又一傳感器將被MEMS顛覆！未來(lái)5年爆發(fā)！這次中國(guó)主導(dǎo)制定首個(gè)全球標(biāo)準(zhǔn)！

20年前，MEMS噴墨打印頭在打印機(jī)里廣泛使用，取代了傳統(tǒng)的機(jī)械式打印頭，使惠普、佳能等打印機(jī)廠商成為MEMS領(lǐng)域巨頭。

10年前，隨著智能手機(jī)崛起，MEMS麥克風(fēng)被廣泛應(yīng)用，取代傳統(tǒng)的駐極體麥克風(fēng)，我國(guó)多個(gè)MEMS企業(yè)借著這股東風(fēng)崛起，譬如歌爾股份、瑞聲科技、敏芯股份都是我國(guó)乃至全球MEMS麥克風(fēng)的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。

在這些浪潮中，中國(guó)企業(yè)都是追隨者。今天，又有一個(gè)傳統(tǒng)器件即將被MEMS技術(shù)顛覆，而這次，中國(guó)企業(yè)正在參與擬定該MEMS技術(shù)全球首個(gè)標(biāo)準(zhǔn)！

多家機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)2023年將是大批量出貨元年，全球最大的MEMS企業(yè)博世也通過(guò)收購(gòu)入局并將成為其下一個(gè)發(fā)力點(diǎn)，未會(huì)有哪些MEMS企業(yè)脫穎而出？

全球MEMS揚(yáng)聲器行業(yè)首部技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)起草工作啟動(dòng)會(huì)在深圳召開(kāi)，中國(guó)牽頭編制首個(gè)全球標(biāo)準(zhǔn)！

近日，據(jù)深圳市音響行業(yè)協(xié)會(huì)官方公眾號(hào)發(fā)布新聞稿介紹，7月16日，全球MEMS揚(yáng)聲器行業(yè)首部《MEMS揚(yáng)聲器通用技術(shù)要求》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)工作座談會(huì)在深圳前海國(guó)際會(huì)議中心召開(kāi)。該團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)于2023年4月立項(xiàng)，由深圳市音響行業(yè)協(xié)會(huì)提出并牽頭協(xié)調(diào)組織編制工作。

據(jù)悉，來(lái)自深圳市音響行業(yè)協(xié)會(huì)、東南大學(xué)、立訊精密、韶音、瑞聲科技、精拓麗音、USOUND、xMEMS、華景、蘇州聲學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、納芯微、領(lǐng)航微等單位的相關(guān)國(guó)內(nèi)外專家及代表共計(jì)20余人參加會(huì)議?？梢钥吹?，瑞聲科技、納芯微等多家熟悉的國(guó)產(chǎn)MEMS十強(qiáng)企業(yè)均有參與。

揚(yáng)聲器是目前智能設(shè)備里，極少數(shù)未被MEMS替代的器件，這個(gè)已有數(shù)十年歷史的行業(yè)將在未來(lái)幾年被MEMS所顛覆。

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的孕育，目前全球MEMS揚(yáng)聲器產(chǎn)業(yè)正處于規(guī)?；慨a(chǎn)前夕，全球聲學(xué)領(lǐng)域都在期待MEMS揚(yáng)聲器這一新技術(shù)的量產(chǎn)到來(lái)，因?yàn)镸EMS揚(yáng)聲器技術(shù)較新穎，目前全球尚無(wú)明確、統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

據(jù)本次標(biāo)準(zhǔn)起草負(fù)責(zé)人精拓麗音創(chuàng)始人、深圳市音響行業(yè)協(xié)會(huì)專家袁世明介紹，制定本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的目的和初心是為了促進(jìn)MEMS揚(yáng)聲器生產(chǎn)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。

本次標(biāo)準(zhǔn)起草工作的召開(kāi)為提升我國(guó)在MEMS揚(yáng)聲器領(lǐng)域的國(guó)際地位和話語(yǔ)權(quán)做出了重要貢獻(xiàn)，是新一代電聲產(chǎn)業(yè)由"量”變"質(zhì)”的重要里程碑。

