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    • 一、xMEMS MEMS微型揚(yáng)聲器介紹
    • 二、xMEMS MEMS微型揚(yáng)聲器產(chǎn)品
    • 三、總結(jié)
  • 推薦器件
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xMEMS MEMS揚(yáng)聲器推動(dòng)市場變革,引領(lǐng)音頻產(chǎn)品進(jìn)入固態(tài)保真時(shí)代

2023/06/15
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揚(yáng)聲器是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槁曅盘?hào)的換能器件,廣泛應(yīng)用于眾多的消費(fèi)電子產(chǎn)品之中,為音頻播放提供支持。揚(yáng)聲器的種類很多,在個(gè)人音頻及智能穿戴市場,主流應(yīng)用包括了動(dòng)圈單元(動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)器)和動(dòng)鐵單元(平衡電樞驅(qū)動(dòng)器)兩種。而隨著技術(shù)的發(fā)展,近些年一種采用MEMS微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)制造的揚(yáng)聲器受到了眾多的關(guān)注,相較于傳統(tǒng)揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)器,擁有著多項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì),能夠?yàn)楫a(chǎn)品提供更優(yōu)的用戶體驗(yàn)。MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystem)微機(jī)電系統(tǒng),指采用微電子技術(shù)半導(dǎo)體制造技術(shù)),在微納米的體積下塑造機(jī)械結(jié)構(gòu),制成尺寸幾毫米乃至更小的高科技裝置。常見的MEMS應(yīng)用包括了聲學(xué)傳感器、光學(xué)傳感器、壓力傳感器加速度傳感器、陀螺儀傳感器、濕度傳感器氣體傳感器、微馬達(dá)、微振子,以及他們的集成產(chǎn)品等,具有著體積小、功耗低、可大規(guī)模量產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)。在MEMS聲學(xué)應(yīng)用中,包括了MEMS麥克風(fēng)和MEMS揚(yáng)聲器等,其中MEMS麥克風(fēng)目前已經(jīng)廣泛普及,MEMS揚(yáng)聲器還處于發(fā)展初期,但被認(rèn)為是未來的發(fā)展趨勢(shì)。而在MEMS揚(yáng)聲器市場中,xMEMS Labs(美商知微電子)是目前主要的廠商之一,現(xiàn)已推出多款產(chǎn)品,部分產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)并獲得了品牌采用,其余產(chǎn)品也已出樣。

一、xMEMS MEMS微型揚(yáng)聲器介紹

xMEMS是一家成立于2018年1月的初創(chuàng)企業(yè),創(chuàng)始人團(tuán)隊(duì)和管理層均有著20年以上的MEMS行業(yè)背景。xMEMS致力于用世界首款固態(tài)MEMS解決方案顛覆百年歷史的線圈揚(yáng)聲器架構(gòu),用性能和尺寸重塑聲音,

xMEMS的MEMS微型揚(yáng)聲器技術(shù)基于使用壓電材料的逆壓電效應(yīng),已擁有113項(xiàng)專利和200多項(xiàng)待批專利。逆壓電效應(yīng)是通過施加電壓使壓電MEMS收縮或膨脹,將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能而產(chǎn)生的,這種能量激發(fā)集成的硅膜來推動(dòng)空氣并產(chǎn)生聲音。

xMEMS生產(chǎn)的業(yè)界首款真正的單片MEMS揚(yáng)聲器,在硅中實(shí)現(xiàn)整個(gè)揚(yáng)聲器(致動(dòng)器和振膜),相較于早期的混合MEMS揚(yáng)聲器,降低了封裝高度,消除了傳統(tǒng)膜組裝固有的可變性;并通過設(shè)計(jì)創(chuàng)新和單片電容式壓電MEMS制造的結(jié)合,xMEMS提供了傳統(tǒng)音圈或混合MEMS方法無法實(shí)現(xiàn)的性能、尺寸、能效和均勻性的新水平。

xMEMS MEMS微型揚(yáng)聲器產(chǎn)品特點(diǎn)

