為了將極致的聲學(xué)體驗(yàn)帶給每位消費(fèi)者，音頻相關(guān)的硬件革新已刻不容緩。xMEMS Labs（美商知微電子）作為一家半導(dǎo)體音頻解決方案公司，致力于通過固態(tài)保真（Solid state Fidelity）MEMS揚(yáng)聲器重塑聲音。q2resmc

其創(chuàng)新單片的換能結(jié)構(gòu)在硅中同時(shí)實(shí)現(xiàn)了致動(dòng)和振膜，由此生產(chǎn)出世界上機(jī)械響應(yīng)速度快的微型揚(yáng)聲器，消除了動(dòng)圈揚(yáng)聲器彈簧和懸掛系統(tǒng)恢復(fù)的問題。這項(xiàng)技術(shù)使得xMEMS揚(yáng)聲器擁有準(zhǔn)確的音樂重現(xiàn)、飽滿的聲音清晰度和更高的空間感。q2resmc

本文將對(duì)話xMEMS聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO Joesph Jiang(姜正耀)，共同探討音頻行業(yè)的“Next Big Thing”。q2resmc

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音頻行業(yè)的三個(gè)發(fā)展方向

據(jù)Joesph觀察總結(jié)，今天的音頻行業(yè)有三個(gè)主要的發(fā)展方向：第一是更高保真、音質(zhì)更好的音頻，第二是更沉浸、更具空間感的音頻，第三是助聽器、輔聽器及相關(guān)功能的發(fā)展。q2resmc

這三個(gè)方向中，都對(duì)音頻有更好、更高頻、更完整的需求。但目前所有的動(dòng)圈單元的頻寬都有限，無(wú)法做到全頻，甚至在8kHz以上就已非常吃力。而全硅MEMS方案就可同時(shí)滿足高保真、沉浸感、助聽輔聽功能的需求。q2resmc

其次，目前音頻行業(yè)對(duì)于全自動(dòng)化生產(chǎn)有了一定的需求，但自動(dòng)化仍是動(dòng)圈、動(dòng)鐵單元生產(chǎn)中需面臨的挑戰(zhàn)。而xMEMS的MEMS揚(yáng)聲器的生產(chǎn)已經(jīng)是全自動(dòng)化，且無(wú)論是在生產(chǎn)制作過程、還是應(yīng)用場(chǎng)景下，MEMS揚(yáng)聲器都非?？煽?。q2resmc

綜上兩點(diǎn)，這就給全硅MEMS方案提供了機(jī)會(huì)。q2resmc

從MEMS聲學(xué)市場(chǎng)來(lái)看，此前受益于下游消費(fèi)電子產(chǎn)品的發(fā)展，MEMS聲學(xué)傳感器成為了MEMS產(chǎn)品中市場(chǎng)份額較大、增速較快的細(xì)分市場(chǎng)之一。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole的數(shù)據(jù)，2020年智能無(wú)線耳機(jī)領(lǐng)域MEMS聲學(xué)傳感器出貨量為11億顆，占比約為16.04%；預(yù)計(jì)2026年出貨量大于45億顆，市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿^大。q2resmc

MEMS揚(yáng)聲器的設(shè)計(jì)考量

眾所周知，MEMS一般都是用于制造硅麥。而xMEMS是業(yè)界首家且唯一的全硅MEMS揚(yáng)聲器制造商。xMEMS揚(yáng)聲器和動(dòng)圈封裝起來(lái)作模組，如此設(shè)計(jì)是怎樣的考量呢？q2resmc

Joesph解答道，關(guān)于和動(dòng)圈封裝在一起的問題，由于“哈曼曲線”的存在，人耳往往偏好更大聲的低頻，但由于現(xiàn)在很少產(chǎn)品能和動(dòng)圈單元一樣在低頻發(fā)出足夠大的聲音。在這種情況下，xMEMS揚(yáng)聲器配合傳統(tǒng)線圈（用于發(fā)出低頻聲音）是成本表現(xiàn)較好、綜合來(lái)看較均衡的解決方案。q2resmc

不過，這仍是過渡階段的解決方案。xMEMS在實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)完成了單芯片的方案，但MEMS 芯片從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)需要將近兩年的時(shí)間，因此它屬于下一世代產(chǎn)品。q2resmc

目前xMEMS已推出4款全硅MEMS產(chǎn)品，其中Montara、Montara Plus是全頻MEMS揚(yáng)聲器，Cowell是目前業(yè)內(nèi)最小的MEMS揚(yáng)聲器，Skyline則是業(yè)內(nèi)首款支持主動(dòng)環(huán)境聲音控制的動(dòng)態(tài)閥門。q2resmc

