这一技术的芯片方案还不多。做这个技术的好处就是,可以保证你的声音从你左耳朵到右耳朵,双耳同步的时候达到一个非常低的一个延时。同时它的功耗很低。”安森美模拟与混合信号事业群业务拓展高级经理Henry Yang分享到。

左:安森美听力健康产品线负责人Christophe Waelchli

右:安森美模拟与混合信号事业部业务拓展高级经理Henry Yang


单芯片助听器方案与Pre Suite快速部署

为了进一步简化客户的开发流程,安森美将这款双模蓝牙音频SoC定位为单芯片助听器解决方案。在一颗只有7.27mm2的硅片上,安森美集成了ARM Cortex-M33微控制器、两个LPDSP32处理内核、神经网络加速器以及电源管理、时钟、接口等所有必要模块。这意味着开发者可以直接将麦克风、扬声器和天线连接到这颗芯片上,从而构建出一款功能完整的助听器。这种高度集成的设计极大缩小了助听器的体积,降低了异物感,提升了佩戴舒适度。

在软件层面,安森美推出了名为Pre Suite的交钥匙方案。“你只需靠它(一颗芯片)就能打造助听器……我们正在部署所谓的Pre Suite,这是一套用于一键式部署的算法包。”Christophe Waelchli解释到。

助听器算法的开发门槛极高,对于许多中小型厂商来说,从零开始研发算法意味着巨大的时间和人力成本。Pre Suite包含了一套完整的算法捆绑包,涵盖了从手机连接、蓝牙流媒体传输到专业的助听器处理算法。安森美与全球范围内的软件合作伙伴展开了深入合作,例如美国的Novidan公司和中国的上海瑾颢(JHEARING)。这种“芯片加算法”的组合拳,让客户能够快速将产品推向市场。

值得注意的是,安森美此次采取了更为开放的态度。他们在GitHub上共享了该SoC的源代码,这在安森美的历史上尚属首次。以往助听器芯片厂商通常只提供不可编辑的固件镜像,而现在客户可以根据源代码进行深度定制。这种开放性不仅增强了客户的开发灵活性,也体现了安森美建立健康生态系统的决心。无论是具备自研能力的头部企业,还是希望快速产出的入门级厂商,都能在这个平台上找到适合自己的开发模式。


Ezairo系列下一代DSP平台:AI驱动的高端助听器技术高地

针对高端助听器市场,安森美正在研发Ezairo系列下一代数字信号处理平台。相比于针对入门级和中端市场的双模蓝牙音频SoC,该平台在处理能力和AI性能上有了质的飞跃。随着听觉处理算法日益复杂,传统的数字信号处理已经难以满足动态降噪、语音增强和环境识别的高级需求。因此,安森美在该平台中集成了一个极其强大的AI引擎(NNS),支持包括递归神经网络(RNN)、长短期记忆网络(LSTM)和一维卷积神经网络(Conv1D)在内的多种前沿AI拓扑结构。

Christophe Waelchli在回答记者提问时答到:“AI is key in this market”,(AI在这一市场中至关重要) 。他表示,安森美看到整个行业的许多创新都源于基于AI的算法。而其正在构建硬件——即支持这些创新的芯片。

Ezairo系列下一代DSP平台的AI处理能力预计将是上一代产品的八倍。为了支撑如此强大的运算,安森美将片上存储容量翻了一番。尽管性能大幅提升,芯片的面积依然控制在约9.72mm2(3mmx3.24mm)。对于高端助听器而言,这种强大的AI内核可以实现更为智能的语音增强和音频处理,帮助听障人士在复杂的嘈杂环境中清晰地提取人声。

为了解决AI模型在嵌入式硬件上落地难的问题,安森美开发了全新的AI软件工具链。开发者可以使用业界广泛认可的PyTorch框架进行AI模型的建模和训练,然后通过该工具链将模型无缝移植到Ezairo平台的神经网络系统(NNS)中。这种流程极大地缩短了从算法研究到硬件实现的周期。安森美不仅提供强大的硬件支撑,还为客户降低了算法部署的难度,确保AI功能在保持低功耗的前提下实现最佳的听觉增强效果。


