国芯发布70微瓦超低功耗AI芯片助推智能穿戴升级

2023年7月21日，杭州国芯举办了一场以“智慧穿戴，从「芯」启航”为主题的线上发布会，正式推出面向TWS耳机等智能穿戴设备的超低功耗AI芯片——GX8002。

过去三年，国芯在智能家居、智能车载等赛道持续深耕，成绩斐然。这次，他们在AI语音方向上做了更深入的突破，到底带来了哪些新亮点？

如今，AI语音技术已无处不在。从智能音箱到语音家电，再到车载系统，处处可见其身影。自2016年AirPods面世以来，TWS+AI成为大势所趋。耳机从“耳边的播放器”进化为“耳边的AI助手”，俨然成为下一个核心入口产品。

（AirPods 二代、小米 Air 2S、vivo TWS Neo 等支持语音唤醒的 TWS 产品）但挑战也随之而来——TWS耳机、智能手表、手环等可穿戴设备体积小巧，电池容量有限，续航本就紧张。增加始终在线的语音唤醒功能后，功耗会显著上升。市面上很多芯片都难以在功耗与性能之间实现理想平衡。

此次国芯推出的GX8002，正是直击这一痛点。它致力于在超低功耗场景下实现AI唤醒的技术突破，让“always on”语音唤醒变得轻松无负担。

揭开「庐山真面目」

（GX8002系统结构框图）

GX8002采用MCU+NPU架构，内部集成了国芯第二代自研神经网络处理器gxNPU V200，以及平头哥CK804处理器。芯片支持多级唤醒，并集成硬件VAD，可实现超低功耗待机与自动人声感应。借助NPU的强大算力，语音唤醒、指令识别、AI降噪、声纹识别等功能均可一并完成。

01、这恐怕是目前业界功耗最低的AI芯片了

真的是超！低！功！耗！

实测数据显示，GX8002整颗芯片在VAD待机状态下，功耗仅70µW，运行状态下也只有0.6mW。而且它能根据用户是否说话，自动在VAD待机与工作模式之间切换。这样一来，日常使用中的平均功耗基本维持在300µW以下。如此低的功耗，主要得益于两大核心技术——自研的gxNPU V200与自研硬件VAD。gxNPU V200是专门为低功耗优化的神经网络处理器，计算能效比普通DSP芯片高出10倍以上，支持DNN/CNN/RNN等各类模型，并能自动进行网络量化压缩，直接对接Tensorflow等训练平台。

（gxNPU结构框图）同时，国芯对VAD模块进行了重新设计，通过增加更多特征分析来判断人声，过滤能力显著增强。在办公室、地铁、马路、咖啡馆等实际场景测试中，GX8002的VAD待机比例平均高达70%以上。换句话说，超过70%的时间，芯片都处于仅70µW的VAD待机模式！

（自研VAD测试数据）

02、超高集成度，这次连晶振都包了

为了让唤醒部分在可穿戴方案中占据更小的体积，国芯将唤醒所需的所有部件都集成在了芯片内部——包括音频ADC、Flash、电源LDO，甚至晶振也一并集成。这意味着，使用GX8002开发产品，几乎不需要外部元器件，单靠一颗芯片就能完成语音唤醒全流程，占用的PCB面积极小。

封装方面，GX8002采用SIP立体封装技术，将Flash叠封其中。首推的封装是QFN20，尺寸为3mm×3mm，生产和使用都非常便利。到了Q3，国芯还将推出更小的WLCSP封装，尺寸仅有1.4mm×2.4mm，可满足更精密产品的需求。

03、超高性价比，这次价格真的低！

为了让可穿戴设备真正拥抱AI，国芯不仅将功耗做到了极致，成本也压到了极低水平。现场公布了0.65美元的起步价，AI不再是奢侈品，性价比确实非常突出。

与此同时，国芯还整合了丰富的资源——提供TWS与可穿戴设备所需的基础技术、算法方案，接入各大品牌手机助手及云端平台，并打通了与蓝牙主芯片的合作通道，输出完整可靠的“一站式服务”。AI的接入门槛因此大幅降低，客户的研发周期也显著缩短。

外置唤醒方案还有一个优势：客户可以在原有成熟产品基础上，相当于增加了一个语音按键。原有软件和设计均可复用，AI的研发周期变得非常可控，有形成本与无形成本都得到了有效降低。

智慧穿戴，从芯启航

可以说，GX8002生而不凡，集众多技术于一身。无论是语音唤醒、音频信号处理、NPU异构计算，还是VAD技术、无晶振设计，都是国芯在AI芯片与音视频领域多年积累的结晶。超低功耗并非一日之功，背后是研发团队日以继夜的打磨与优化。

超低功耗、超小体积、超高性价比——这三个关键词，让AI技术进入智能穿戴领域不再遥不可及。过去不敢想象、或者想了也难以实现的应用场景，如今有了全新的可能。

TWS耳机将与你的人工智能语音助手无缝融合，智能眼镜终于拥有了更自然的交互方式，智能手表能更快地调出所需功能，还有更多创新应用等待被发掘。

始终在线的语音助手，正将可穿戴设备推向一个全新的智能时代。有了GX8002的AI能力加持，这一畅想已近在眼前。长效待机的AI智能助理，只需你佩戴轻便的移动设备，是不是想想就觉得非常酷？

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