在價(jià)格成本方面，xMEMS的揚(yáng)聲器跟傳統(tǒng)揚(yáng)聲器相比，如今的價(jià)格已經(jīng)十分接近，xMEMS的第二代產(chǎn)品在同樣的面積下發(fā)出的聲音大了84%。在明年下半年，xMEMS還會(huì)出一款價(jià)格更低、功耗更小的芯片，且這款新芯片已經(jīng)在工廠成功試產(chǎn)了。q2resmc

在產(chǎn)能方面，xMEMS現(xiàn)在每月可達(dá)50萬(wàn)顆的產(chǎn)量，到今年年底時(shí)，每月可達(dá)100萬(wàn)顆，明年Q1結(jié)束時(shí)則可達(dá)每月150萬(wàn)顆的產(chǎn)能。每次產(chǎn)能提升都在50萬(wàn)顆，因?yàn)橐慌_(tái)全自動(dòng)測(cè)試機(jī)臺(tái)的測(cè)試量就在每月50萬(wàn)顆，目前正在做第三臺(tái)機(jī)臺(tái)。同時(shí)，xMEMS也在與中國(guó)大陸廠商討論關(guān)于封裝合作的有關(guān)事項(xiàng)。q2resmc

Joesph總結(jié)道：“MEMS揚(yáng)聲器是音頻行業(yè)制造揚(yáng)聲器一百多年來(lái)的新方案，現(xiàn)在看來(lái)，優(yōu)勢(shì)已經(jīng)很明顯了，因?yàn)樵趦r(jià)格、生產(chǎn)、品質(zhì)方面都已經(jīng)達(dá)到比傳統(tǒng)方案還好的地步。”q2resmc

應(yīng)用拓展：最需要的仍是時(shí)間

目前，xMEMS正在協(xié)助客戶正處于設(shè)計(jì)階段的案例大概已有100多個(gè)，全世界范圍內(nèi)已經(jīng)進(jìn)入Tier 1應(yīng)用階段的（例如助聽器、IEM入耳式監(jiān)聽器等）則大概在10家左右。由于很多廠商（尤其是歐美廠商）已經(jīng)對(duì)xMEMS有所了解，xMEMS已經(jīng)和很多公司開始合作開發(fā)，最快可能會(huì)在2024Q3達(dá)到量產(chǎn)。q2resmc

面對(duì)xMEMS如此受歡迎，Joesph坦言產(chǎn)品推廣的主要難點(diǎn)，在于客戶的要求較為多樣，而目前xMEMS最需要的仍是時(shí)間，需要一件事情、一件事情完成。如何同時(shí)應(yīng)對(duì)多個(gè)大客戶，也是最近他的一大難處，需要去協(xié)調(diào)。q2resmc

總的來(lái)說，目前MEMS揚(yáng)聲器的主要市場(chǎng)是TWS耳機(jī)，其市場(chǎng)體量最大；其次是助聽器、輔聽器材方面的應(yīng)用；再之后才是專業(yè)級(jí)別的耳機(jī)/音響設(shè)備，如手機(jī)揚(yáng)聲器、車內(nèi)音響、家庭影院等。q2resmc

TWS藍(lán)牙耳機(jī)：現(xiàn)在音頻行業(yè)已經(jīng)走到高保真的階段，已經(jīng)有許多音頻廠商將頻寬加大，部分加大到8kHz以上，甚至12kHz、16kHz，這是一個(gè)重要里程碑，同時(shí)助聽輔聽也在發(fā)展，因此大家其實(shí)還是在做很多事情，xMEMS也有發(fā)展的機(jī)遇。q2resmc

目前，xMEMS已經(jīng)有好幾個(gè)解決方案推出，客戶可以直接使用TWS方案，也可以對(duì)方案中的任何零件進(jìn)行替換，在10月還將推出Sleep Buds睡眠耳機(jī)的方案。在今年年底圣誕季之前，有5-7款采用xMEMS技術(shù)的TWS耳機(jī)會(huì)推出。q2resmc

Joesph強(qiáng)調(diào)，目前TWS市場(chǎng)已經(jīng)趨于同質(zhì)化，市場(chǎng)上的產(chǎn)品十分相像，因此若有產(chǎn)品應(yīng)用了xMEMS的方案，就會(huì)有足夠的差異化和亮點(diǎn)。q2resmc

助聽器、輔聽器：xMEMS產(chǎn)品對(duì)于助聽輔聽是最好的方案。助聽輔聽一般應(yīng)用的是揚(yáng)聲器的高頻特性，這正是xMEMS的優(yōu)勢(shì)，因而會(huì)對(duì)助聽輔聽非常有幫助。q2resmc

