在 AI 的加持下,可穿戴設(shè)備正逐步改變?nèi)藗兊娜粘I钆c工作方式。2026 年 1 月于拉斯維加斯舉行的 CES 展會(huì)上,多款創(chuàng)新產(chǎn)品的亮相也印證了可穿戴設(shè)備的大規(guī)模普及時(shí)機(jī)已然到來(lái)。最新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)融合了用戶(hù)易于理解且看重的各項(xiàng)功能,同時(shí)采用纖薄、時(shí)尚、舒適且實(shí)用的外形設(shè)計(jì)——這些正是贏得市場(chǎng)廣泛青睞的必備特質(zhì)。

舉個(gè)例子,消費(fèi)級(jí)智能眼鏡的再度興起,正是基于 2010 年代早期試水型號(hào)的經(jīng)驗(yàn)。盡管當(dāng)時(shí)消費(fèi)者市場(chǎng)反響平平,但它在工業(yè)領(lǐng)域卻蓬勃發(fā)展:通過(guò)為工作人員提供與設(shè)備/工藝流程相關(guān)的情境化信息,智能眼鏡有效提升了生產(chǎn)質(zhì)量,減少了操作失誤,并提高了工作效率。

隨著邊緣 AI 的集成,消費(fèi)級(jí)智能眼鏡涌現(xiàn)出一系列強(qiáng)大新功能,為日?;顒?dòng)提供切實(shí)助力,也迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。其核心亮點(diǎn)包括閱讀輔助功能(如即時(shí)語(yǔ)言翻譯);以及出行輔助功能,如融合本地游客信息與可查找附近便民設(shè)施的增強(qiáng)版 GPS 導(dǎo)航。同樣重要的是其時(shí)尚輕盈的外觀設(shè)計(jì)(這也是今年 CES 展會(huì)上展示的新一代智能眼鏡的顯著特征),顯著提升了產(chǎn)品吸引力。這一切得益于當(dāng)前高度小型化、超低功耗電子技術(shù)的發(fā)展,其中包括高容量、低功耗存儲(chǔ)芯片。近期閃存與 DRAM 技術(shù)的進(jìn)步尤其功不可沒(méi)。

面向智能眼鏡的存儲(chǔ)解決方案

在設(shè)計(jì)智能眼鏡時(shí),工程師必須在嚴(yán)苛的功耗、散熱與空間限制下,集成顯示屏、傳感器及連接功能。鏡框需保持纖薄輕巧,這嚴(yán)格限制了 PCB 面積與元器件高度。同時(shí),用戶(hù)期望設(shè)備具備長(zhǎng)續(xù)航能力,但受限于鏡框尺寸,只能配置少量電芯。另一方面,系統(tǒng)還需做到無(wú)延遲響應(yīng),以防止顯示渲染或傳感器反饋出現(xiàn)卡斷,從而影響用戶(hù)體驗(yàn)。

綜合以上因素,在極致緊湊的架構(gòu)中實(shí)現(xiàn)容量、功耗與響應(yīng)性能的平衡,存儲(chǔ)子系統(tǒng)已成為最關(guān)鍵的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)之一。從系統(tǒng)啟動(dòng)、傳感器管理,到無(wú)線(xiàn)通信與顯示渲染,存儲(chǔ)芯片的尺寸與重量、讀寫(xiě)速度以及能效,都直接影響智能眼鏡的外觀、佩戴舒適度與整體性能。

低電壓閃存

1.8V 低電壓QSPI NOR 閃存可為代碼與參數(shù)提供緊湊、高能效的非易失性存儲(chǔ)。運(yùn)行于較低電壓,使其能夠與低核心電壓(Core Voltage)處理器直接共享電源軌(Power Rails),從而簡(jiǎn)化供電布局,并提升了系統(tǒng)整體能效。

此外,該 NOR 閃存支持高達(dá) 105°C 的工業(yè)級(jí)高溫環(huán)境,應(yīng)用范圍可進(jìn)一步拓展至邊緣計(jì)算和 AI 等新興領(lǐng)域,尤其適用于普遍存在高溫環(huán)境的工業(yè)及計(jì)算場(chǎng)景,專(zhuān)為支持 AI 與高性能計(jì)算(HPC)帶來(lái)的高負(fù)載應(yīng)用而設(shè)計(jì)。

作為 2025 年全球最大的閃存產(chǎn)品供應(yīng)商,華邦電子的 1.2V QSPI NOR 閃存,正推動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品向更低工作電壓演進(jìn)——在保持高性能的同時(shí),降低工作電流與待機(jī)電流。相較于 1.8V 和 3.3V 器件,其工作電壓僅略高于 1V,可顯著降低能耗。