在音質(zhì)表現(xiàn)方面,xMEMS MEMS微型揚(yáng)聲器具有高清晰度和高保真特點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)的聲音再現(xiàn),卓越的中音和高音效果,帶來高清音質(zhì)和豐富的音頻細(xì)節(jié);xMEMS MEMS微型揚(yáng)聲器具有+/-1°的高度相位一致性,在保障左右耳相位一致性的同時(shí),還能夠增強(qiáng)空間音頻方向的準(zhǔn)確度,從而提升空間音頻效果。

xMEMS MEMS微型揚(yáng)聲器具有快速響應(yīng)的特點(diǎn),聲音命令產(chǎn)生傳導(dǎo)到揚(yáng)聲器的群延遲平均值僅15微秒,能夠有效可提高非平穩(wěn)噪聲的ANC帶寬,從而提升降噪效果;xMEMS MEMS微型揚(yáng)聲器具有高分辨率音頻,高頻再現(xiàn)可達(dá)40KHz,達(dá)到Hi-Res AUDIO認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

在生產(chǎn)制造方面,xMEMS MEMS微型揚(yáng)聲器具有+/-1.5dB的高度聲壓級(jí)一致性,能夠在生產(chǎn)過程中減少左右耳校準(zhǔn)匹配過程;xMEMS MEMS微型揚(yáng)聲器具有高可靠性特點(diǎn),通過了JEDEC標(biāo)準(zhǔn),IP58防水防塵認(rèn)證,可抗10000g沖擊力,防止在生產(chǎn)過程中受損。

xMEMS MEMS微型揚(yáng)聲器采用硅基振膜,體積輕、剛性好、機(jī)械反應(yīng)快,能夠提供更清晰的音頻效果,同時(shí)分布式驅(qū)動(dòng),能夠有效減少破音發(fā)聲;xMEMS MEMS微型揚(yáng)聲器采用輕薄封裝,重量僅56mg,厚度1mm,非磁性,可以抗回流焊高溫(SMT-ready)。另外,xMEMS MEMS微型揚(yáng)聲器在晶圓廠中生產(chǎn),而非傳統(tǒng)揚(yáng)聲器在工廠中,因此可以快速、一致、經(jīng)濟(jì)高效地大規(guī)模生產(chǎn),滿足客戶快速部署的需求。

二、xMEMS MEMS微型揚(yáng)聲器產(chǎn)品

xMEMS于2020年7月正式宣布推出全球首款真正的MEMS全頻微型揚(yáng)聲器“Montara”,后續(xù)又相繼推出了目前全世界體型最小的MEMS微型揚(yáng)聲器“Cowell”、全世界靈敏度最高的MEMS微型揚(yáng)聲器“Montara Plus”和全球首款用于主動(dòng)環(huán)境音控制的固態(tài)MEMS DynamicVent“Skyline”,通過四款產(chǎn)品以適配于不同產(chǎn)品、不同著重功能應(yīng)用。

Montara:全球首款真正的MEMS全音域微型揚(yáng)聲器(量產(chǎn)中)

規(guī)格參數(shù):

  • 聲學(xué)性能(IEC 6018-4 耦合器
  • SPL?@?1kHz?/?30Vpp:115dB
  • THD @ 1KHz/94dB SPL:0.5%
  • 封裝:

Montara頂部發(fā)聲:6.05w x 8.4L x 1.15H(mm)

Montara側(cè)面發(fā)聲:6.05W x 1.15H x 8.4L(mm)

Aptos功率放大器:1.92 x 1.92 x 0.6 (mm) WLCSP

應(yīng)用:

TWS耳機(jī)、有線耳機(jī)、助聽器

Cowell:全世界體型最小的MEMS微型揚(yáng)聲器(量產(chǎn)中)

規(guī)格參數(shù):

  • 聲學(xué)性能(IEC 6018-4 耦合器)
  • SPL @ 1kHz / 30V?pp:111分貝

SPL @ 2kHz / 30V?pp:116分貝

  • THD @ 1KHz/94dB SPL:0.5%
  • 封裝:

