7月21日，杭州國芯舉辦以“智慧穿戴，從「芯」啟航”為主題的線上發布會，推出了超低功耗AI芯片GX8002，采用MCU+自研NPU架構，單芯片實現實時語音喚醒功能，VAD待機模式下功耗低至70uW，首批產品采用QFN20，3mmx3mm封裝，可應用于TWS耳機等智能穿戴設備。下面一起來全面了解一下~

隨著人工智能技術的發展，AI語音的滲透率越來越高，從智能音箱，到語音家電，再到智能車載，AI已經無處不在。

2016年AirPods橫空出世打開了真無線耳機市場，AirPods 2代加入了實時語音喚醒功能，TWS+AI也成為市場的大勢所趨。耳機從「耳邊的播放器」進化為「耳邊的AI助理」，成為下一個重要的入口級產品。
然而，TWS耳機、智能手表、手環等可穿戴產品，受限于體積小，電池容量有限，續航時間常常難以滿足用戶需求。而始終在線的語音喚醒，又會大大地增加功耗，當前的各種芯片都很難在功耗和性能間達到平衡。

此次國芯發布的AI芯片GX8002，肩負讓可穿戴設備更加智能的使命，針對超低功耗場景下的AI喚醒實現了技術突破，能夠做到無壓力的「always on」語音喚醒。1、國芯GX8002采用MCU+自研NPU架構

國芯GX8002芯片結構框圖

國芯GX8002采用了MCU+NPU的架構，集成國芯第二代自研神經網絡處理器gxNPU V200和平頭哥CK804處理器。同時芯片支持多級喚醒，集成硬件VAD，可實現超低功耗待機和自動人聲感應。通過NPU的強大能力，實現語音喚醒、指令識別、AI降噪、聲紋識別等眾多功能。

2、VAD待機模式下功耗低至70uW

經過測試，國芯GX8002整顆芯片在VAD待機時的功耗只有70uW,運行時的功耗為0.6mW。

同時國芯GX8002可以根據用戶是否說話自動切換VAD待機和工作兩種模式，因此通過VAD的有效過濾，芯片日常使用的平均功耗基本低于300uW。

國芯GX8002的超低功耗背后，主要有兩大技術突破——自研神經網絡處理器gxNPU V200和自研硬件VAD。此次發布的gxNPU V200為國芯第二代神經網絡處理器，專門針對低功耗優化，計算能效是普通DSP芯片的10倍以上。支持DNN/CNN/RNN等各種模型，自動實現網絡量化壓縮，可以和Tensorflow等訓練平臺直接對接。

國芯gxNPU結構框圖

同時，國芯設計了全新的VAD模塊，通過增加更多特征的分析來判斷人聲，具備超強過濾能力，在辦公室、地鐵、馬路、咖啡館等各種場合的實際測試中，國芯GX8002可以讓VAD待機的比例平均高達70%以上。

3、SIP立體封裝技術，3mmx3mm超小封裝
為了可穿戴方案中喚醒部分占用的體積盡可能小，國芯在芯片中將喚醒所需要的部件全部做了集成，包括音頻ADC、Flash、電源LDO等，甚至還有晶振！也就是說產品使用國芯GX8002時，幾乎不需要外部器件，僅需一顆芯片就能完成語音喚醒的全過程，占據PCB面積極小。

同時在封裝設計上，國芯GX8002采用的是SIP立體封裝技術，將Flash疊封在內。首推的封裝為QFN20,3mmx3mm，非常便于生成和使用。在Q3國芯還將推出更小的WLCSP封裝，尺寸可達1.4mm x 2.4mm，滿足更加精密產品的需求。

4、0.65美元高性價比，還有一站式服務
為了能更好地為可穿戴賦能AI，國芯不僅完成超低功耗的突破，更是將成本降到極致。現場公布了0.65美元的起步價，做到了非常高的性價比。

與此同時，國芯整合了豐富的資源，包括各種TWS和可穿戴產品需要的基礎技術和算法方案，接入各大品牌手機助手和云端平臺，打通了藍牙主芯片的合作通道，輸出完整可靠的「一站式服務」，降低了AI服務門檻，也大大的縮短客戶的研發周期。

同時外置喚醒的方案，可以在客戶原有成熟產品的基礎上，相當于加上了一個語音按鍵，客戶原有的軟件和設計都可復用，讓AI的研發周期變得非常可控，有形成本和無形成本都大大降低。

國芯GX8002集眾多技術之大成，無論是語音喚醒、音頻信號處理、NPU異構計算，還是VAD技術、無晶振設計，都是國芯在AI芯片與音視頻領域多年經驗的體現。超低功耗，更非一日之功，是國芯的小伙伴夜以繼日努力的成果。

我愛音頻網總結

TWS+AI是目前TWS耳機市場的一大趨勢，品牌方把支持語音喚醒功能的TWS耳機視作AIoT的新入口，藍牙芯片原廠像高通、瑞昱等已經開始布局，想要把ANC/ENC/VAD等功能集成到單芯片方案里，但目前都還沒能像蘋果H1那樣大規模商用。
此次國芯發布的AI芯片GX8002為TWS耳機等產品提供了新的外置語音喚醒的方案，即單芯片集成音頻ADC、Flash、電源LDO、晶振等語音喚醒所需要的元器件，采用SIP立體封裝技術，尺寸為3mmx3mm，大大節省占板面積。
同時，國芯GX8002支持本地喚醒、聲紋校驗、AI降噪等功能，在藍牙芯片成熟產品的基礎上相當于加上了一個語音按鍵，原有的軟件和設計都可復用，像近期非常熱門的AI骨傳導通話降噪技術也可以應用。
此外，國芯還整合了各種TWS和可穿戴產品需要的基礎技術和算法方案，接入國內各大品牌手機助手和云端平臺，打通了杰理、恒玄、絡達、瑞昱、中科藍訊等主流藍牙芯片的合作通道，大大節省了AI TWS耳機的研發周期。
低功耗、超小體積、較高的性價比，國芯GX8002可能是現階段在可穿戴產品中實現實時語音喚醒最為快速和理想的解決方案，我愛音頻網期待早日在拆解中看到有產品應用！

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