博世入局，全球MEMS揚(yáng)聲器2023年開(kāi)啟大規(guī)模量產(chǎn)！未來(lái)5年成MEMS領(lǐng)域增長(zhǎng)亮點(diǎn)！

據(jù)多方資料顯示，目前早期 MEMS 揚(yáng)聲器產(chǎn)品已經(jīng)開(kāi)始放量，例如內(nèi)置MEMS揚(yáng)聲器企業(yè)USound MEMS揚(yáng)聲器的智能眼鏡 2021 年在美國(guó)收入達(dá)到百萬(wàn)級(jí)美金。

TWS 耳機(jī)頭部廠商也在導(dǎo)入 MEMS 揚(yáng)聲器技術(shù)，例如2022 年底，立訊精密選擇 USound 作為其 MEMS 揚(yáng)聲器的戰(zhàn)略供應(yīng)商，為其 TWS 耳機(jī)提供全新超緊湊混合音頻模塊，而該方案預(yù)計(jì)將于 2023 年量產(chǎn)。MEMS 揚(yáng)聲器將來(lái)有望在手機(jī)、TWS、PC、智能家居等多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。

2022 年 4 月 28 日，全球MEMS龍頭企業(yè)博世（Bosch），收購(gòu)了總部位于德國(guó)的MEMS 微型揚(yáng)聲器專家 Arioso Systems，從而向業(yè)界宣布大舉入局MEMS揚(yáng)聲器領(lǐng)域，這為博世 MEMS 產(chǎn)品組合帶來(lái)擴(kuò)充，同時(shí)也吹響全球MEMS揚(yáng)聲器市場(chǎng)增長(zhǎng)的號(hào)角。

據(jù)近日，知名電子媒體電子工程專輯與Bosch Sensortec全球戰(zhàn)略及市場(chǎng)負(fù)責(zé)人Sebastien Therond的對(duì)話顯示，MEMS揚(yáng)聲器未來(lái)或許成為博世在MEMS領(lǐng)域的又一發(fā)力點(diǎn)：

“聲學(xué)對(duì)我們而言是個(gè)新的領(lǐng)域”——Bosch去年收購(gòu)了MEMS揚(yáng)聲器廠商Arioso Systems，這對(duì)Bosch而言，應(yīng)該是非常重要的一步——“我們通過(guò)收購(gòu)獲得了很棒的技術(shù)，產(chǎn)品現(xiàn)在還沒(méi)有上市”，Sebastien在采訪中反復(fù)提到了MEMS揚(yáng)聲器產(chǎn)品，言及Arioso的技術(shù)很獨(dú)特，在傳感器尺寸、功耗方面很出色，未來(lái)大概可以期待一下。

▲博世MEMS傳感解決方案產(chǎn)品組合（來(lái)源：博世）

Arioso Systems 以其專有的音頻換能器技術(shù)而聞名，該技術(shù)通過(guò)移動(dòng)硅芯片內(nèi)的垂直薄片來(lái)產(chǎn)生聲音。據(jù)新聞稿稱，Arioso Systems生產(chǎn)的MEMS揚(yáng)聲器可產(chǎn)生具有競(jìng)爭(zhēng)力的聲壓級(jí) (SPL)——在10mm 2的有效區(qū)域內(nèi)可產(chǎn)生高達(dá) 120 dB SPL。該 MEMS 微系統(tǒng)采用全硅 MEMS 靜電致動(dòng)器，可在可聽(tīng)設(shè)備和可穿戴設(shè)備中保持電池電量。

據(jù)外媒SemiMedia，在2023年4月份，采訪全球知名半導(dǎo)體咨詢企業(yè)Omdia的MEMS與傳感器高級(jí)研究分析師Nora Houlihan的對(duì)話顯示，未來(lái)5年MEMS揚(yáng)聲器將是增長(zhǎng)最快的MEMS器件。

問(wèn)：我們繼續(xù)看到一些MEMS應(yīng)用研究和產(chǎn)品增長(zhǎng)令人驚嘆。您認(rèn)為哪種 MEMS設(shè)備會(huì)在五年內(nèi)大幅增長(zhǎng)? 為什么？