DynamicVant（動(dòng)態(tài)閥門）能讓耳朵佩戴助聽器通話時(shí)更舒服、更清楚，這不是最新的概念，已經(jīng)有很多公司在做這方面產(chǎn)品，許多2000-3000美元價(jià)位的助聽器已經(jīng)有相應(yīng)的特性出現(xiàn)。q2resmc

但是，許多公司在做這種動(dòng)態(tài)閥門時(shí)面臨挑戰(zhàn)：一是體積過大；二是開關(guān)時(shí)具有機(jī)械開關(guān)聲；三則是不抗汗。但xMEMS具有DynamicVant的Skyline，對(duì)于這三個(gè)問題都可以解決。q2resmc

下一世代的應(yīng)用產(chǎn)品

以下介紹的是專業(yè)耳機(jī)及音響，均屬于下一世代產(chǎn)品。q2resmc

手機(jī)揚(yáng)聲器：由于聲音在自由空間、尤其是低頻會(huì)掉得很快，所以在目前，手機(jī)的揚(yáng)聲器低頻仍有較大的進(jìn)步空間。同時(shí)，客戶對(duì)揚(yáng)聲器體積有嚴(yán)格需求，因?yàn)?G及其他技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，手機(jī)中的天線、芯片越來(lái)越多、耗電越來(lái)越大，電池越來(lái)越小，但手機(jī)又要維持一定的續(xù)航時(shí)間，由于揚(yáng)聲器體積十分大，因而不少客戶想把揚(yáng)聲器的體積減小，留出更多空余位置。q2resmc

“實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)也是xMEMS公司的愿景之一，”Joesph介紹道，“我們一直在努力，設(shè)置了特別的團(tuán)隊(duì)專門負(fù)責(zé)研發(fā)。xMEMS的目標(biāo)更偏向于將音質(zhì)提高、讓聲音變好，就是解決如何讓聲音在自由空間依然保持飽滿的問題。”q2resmc

目前xMEMS的其中一個(gè)方向是用超音波來(lái)載波，例如用100kHz來(lái)載波100Hz，相當(dāng)于在單元時(shí)間內(nèi)播放多次，就能讓聲音更大，原理并不困難，但是目前仍在努力之中。q2resmc

超高頻、超聲波應(yīng)用：由于xMEMS的揚(yáng)聲器在高頻方面有優(yōu)勢(shì)，其實(shí)也有很多客戶在用xMEMS的高頻做其他的用途，利用超高頻、超聲波做出特別用法。q2resmc

例如，一個(gè)客戶曾用xMEMS的高頻進(jìn)行“趕老鼠”的應(yīng)用，就是考慮到了老鼠對(duì)高頻的懼怕，以及xMEMS在高頻上的優(yōu)勢(shì)。q2resmc

家庭影院：一直是xMEMS的目標(biāo)。家庭影院、電視是很需要xMEMS的，因?yàn)殡娨暤臉?biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)苛，例如65寸電視最薄是7cm，但目標(biāo)是5cm，阻礙之處就在于揚(yáng)聲器太厚了。在今天，xMEMS的耳機(jī)揚(yáng)聲器達(dá)到1mm多一點(diǎn)，未來(lái)在做大型揚(yáng)聲器時(shí)，厚度應(yīng)該在1.6cm左右，因此可以滿足電視的需要。q2resmc

另外，許多手表廠商也找過xMEMS，提出一個(gè)痛點(diǎn)：目前手表能發(fā)聲就好，但市場(chǎng)調(diào)研預(yù)計(jì)2024-2025年間，手表會(huì)在聲音方面有所要求。并且，手表越來(lái)越薄，也有越來(lái)越多人戴著手表打球、進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)，而xMEMS揚(yáng)聲器就很薄，且不怕振動(dòng)。q2resmc

汽車音響：xMEMS還展示過一個(gè)由多個(gè)MEMS揚(yáng)聲器組成陣列的桌面音響的演示，其實(shí)那個(gè)演示很多車企都來(lái)聽過，而且車企很有興趣，因?yàn)镸EMS揚(yáng)聲器聲音很好，而且重量輕、體積小。q2resmc

從方向性來(lái)講，高頻有很大的方向性，因此有的車企認(rèn)為可以做出個(gè)人化的音頻系統(tǒng)，也有車企覺得可以放在A柱中?？梢钥吹杰嚻笥泻芏嗖煌南敕?，也會(huì)拿演示去聽。xMEMS的愿景是做一個(gè)Loudspeaker（音響揚(yáng)聲器），是比較適合汽車場(chǎng)景的。q2resmc

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