一、电子烟芯片解决方案的发展阶段

在电子烟技术不断发展的历程中，芯片技术的应用与创新起到了至关重要的推动作用。

1.早期阶段：咪头一枝独秀，ASIC独占鳌头

从十几年前仿真烟的年代开始，直径Φ6驻极体咪头已经开始崭露头角，发展到今天仍然在大批量使用。根据不同的产品功能，形态主要以60*25尺寸的三线咪、五线咪、六线咪为主。产品的内部主要内置一颗特定功能的ASIC芯片。

ASIC（Application-Specific Integrated Circuit，应用型专用集成电路）是一种专门为特定应用而设计的集成电路。它根据特定用户的需求和特定电子系统的需要进行定制设计和制造。

2.中间阶段：通用 MCU 形态的兴起与局限

前几年，随着用户对电子烟功能多样化需求日益增加，通用 MCU 形态在电子烟领域逐渐兴起。这种形态的电子烟灵活性显著提升，通过编程可以实现多种功能以及多样化的 UI 显示，满足了用户对于个性化体验的追求。同时，它还支持多次烧写改写功能，方便用户根据自身需求进行定制与修改。

但是，这种方案也存在一些问题，由于采用了较多的分立元件，导致成本较高。此外，外围器件较多也使得产品的体积和复杂度增加，在一定程度上影响了产品的稳定性和用户体验。

3.当前阶段以及未来：SOC 芯片的崛起与优势

在电子烟芯片技术发展过程中，SOC和 SIP 概念常常被混淆。

SIP主要从封装角度出发，通过将不同芯片进行封装级别的叠加，形成具有特定功能的标准封装片。

SIP方式的优势在于能够利用现有的晶圆，快速实现特定功能封装件的迭代，从而满足市场对产品功能多样化的需求。然而，其缺点也较为明显，仅仅是封装层面的叠加，无法从根本上对成本进行优化，也难以对产品规则进行实质性改进，限制了产品性能的进一步提升。

从去年开始，SOC 芯片在电子烟领域崭露头角。SOC是从系统及应用底层逻辑出发，将系统所需的功能部件以芯片IP的形式进行叠加设计，最后设计封装成一颗封装片上。

这一创新举措带来了诸多优势，首先是外围精简，减少了不必要的元件，从而降低了产品的整体成本，并且能够从芯片级对成本进行深度优化。同时，SOC 芯片基于MCU的特性也更好地满足了客户对于电子烟形态多样化、功能灵活、使用简单以及低成本的综合需求。

例如，在满足用户对单发、双发、恒功率、恒有效输出、显示屏等多样化功能需求方面，SOC 芯片展现出了强大的适应性。

从市场因素来看，芯片行业竞争激烈，价格不断被压缩，而电子烟市场容量足够大且产品规格逐渐明确，SOC 产品形态应运而生，就像充电宝、穿戴类产品等市场一样，SOC 芯片在电子烟领域的应用成为了必然趋势，它能够在灵活多变、低成本、安全可靠等多个看似矛盾的需求之间找到平衡，为电子烟行业的发展注入了新的活力。

二、SOC 芯片特点与电子烟应用

1.SOC芯片的构成与特点

高度集成化：它集成了多种功能组件，如中央处理器（CPU）、图形处理器（GPU）、内存、输入输出接口（I/O）等，这些组件原本可能需要多个芯片协同工作才能实现相应功能。例如，在智能手机中，SOC芯片集成了手机运行所需的核心处理单元、图像处理单元以及与外部设备通信的接口等，使得手机能够在小巧的体积内实现强大的功能。

功能完整性：能够独立完成一个完整的电子系统的功能。以智能穿戴设备为例，SOC芯片可以集成传感器处理、数据存储、无线通信以及设备控制等功能，从而实现对穿戴设备的全面管理和运行控制。

优化性能与成本：通过将多个组件集成在一个芯片上，减少了芯片之间的连接线路，降低了信号传输延迟，提高了系统的整体性能。同时，由于减少了芯片数量和封装成本，以及优化了芯片设计和制造流程，SOC芯片在大规模生产时能够有效降低成本。比如在智能家居设备中，使用SOC芯片可以降低产品成本，同时提升设备的响应速度和稳定性。

定制化与灵活性：SOC芯片可以根据不同的应用需求进行定制化设计，针对特定的应用场景添加或优化特定的功能模块。

例如，在工业控制领域的SOC芯片可以强化实时控制和可靠性方面的功能；在消费电子领域，则更注重多媒体处理和用户体验相关功能的优化。这使得SOC芯片能够在不同的领域和产品中广泛应用，满足多样化的市场需求。

2.SOC芯片在电子烟中的应用体现

电子烟中的功能集成：在电子烟领域，SOC芯片集成了如充电管理、功率控制、UI驱动、抽吸检测等功能模块。

例如，在充电管理方面，实现了：

• 不同规格的充电集成（如1A线充/2A开关充，50mA一档可调）和路径管理；

• 功率控制上能够精确配置恒压、恒有效、恒功率输出，单发/双发功能可灵活设置；

• UI驱动增强，支持多路硬件PWM实现流畅呼吸效果，节省外部驱动芯片；

• 抽吸检测采用高精度差分空咪检测专利技术，实现了对抽吸动作的精准感知，包括宽范围、高精度的电容检测，多种咪头类型支持，触发阈值和抽吸力度可配置，以及快速的响应速度和双向触发支持等。

满足电子烟需求特性：电子烟市场对产品有形态多样化、灵活、简单且低成本的需求，同时要求安全可靠。SOC芯片的集成化特性使得电子烟产品能够在满足这些需求的同时，平衡各方面的性能要求。

例如，通过高度集成减少了外围元件数量，降低了成本，同时提高了产品的稳定性和可靠性；软件可配置功能实现了电子烟功能的多样化和灵活性，满足了用户不同的使用习惯和需求。

来源：根据艾邦论坛昇生微电子演讲资料整理，节选

原文始发于微信公众号（艾邦新消费电子资讯）：The Past, Present, and Future of E-Cigarette Chips.