Houlihan：預(yù)計(jì)五年內(nèi)MEMS揚(yáng)聲器將顯著增長(zhǎng)，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)會(huì)越來(lái)越便宜，而且它們的尺寸、范圍和質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)也會(huì)得到鞏固。隨著MEMS尺寸越來(lái)越小，設(shè)計(jì)者可以在不增加產(chǎn)品整體尺寸的情況下增加器件和功能。這在可穿戴設(shè)備等產(chǎn)品中尤為重要。

根據(jù)此前MEMS揚(yáng)聲器領(lǐng)先企業(yè)USound的市場(chǎng)預(yù)測(cè)：從2023年起，MEMS揚(yáng)聲器市場(chǎng)將一路走高；從2024年起，平衡電樞式揚(yáng)聲器市場(chǎng)份額將明顯減少；預(yù)計(jì)到2025年，MEMS揚(yáng)聲器將在TWS耳機(jī)領(lǐng)域中占據(jù)50%的市場(chǎng)份額。這種快速增長(zhǎng)源于可穿戴設(shè)備的小型化發(fā)展趨勢(shì)，以及消費(fèi)電子市場(chǎng)對(duì)元器件的微型化、低成本、低功耗的需求。

據(jù)知名咨詢企業(yè)Yole預(yù)測(cè)，MEMS揚(yáng)聲器是僅次于MEMS時(shí)鐘的未來(lái)最具有發(fā)展?jié)摿Φ腗EMS器件，據(jù)其《MEMS產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀2022》報(bào)告顯示，2021-2027 MEMS揚(yáng)聲器的年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）將超過(guò)100%。Yole認(rèn)為TWS無(wú)線耳機(jī)設(shè)備將是MEMS揚(yáng)聲器的主要突破點(diǎn)，其次是智能手機(jī)、汽車等應(yīng)用。

▲來(lái)源：Yole

什么是MEMS揚(yáng)聲器技術(shù)？與其他技術(shù)對(duì)比有什么優(yōu)劣？

揚(yáng)聲器的種類很多，在個(gè)人音頻及智能穿戴市場(chǎng)，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。目前的主流方案是動(dòng)圈保留，動(dòng)鐵被MEMS揚(yáng)聲器替代。

MEMS揚(yáng)聲器是一種新興的揚(yáng)聲器技術(shù)，是將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槁曅盘?hào)的微型換能器，其核心組件（例如執(zhí)行器/驅(qū)動(dòng)器、振膜、熱聲膜等）利用MEMS技術(shù)在半導(dǎo)體材料上制造而成。MEMS揚(yáng)聲器工作原理主要有四種：壓電式、電動(dòng)式、靜電式、熱聲式。

目前，壓電式MEMS 揚(yáng)聲器占據(jù)主流，以USound、xMEMS為代表的壓電式MEMS揚(yáng)聲器創(chuàng)業(yè)公司不斷打磨技術(shù)能力并完善產(chǎn)業(yè)鏈，多款MEMS揚(yáng)聲器新產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生并逐步滲透至可穿戴及便攜式設(shè)備，以取代平衡電樞式揚(yáng)聲器等傳統(tǒng)揚(yáng)聲器。

壓電式 MEMS 揚(yáng)聲器的工作原理是使用壓電薄膜作為有源元件，當(dāng)施加電壓時(shí)會(huì)發(fā)生變形，這種機(jī)械偏轉(zhuǎn)使周圍的空氣發(fā)生位移并產(chǎn)生聲波。

與平衡電樞揚(yáng)聲器相比，MEMS 揚(yáng)聲器可以提供顯著的尺寸優(yōu)勢(shì)。

該技術(shù)的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是它與硅工藝的兼容性，這意味著它可以以低成本大規(guī)模和極小尺寸生產(chǎn)。例如，USound 揚(yáng)聲器中的 MEMS 電機(jī)厚度不到 0.5 毫米，比其電動(dòng)同類產(chǎn)品小一個(gè)數(shù)量級(jí)。

