前言：

基于MEMS技術(shù)的微型揚(yáng)聲器或?qū)⒆兏镆苿油ㄓ嵲O(shè)備的語音和音樂播放,。新創(chuàng)公司xMEMS發(fā)表全球第一款的單芯片微機(jī)電喇叭,，將徹底顛覆當(dāng)前市場上最普遍的音圈喇叭。

打破動圈揚(yáng)聲器的技術(shù)壁壘

目前市場上絕大多數(shù)運動傳感器都基于20世紀(jì)80年代開發(fā)的多芯片工藝,。這種傳感器涉及的微機(jī)電傳感部分芯片（MEMS）和驅(qū)動電路部分芯片（IC）分別由不同的廠家使使用不同的處理工藝制成,。用這種工藝制成的傳感器存在一些劣勢, 包括尺寸、成本,、產(chǎn)量和性能限制等,。

近日，據(jù)外媒消息,，美國xMEMS公司近日發(fā)布了一款采用MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）技術(shù)打造的單片式揚(yáng)聲器單元,，取名為“Montara”，與傳統(tǒng)動圈式揚(yáng)聲器相比,，MEMS揚(yáng)聲器體積小巧,，具有更高的頻率響應(yīng)和更低THD（總諧波失真），可以實現(xiàn)主動降噪功能,，對于真無線耳機(jī)市場是一個重大的利好消息,。

后起之秀新一代單片式揚(yáng)聲器

xMEMS公司成立于2017年，總部位于美國加州圣克拉拉,，在臺灣設(shè)有分公司,。據(jù)悉，該公司的創(chuàng)始人具有在多家MEMS設(shè)計公司積累的深厚經(jīng)驗,，想要用全新的純硅解決方案重塑聲音,，打破動圈揚(yáng)聲器的技術(shù)壁壘。

xMEMS公司沒有透露Montara的實際制程節(jié)點（Process Node）,，只確認(rèn)其所采用的是8.4 x 6.06 mm的硅模（50.9mm2）,，有6個所謂的揚(yáng)聲器 '單元'，是在整個芯片上重復(fù)出現(xiàn)的單個揚(yáng)聲器MEMS元件,，揚(yáng)聲器的頻率響應(yīng)覆蓋了從10Hz到20KHz的全部范圍,。

據(jù)稱，這種設(shè)計具有極好的失真特性,，能夠與平面磁性設(shè)計相比,。采用單芯片式設(shè)計不僅可以簡化生產(chǎn)線,，另一方面MEMS揚(yáng)聲器的制造精度和可重復(fù)性也要優(yōu)于傳統(tǒng)動圈設(shè)計,。據(jù)悉Montara具有極佳的失真控制特性,，能夠確保在200Hz–20KHz 時只有0.5% 的THD。由于這些喇叭皆屬電容式壓電驅(qū)動而不是電流驅(qū)動,，因此功耗只有42μW 的程度,。

電容式壓電驅(qū)動的一個關(guān)鍵面向在于，它需要一個與傳統(tǒng)喇叭不同的功率擴(kuò)大器設(shè)計,。Montara 可以驅(qū)動高達(dá)30V 的峰值到峰值（peak-to-peak）輸出訊號電壓,，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于現(xiàn)有擴(kuò)大器設(shè)計的能耐范圍。因此,，客戶希望為Montara 部署一個需要額外輔助芯片的MEMS 喇叭設(shè)計,。

這無疑會成為阻礙該技術(shù)能被普遍采用的最大障礙之一，因為它將限制其使用能提供適當(dāng)擴(kuò)大器設(shè)計來驅(qū)動喇叭的更高效IC 解決方案,。

其它MEMS揚(yáng)聲器廠商

①Audio Pixels

Audio Pixels是揚(yáng)聲器數(shù)字化全球領(lǐng)導(dǎo)者,，它開發(fā)了一項技術(shù)平臺，能夠利用MEMS結(jié)構(gòu)而非傳統(tǒng)揚(yáng)聲器元件,，直接將數(shù)字音頻流轉(zhuǎn)化為聲波,。該技術(shù)平臺的基礎(chǔ)——數(shù)字聲音重建技術(shù)（Digital Sound Reconstruction，DSR）實現(xiàn)了基于硅芯片的音頻揚(yáng)聲器的量產(chǎn),，并使揚(yáng)聲器更小,、更薄、聲音更清晰,、能效更高,，而且具有更好的兼容性，能夠滿足現(xiàn)代電子制造和器件的各種要求,。

Audio Pixels目前已開發(fā)出革命性技術(shù)平臺來再現(xiàn)聲音,，從而能夠生產(chǎn)出新一代的MEMS揚(yáng)聲器，其性能將超出世界頂級消費電子制造商的性能規(guī)格和設(shè)計要求,。Audio Pixels專注于制造一種基于MEMS技術(shù)的硅芯片,，既能夠作為一個獨立的微型揚(yáng)聲器使用，又能夠?qū)崿F(xiàn)多倍級聯(lián)以滿足幾乎所有的揚(yáng)聲器應(yīng)用,。

②USound

目前,，市場上領(lǐng)先的壓電MEMS揚(yáng)聲器開發(fā)商是奧地利的USound。USound是全球首家發(fā)布壓電MEMS揚(yáng)聲器的廠商,。USound為耳機(jī),、可穿戴/耳戴產(chǎn)品開發(fā)的壓電MEMS揚(yáng)聲器已經(jīng)完成設(shè)計定型、產(chǎn)能爬坡,，以及首批量產(chǎn)前產(chǎn)品的出貨,。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，USound廣泛的合作伙伴包括：Austria Technologie & Systemtechnik AG（AT&S,，奧地利科技與系統(tǒng)技術(shù)股份公司）,、ISIT（獲得了ISIT在微系統(tǒng)功率電子制造方面的經(jīng)驗）,；Institute for Electronic Music（IEM，電子音樂研究所）,；STMicroelectronics（意法半導(dǎo)體）,，利用意法半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先的薄膜壓電技術(shù)（TFP），雙方合作進(jìn)行全球首款微型壓電MEMS揚(yáng)聲器的產(chǎn)業(yè)化和生產(chǎn)制造,。

TWS產(chǎn)業(yè)將迎來新方向

目前xMEMS公司還在生產(chǎn)一種能讓聲音從封裝里呈垂直角度向外發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn)封裝解決方案,，該封裝尺寸為8.4×6.05×0.985 mm，這可以讓TWS耳機(jī)的內(nèi)部設(shè)計變得更有創(chuàng)造力,。TWS會是Montara 的主要目標(biāo)市場,，因為其可在設(shè)計上解決擴(kuò)大器方面的問題，而且這類產(chǎn)品可以充分利用新喇叭技術(shù)在尺寸,、重量和功率上的優(yōu)勢,。

目前xMEMS公司還沒有透露相關(guān)的價格信息，但是已有樣品給供應(yīng)商,，預(yù)計2021年春季正式量產(chǎn),。

結(jié)尾：

隨著微機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，不僅半導(dǎo)體制造變得更加普及,，我們也可以借以設(shè)計出特性上與傳統(tǒng)動圈式單體或平衡電樞式單體截然不同的喇叭,。xMEMS 全新Montara設(shè)計很可能成為這樣的替代方案。

此內(nèi)容由鳳凰新聞提供