憑借標(biāo)準(zhǔn) 4KB 扇區(qū)架構(gòu)以及 Dual SPI、Quad SPI 和 QPI 等先進(jìn)串行接口,華邦的 1.2V QSPI NOR 閃存產(chǎn)品支持高速數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)與就地執(zhí)行(XIP)功能。其掉電電流通常低至零點(diǎn)幾微安,尤其適合需要長(zhǎng)時(shí)間處于休眠模式的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

WLCSP(晶圓級(jí)芯片尺寸封裝)和 USON(超小型無(wú)引腳封裝)等封裝選項(xiàng),則可在 PCB 空間受限的高度緊湊布局中實(shí)現(xiàn)靈活布局。低功耗與小型化是電池供電類(lèi)可穿戴設(shè)備設(shè)計(jì)師的核心目標(biāo),因?yàn)轶w積更小、充電頻次更低的設(shè)備,能夠帶來(lái)更出色的用戶(hù)體驗(yàn)。

常見(jiàn)封裝尺寸

 

提升DRAM 性能

華邦的HYPERRAM支持 HyperBus 接口,提供低功耗、高吞吐量的存儲(chǔ)方案,可在空間受限系統(tǒng)中替代傳統(tǒng) DRAM 或 pSRAM。HYPERRAM™ 能夠?yàn)樘幚韨鞲衅鲾?shù)據(jù)、圖形顯示或無(wú)線(xiàn)協(xié)議棧的設(shè)備提供外部運(yùn)行內(nèi)存。

由于 HYPERRAM™ 僅需 13 個(gè)信號(hào)引腳即可運(yùn)行,相比傳統(tǒng) DRAM 或 pSRAM,它的功耗更低、引腳更少,這簡(jiǎn)化了 PCB 布線(xiàn),既降低了設(shè)計(jì)復(fù)雜度與制造成本,還節(jié)約了整體電路板面積。其待機(jī)與混合休眠模式電流通常處于數(shù)十微瓦范圍,有力支持便攜式系統(tǒng)的長(zhǎng)續(xù)航需求。該產(chǎn)品容量覆蓋 32Mb 至 256Mb,設(shè)計(jì)師可根據(jù)處理需求靈活選配運(yùn)行內(nèi)存的容量。與此同時(shí),WLCSP 封裝與 FBGA(細(xì)間距球柵陣列)封裝進(jìn)一步節(jié)省空間,助力設(shè)備小型化。

HYPERRAM™ 的吞吐量高達(dá) 400MB/s,運(yùn)行功耗低于 50mW,在 1.8V 混合休眠模式下功耗僅 35µW。憑借性能與能效優(yōu)勢(shì),它能夠?qū)崟r(shí)緩沖來(lái)自傳感器及顯示屏的數(shù)據(jù);其高速讀取寫(xiě)入能力,支持幀緩沖、圖像處理及無(wú)線(xiàn)協(xié)議棧管理,同時(shí)避免了傳統(tǒng) DRAM 帶來(lái)的高能耗問(wèn)題。

超低壓 QSPI NOR 閃存與 HYPERRAM™ 相結(jié)合,共同構(gòu)建出一套專(zhuān)為緊湊型、功耗受限系統(tǒng)量身定制的優(yōu)化型存儲(chǔ)架構(gòu)。該組合可實(shí)現(xiàn)流暢響應(yīng)的顯示性能、高效的數(shù)據(jù)處理以及更長(zhǎng)的續(xù)航時(shí)間,幫助工程師滿(mǎn)足下一代智能眼鏡在機(jī)械、電氣及功耗方面的關(guān)鍵要求。

案例W25Q32JWBYIQ 在智能眼鏡中的應(yīng)用

為打造引領(lǐng)行業(yè)的新一代智能眼鏡,以滿(mǎn)足該新興市場(chǎng)的需求,華邦的 W25Q32JWBYIQ QSPI NOR 閃存可用于存儲(chǔ)系統(tǒng)固件、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、配置參數(shù)以及圖形資源。這款采用 WLCSP 封裝的閃存產(chǎn)品,標(biāo)稱(chēng)工作電壓為 1.8V,存儲(chǔ)容量為 32Mb,具備超薄外形,使存儲(chǔ)產(chǎn)品能夠靈活嵌入眼鏡鏡腿等狹小空間。W25Q32JWBYIQ 支持高頻 Quad SPI 模式,確保高速數(shù)據(jù)吞吐與就地執(zhí)行(XIP)功能,省去耗時(shí)的數(shù)據(jù)讀取與解碼步驟。