此外，MEMS揚(yáng)聲器可以定向發(fā)聲，增加智能手機(jī)免提的效果和通話私密性。目前MEMS揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)距離1-1.5m，理想是驅(qū)動(dòng)距離5-8m的距離，如果MEMS揚(yáng)聲器能做到5-8m的聲音傳輸距離，那么在電視機(jī)市場(chǎng)、智能家居市場(chǎng)的應(yīng)用會(huì)迅速升溫。

除了尺寸之外，MEMS 揚(yáng)聲器還具有極低的功率（由于其高固有阻抗的結(jié)果）以及出色的音頻質(zhì)量。MEMS 揚(yáng)聲器也可以構(gòu)建在與放大器相同的 PCB 基板上，從而節(jié)省電路板空間，有利于系統(tǒng)集成商添加更多傳感器以實(shí)現(xiàn)更多功能，或者采用更大容量的電池以提升系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間。

因?yàn)镸EMS揚(yáng)聲器使用硅工藝進(jìn)行全自動(dòng)化生產(chǎn)線制造，而平衡電樞式揚(yáng)聲器需要手工組裝，因此，隨著技術(shù)進(jìn)步和大規(guī)模量產(chǎn)，MEMS揚(yáng)聲器還具有低成本、低功耗、高可靠性、易于集成等優(yōu)點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)外部分主要MEMS揚(yáng)聲器廠商

Usound（悠聲科技）

USound是一家來(lái)自?shī)W地利的全球MEMS揚(yáng)聲器和聲音解決方案領(lǐng)軍企業(yè)，成立于2014年，于2021年底完成了 3000 萬(wàn)美元的 B 輪融資，總?cè)谫Y額超過(guò) 7500 萬(wàn)美元。

USound是全球領(lǐng)先的MEMS揚(yáng)聲器廠商之一，據(jù)悉其采用意法半導(dǎo)體的MEMS制造工藝，2022年8月，USound與淄博高新區(qū)、惠友資本共建微系統(tǒng)IDM及產(chǎn)業(yè)集群項(xiàng)目，USound中國(guó)總部落地淄博高新區(qū)，依托TDK新科實(shí)業(yè)世界頂尖的壓電技術(shù)、USound世界領(lǐng)先的MEMS揚(yáng)聲器技術(shù)，致力打造全流程的MEMS揚(yáng)聲器生產(chǎn)線和國(guó)內(nèi)一流的微系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)集群，填補(bǔ)行業(yè)空白。

該項(xiàng)目將結(jié)合淄博高新區(qū)現(xiàn)有MEMS產(chǎn)線與USound的自有設(shè)備組合，共同打造完整工藝流程的MEMS揚(yáng)聲器生產(chǎn)線，打造出全球第一家掌握MEMS揚(yáng)聲器全環(huán)節(jié)的IDM廠商。項(xiàng)目合計(jì)年產(chǎn)值達(dá)60億元以上，此前消息，該項(xiàng)目計(jì)劃于2022年第四季度量產(chǎn)。

目前，USound已與立訊精密、AT&S、Elemaster Electronic Technology等全球多家下游頭部企業(yè)達(dá)成合作。

xMEMS（知微電子）

xMEMS公司成立于2017年，總部位于美國(guó)加州圣克拉拉，在中國(guó)臺(tái)灣設(shè)有分公司，2021年進(jìn)行了1000萬(wàn)美元的A輪融資。

xMEMS是全球領(lǐng)先的MEMS揚(yáng)聲器企業(yè)之一，2020年7月，xMEMS發(fā)布了全球首款單片式MEMS揚(yáng)聲器，據(jù)悉該產(chǎn)品由臺(tái)積電流片，該公司已將其首款產(chǎn)品商業(yè)化。

2023年4月，xMEMS推出Cowell、Montara Plus、Skyline DynamicVent三款MEMS微型揚(yáng)聲器解決方案，可立即集成到下一代真無(wú)線立體聲（TWS）耳機(jī)、入耳式耳機(jī)（IEM）、數(shù)字助聽(tīng)器以及智能眼鏡和睡眠耳塞等新興的個(gè)人音頻電子產(chǎn)品中。