先进封装技术与多芯片协同的灵活架构

安森美的产品布局覆盖了从入门级到顶尖高端的全谱系市场。在实际应用中,双模蓝牙音频SoC和Ezairo系列DSP平台既可以独立工作,也可以作为协同芯片组合使用。在协同架构中,Ezairo负责高强度的信号处理和AI运算,而双模蓝牙音频SoC则负责低功耗的无线连接和流媒体音频管理。这种分工确保了助听器既能拥有出色的音质和智能特性,又能维持超长的续航时间。

安森美还表示将会推出最新的封装技术,即一种混合模块(Hybrid Module)方案。通过先进的封装工艺,安森美可以将双模蓝牙音频SoC、Ezairo系列DSP平台以及大容量的非易失性存储器(NVM)集成在一个微小的模块中。这种高度集成的系统级封装(SiP)是未来高端全功能助听器的核心,它将数百个元器件浓缩在极小的空间内,满足了助听器对小型化设计的终极追求。这种模块化的设计思路,也体现了安森美“一站式”的方案产品理念。


多元延伸:从骨传导助听器到边缘AI应用

安森美的芯片方案不仅适用于传统的气导助听器,在骨传导助听器领域同样有着广泛的应用。气导和骨传导的主要区别在于输出级:气导助听器驱动扬声器产生声波,而骨传导助听器则通过驱动振子产生振动。安森美的芯片提供了专门的高功率模式,能够输出足够的能量驱动骨传导振子。虽然硬件连接和部分反馈抵消算法有所不同,但核心的信号处理逻辑是通用的。这为厂商开发针对中耳炎患者或先天性耳道闭锁患者的特种听力设备提供了坚实的技术支撑。

此外,安森美在听觉领域的AI技术正在向其他领域延伸。Christophe Waelchli分享了一个关于边缘AI和预防性维护的有趣案例。在医院或养老院等场所,空调系统的正常运行至关重要。通过集成安森美类似的神经网络系统,传感器可以实时监测空调系统的运行声音。基于AI的声纹分析技术可以检测出风扇轴承或其他组件的异常声音模式,从而在故障真正发生之前发出预警。这种预防性维护不仅可以应用于空调系统,还可以延伸到人形机器人、工业监控等多个领域。在机器人领域,这种AI能力可以帮助机器人更好地感知环境声音,甚至辅助实现防跌倒监测等智能化功能。


信息安全与合规:构建值得信赖的医疗级芯片

作为一种医疗级设备,助听器的信息安全和合规性是不容忽视的环节。安森美深知这一点,并积极响应全球各地的监管要求,例如欧盟的网络弹性法案(CRA)。在芯片设计阶段,安森美就引入了基于生命周期的安全系统,通过对特定内存区域的锁定和加密,保护客户的软件知识产权。

在无线通信层面,安森美作为蓝牙技术联盟(SIG)的成员,持续关注并参与射频安全相关的技术讨论。随着网络威胁的不断演变,安森美通过固件升级的方式不断优化蓝牙协议栈的安全防御。例如,在2023年,安森美就针对新出现的安全威胁对其蓝牙协议栈进行了更新。此外,其双模蓝牙音频SoC支持空中下载技术(OTA)和固件在线升级(FOTA),确保终端用户在购买产品后,依然能够享受到最新的功能更新和安全补丁。

对于客户而言,安森美提供的不仅仅是硬件,还有完善的质量认证支持。安森美的蓝牙芯片均已获得官方认证,并提供相应的QDID编号。在终端产品进行医疗认证的过程中,安森美会提供详尽的内部测试报告和合规数据,帮助客户加速注册流程,降低认证成本。


结语:赋能智能听觉的未来

听觉芯片的长期技术趋势,将是功耗、体积、AI能力和外设扩展性的综合博弈。安森美的核心研发方向将继续聚焦于增强型AI内核,这种内核需要支持更复杂的AI模型训练结果,并在运算能力与功耗平衡上达到新的高度。

从双模蓝牙音频SoC对大众市场的覆盖,到Ezairo系列下一代DSP平台对高端技术边界的突破,安森美构建了一个全方位、多层级的技术矩阵。这不仅赋能了终端助听器厂商,使其能够以更短的周期、更低的成本开发出更具竞争力的产品,更在宏观层面支持了银发经济产业链的高质量发展。

随着听觉增强技术的不断迭代,助听器将从单一的补救性设备演变为智能化的生活辅助终端。安森美通过芯片级的持续创新,正让更多听障人士重新获得清晰、自然的听觉体验,让技术的光芒照进每一个无声的角落。

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