Cowell側(cè)面發(fā)聲:3.2W x 1.15H x 6.0L (mm)

Cowell頂部發(fā)聲:3.2W x 6.0L x 1.15H (mm)

Aptos功率放大器:1.92 x 1.92 x 0.6 (mm) WLCSP

應(yīng)用:

TWS耳機(jī)、有線耳機(jī)、助聽器

Montara Plus:全世界靈敏度最高的MEMS微型揚(yáng)聲器(現(xiàn)已出樣)

規(guī)格參數(shù):

  • 聲學(xué)性能(IEC 6018-4 耦合器)
  • SPL @ 200Hz / 30V?pp:120dB

SPL @ 2kHz / 30V?pp:127dB

  • THD @ 1KHz/94dB SPL:0.5%
  • 聲學(xué)性能(自由聲場@3cm)
  • SPL @ 2kHz / 30Vpp:SPL @ 2kHz / 20Vpp 79dB

SPL @ 4kHz / 30Vpp:SPL @ 4kHz / 20Vpp 90dB

SPL @ 10kHz / 30Vpp:SPL @ 10kHz / 20Vpp 108dB

  • 封裝:

Montara Plus頂部發(fā)聲: 5.15 x 10.8 x 1.15 (mm)

Montara Plus側(cè)面發(fā)聲: 5.15 x 1.15 x 10.8 (mm)

Aptos功率放大器: 1.92 x 1.92 x 0.6 (mm) WLCSP

應(yīng)用:

TWS耳機(jī)、有線耳機(jī)、智能眼鏡、VR頭顯、音箱高音陣列

Skyline:全球首款用于主動(dòng)環(huán)境音控制的固態(tài)MEMS動(dòng)態(tài)閥門(現(xiàn)已出樣)

規(guī)格參數(shù):

  • 低頻衰減 @ 100Hz(IEC 6018-4 耦合器):21.5dB(單Skyline);25dB(雙Skyline)
  • 聲學(xué)阻抗 (kg/(m·?4s?)):540k(閥門打開);3.7G(閥門密封)
  • 等效孔直徑(毫米)(假設(shè)排氣口長度為 1mm):1.1 毫米(單Skyline);1.3 毫米(雙Skyline)
  • 封裝:

Skyline: 4.0W x 5.0L x 1.15H (mm)

Alpine單通道: 1.0W x 1.2L x 0.6 (mm)

Alpine雙通道: 1.5W x 1.8L x 0.6 (mm)

應(yīng)用:

TWS耳機(jī)、有線耳機(jī)、助聽器

三、總結(jié)

通過本篇文章,為大家介紹了MEMS揚(yáng)聲器和xMEMS的MEMS微型揚(yáng)聲器全線產(chǎn)品和功能特點(diǎn)。作為一款可能顛覆傳統(tǒng)揚(yáng)聲器的產(chǎn)品,MEMS揚(yáng)聲器基于先進(jìn)的半導(dǎo)體制造技術(shù),先天擁有著體積小、功耗低、可大規(guī)模量產(chǎn)等優(yōu)勢(shì),能夠更好地適應(yīng)TWS耳機(jī)、智能穿戴設(shè)備等產(chǎn)品的體積限制,以及產(chǎn)品生產(chǎn)周期短的問題。

xMEMS又在MEMS揚(yáng)聲器的基礎(chǔ)上進(jìn)一步賦能,通過采用全硅材料,壓電材料的逆壓電效應(yīng),創(chuàng)新創(chuàng)造了多種全球首款的MEMS揚(yáng)聲器產(chǎn)品,在音質(zhì)上具有高清晰度、高保真、高度相位一致性、快速響應(yīng)、高分辨率的特點(diǎn),滿足用戶對(duì)于音頻產(chǎn)品不斷提升的高音質(zhì)需求。同時(shí),還擁有著高一致性和高可靠性的特點(diǎn),解決生產(chǎn)難點(diǎn),提升品牌客戶快速部署的效率。

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