▲xMEMS揚(yáng)聲器產(chǎn)品參數(shù)以及構(gòu)造

博世&Arioso Systems

Arioso Systems成立于2019年，是從德國(guó)弗勞恩霍夫光子微系統(tǒng)研究所（Fraunhofer IPMS）獨(dú)立出來(lái)運(yùn)營(yíng)的創(chuàng)業(yè)公司，總部位于德國(guó)的德累斯頓，是全球最具創(chuàng)新性的MEMS揚(yáng)聲器技術(shù)廠商之一。

2022年5月，Arioso Systems被全球MEMS龍頭企業(yè)博世收購(gòu)，其技術(shù)將為博世現(xiàn)有 MEMS 產(chǎn)品組合帶來(lái)擴(kuò)充，適用于穿戴式和耳戴式設(shè)備。

瑞聲科技

瑞聲科技是中國(guó)MEMS十強(qiáng)企業(yè)之一，MEMS麥克風(fēng)是其最主要的MEMS產(chǎn)品，此外瑞聲科技還擁有加速度計(jì)、陀螺儀、射頻等MEMS產(chǎn)品。

2023年，瑞聲科技推出其首款MEMS揚(yáng)聲器，可通過(guò)藍(lán)牙芯片直驅(qū)，摒棄PA真正實(shí)現(xiàn)超低功耗，主打Hi-res認(rèn)證的音質(zhì)要求，用高低音單元分頻的方案，可以極大地提升耳機(jī)的音頻質(zhì)量。

▲瑞聲科技MEMS產(chǎn)品系列

潤(rùn)欣科技

潤(rùn)欣科技成立于2000年，是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的IC產(chǎn)品和IC解決方案提供商，近年來(lái)開(kāi)拓MEMS傳感和AIOT邊緣計(jì)算等新興技術(shù)領(lǐng)域。

據(jù)潤(rùn)欣科技與投資者交流問(wèn)答資料顯示，潤(rùn)欣科技與國(guó)家智能傳感器創(chuàng)新中心組建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，共同研發(fā) MEMS 技術(shù)以及推動(dòng)其量產(chǎn)。基于創(chuàng)新中心的 12 吋先進(jìn)傳感器特色工藝中試線，潤(rùn)欣科技的MEMS 揚(yáng)聲器預(yù)計(jì)在 2023 年下半年開(kāi)始放量，有望成為公司的新增長(zhǎng)點(diǎn)。

結(jié)語(yǔ)：這次能重現(xiàn)前輩的成功嗎？

自從誕生以來(lái)，MEMS技術(shù)總被認(rèn)為是可以創(chuàng)造奇跡的技術(shù)，并成功顛覆了許多應(yīng)用領(lǐng)域。

最初MEMS麥克風(fēng)被集成到第一款摩托羅拉RAZR手機(jī)中，之后，隨著智能手機(jī)興起，傳統(tǒng)的駐極體麥克風(fēng)被MEMS麥克風(fēng)替代，退出歷史舞臺(tái)。中國(guó)MEMS企業(yè)，歌爾股份、瑞聲股份、敏芯股份等抓住了這股浪潮迅速成長(zhǎng)。

同樣，因?yàn)橹悄苁謾C(jī)創(chuàng)新的交互需要，MEMS陀螺儀和加速度計(jì)開(kāi)始變的流行，應(yīng)美盛果斷從向任天堂等掌上游戲機(jī)廠商提供MEMS傳感器，轉(zhuǎn)而推出面向手機(jī)的MEMS慣性傳感器，從而應(yīng)美盛的MEMS業(yè)務(wù)獲得了飛速成長(zhǎng)。

揚(yáng)聲器是目前智能設(shè)備里，極少數(shù)未被MEMS替代的器件，這個(gè)已有數(shù)十年歷史的行業(yè)將在未來(lái)幾年被MEMS所顛覆。

未來(lái)五年，或許我們就能在身邊的TWS、手機(jī)、電腦等各種設(shè)備中看到MEMS揚(yáng)聲器的身影，就如同今天無(wú)處不在的MEMS麥克風(fēng)一樣。

MEMS揚(yáng)聲器能重現(xiàn)前輩的成功嗎？