與上一代產(chǎn)品相比,W25Q32JWBYIQ 的讀取速度提升約 30%,擦除時(shí)間縮短近一半。這進(jìn)一步提升了 OTA(空中下載)更新的效率,實(shí)現(xiàn)更快、用時(shí)更短的固件升級(jí)。此外,其讀取功耗最高可降低 66%,有效延長(zhǎng)電池續(xù)航,緩解“電量續(xù)航焦慮”,這對(duì)于 AI 眼鏡等可穿戴設(shè)備尤為關(guān)鍵。

 

可穿戴設(shè)備集成時(shí)的設(shè)計(jì)考量

將存儲(chǔ)芯片集成至可穿戴系統(tǒng)時(shí),有效的電源域規(guī)劃至關(guān)重要。采用 1.2V QSPI NOR 閃存可與處理器的核心電源軌相匹配,從而減少所需穩(wěn)壓器的數(shù)量。封裝選擇也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。WLCSP 與 USON 封裝可使閃存與 RAM 靈活安置于原本無(wú)法利用的空間中。

對(duì)于 SPI 與 HyperBus 接口,信號(hào)完整性必須得到嚴(yán)格保障,尤其是在較高時(shí)鐘頻率下。通過(guò)匹配阻抗(Matched Impedance)、縮短走線(xiàn)長(zhǎng)度以及確保穩(wěn)定的接地參考(Ground References),可以確保高速通信的可靠性。在固件層面,應(yīng)通過(guò)讓閃存和 RAM 在系統(tǒng)空閑時(shí)進(jìn)入深度睡眠模式,來(lái)主動(dòng)管理低功耗狀態(tài)。充分利用現(xiàn)代 NOR 閃存與 HYPERRAM™ 的超低待機(jī)電流特性,以顯著延長(zhǎng)電池續(xù)航。

存儲(chǔ)容量必須精心選型。容量過(guò)大會(huì)增加成本、浪費(fèi) PCB 空間,而容量不足則會(huì)在傳感器融合或顯示緩沖等場(chǎng)景中造成數(shù)據(jù)瓶頸。工作負(fù)載分析有助于為不同應(yīng)用確定最優(yōu)的存儲(chǔ)容量配置。此外,由于許多可穿戴設(shè)備需緊貼皮膚使用,還必須考慮散熱設(shè)計(jì)與人體工學(xué)因素。

小結(jié)

設(shè)計(jì)包括智能眼鏡在內(nèi)的可穿戴設(shè)備,本質(zhì)上是一項(xiàng)受?chē)?yán)苛約束的工程。工程師必須在極低功耗與極小空間的限制下,實(shí)現(xiàn)最大化的系統(tǒng)性能,同時(shí)確保流暢的用戶(hù)體驗(yàn)。緊湊的架構(gòu)、低功耗運(yùn)行以及快速響應(yīng)能力,是產(chǎn)品成功的關(guān)鍵。

超低電壓QSPI NOR 閃存為智能可穿戴設(shè)備提供賴(lài)以運(yùn)行的高效代碼存儲(chǔ),而 HYPERRAM則為持續(xù)數(shù)據(jù)處理提供高速、低功耗的運(yùn)行內(nèi)存。兩者協(xié)同,可助力設(shè)計(jì)人員突破可穿戴設(shè)備在物理與電氣性能方面的創(chuàng)新障礙,推動(dòng)新一代智能、輕量化且續(xù)航更持久的設(shè)備走向市場(chǎng)。

關(guān)于華邦電子

華邦電子為全球半導(dǎo)體存儲(chǔ)解決方案領(lǐng)導(dǎo)廠(chǎng)商,主要業(yè)務(wù)包含產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)研發(fā)、晶圓制造、營(yíng)銷(xiāo)及售后服務(wù),致力于提供客戶(hù)全方位的利基型內(nèi)存解決方案。華邦電子產(chǎn)品包含利基型動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存、行動(dòng)內(nèi)存、編碼型閃存和 TrustME® 安全閃存,廣泛應(yīng)用在通訊、消費(fèi)性電子、工業(yè)用以及車(chē)用電子、計(jì)算機(jī)周邊等領(lǐng)域。華邦電子總部位于中國(guó)臺(tái)灣中部科學(xué)園區(qū),在臺(tái)中與高雄設(shè)有兩座 12 寸晶圓廠(chǎng),未來(lái)將持續(xù)導(dǎo)入自行開(kāi)發(fā)的制程技術(shù),為合作伙伴提供高質(zhì)量的內(nèi)存產(chǎn)品。此外,華邦在中國(guó)大陸及香港地區(qū)、美國(guó)、日本、以色列、德國(guó)等地均設(shè)有子公司,負(fù)責(zé)營(yíng)銷(xiāo)業(yè)務(wù)并為客戶(hù)提供本地支持服務(wù)。