在拇指大小的空間裡塞進 100 顆晶片

AirPods Pro(第 2 代)單耳重量僅 5.3 克,但內部包含了 近 100 個晶片封裝、3 個 MEMS 麥克風、一個高振幅驅動單體、觸控感測器、皮膚感測器、藍牙天線、和一個 3.7V 鋰電池。這密度在全球消費性電子產品中可說是空前絕後。

Lumafield 的工業 CT 掃描顯示,AirPods Pro 3 甚至進一步將 H2 晶片的功能從一個集中的 SiP 分散為沿著耳機柄排列的多個獨立 BGA 模組,以最大化內部空間利用率並優化訊號走線。

H2 晶片的 SiP 系統級封裝

AirPods Pro 2 的核心是 Apple 設計的 H2 晶片,封裝在一個 SiP(System-in-Package,系統級封裝)模組中。

SiP 是什麼?和一般的 SoC(System-on-Chip,單一晶片)不同,SiP 是把多個不同功能、不同製程的裸晶(die)封裝在同一個模組內,透過內部的 substrate 走線互連。

H2 SiP 內部包含:

TechInsights 的拆解分析指出,H2 的藍牙 SoC 內含 三個獨立裸晶(die),而前一代 H1 只有兩個。這些裸晶使用引線鍵合(wire bonding)和倒裝晶片(flip-chip)混合工藝連接,以在極小空間內最大化 I/O 密度。

MEMS 麥克風陣列:每耳三顆,每顆不同任務

AirPods Pro 2 每邊有三顆 MEMS(微機電系統)麥克風:

位置類型功能
耳機外側(向外的網孔)前饋麥克風捕捉環境噪音,供 ANC 反向波生成
耳機內側(向耳道的網孔)反饋麥克風監測耳道內殘留噪音,校正 ANC 效果
耳機柄底部語音麥克風通話收音 + 波束成形(beamforming)

AirPods Pro 2 使用的 MEMS 麥克風來自 歌爾微電子(Goermicro),特別之處在於採用了 security ball bond(安全球焊) 技術——焊線尾端形成一個球狀結構,增加焊點機械強度,防止摔落或振動導致的焊線斷裂。這是對 AirPods 容易摔落的使用場景做的針對性工程設計。

🔬 為什麼 MEMS?傳統 ECM(駐極體電容)麥克風體積大、不耐高溫(無法過 SMT 回流焊)。MEMS 麥克風以矽晶圓蝕刻出微型振膜,體積僅 3.76×2.95×1.1mm,可承受 260°C 的無鉛回流焊溫度,直接 SMT 貼裝到 PCB 上,大量減少組裝工序。

聲學設計:不只是喇叭,是一個微型音響系統

AirPods Pro 的聲學設計遠比一般耳機複雜。它不只是一顆喇叭單體,而是一整套 微型音響系統

為什麼 AirPods 幾乎無法維修

iFixit 給 AirPods Pro 的維修分數是 0/10,這不是沒有原因的:

⚠️ 實務現實:目前唯一可行的 AirPods 維修是「換電池」——但有經驗的技師操作成功率也僅約 60-70%。更換後的防水性能無法保證,且外殼一定有撬痕。對於多數用戶,更划算的選擇是趁 AppleCare+ 期間送原廠。

AirPods Pro 3:CT 掃描揭露的新設計

最新的 AirPods Pro 3(第三代)做了一個有趣的設計變更:H2 晶片不再是單一 SiP,而是 拆成多個獨立 BGA 晶片,沿著耳機柄排列。Lumafield CT 掃描顯示:

這驗證了 Apple 的設計哲學:不是先設計功能再找空間,而是先決定空間再分配功能。

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