MEMS麦克风:技术垄断的寡头竞争蓝海

MEMS麦克风:技术垄断的寡头竞争蓝海,第1张

在未来3~5年,由于智能终端大行其道,轻薄短小趋势持续,消费者体验更受重视,MEMS麦克风的渗透率不断提升,其竞争将打破楼氏一统天下的格局,携手合适IC业者的麦克风制造商将会大展宏图。

1、内部结构

MEMS麦克风是由MEMS(微电机系统)微电容传感器、微集成转换电路放大器)、声腔及RF抗噪电路组成。MEMS微电容极头部分包含接收声音的硅振膜和硅背极, 硅振膜可直接将接收到的音频信号经MEMS微电容传感器传输给微集成电路, 微集成电路可将高阻的音频电信号转换并放大成低阻的音频电信号, 同时经RF抗噪电路滤波, 输出与手机前置电路相匹配的电信号。 完成“声--电”转换。

MEMS麦克风:技术垄断的寡头竞争蓝海,MEMS芯片和MEMS麦克风结构示意图,第2张

MEMS麦克风内虽然包含多个部件,但相比ECM要减去很多,这为组装提供了便利。而且半导体部件持续降价的趋势也使得其成本有望快速下降,进而加快推广。MEMS的轻薄特点在手机中尤其明显,因为足够薄之后就可以贴在PCB的背面,直接面对用户的发音部位。

MEMS麦克风:技术垄断的寡头竞争蓝海,MEMS麦克风内部结构和MEMS麦克风在手机中的位置,第3张

上图左侧是MEMS麦克风的组成结构,其中包含两块芯片,MEMS为传感部件,ASIC为信号处理部件;此外还包括引脚、电容等。实际上MEMS麦克风的原理与传统的驻极体麦克风(ECM)相似,但是关键部件是半导体制程,具有了许多ECM无法获取的优势。

2、优势突出

(1)相对于传统驻极体麦克风,MEMS具有耐高温、耐回流焊特性,可以直接使用SMT生产方式组装,减少了烦琐的手工、半自动装配、电气性能测试、返工等一系列生产成本;生产效率显著提高。

(2)传统驻极体麦克风零部件繁多,生产工艺工序人工因素多,产品性能一致性及品质一致性差;MEMS麦克风,可以采取全自动化生产,产品性能及品质一致性高。

MEMS麦克风:技术垄断的寡头竞争蓝海,MEMS麦克风的发展趋势,第4张

(3)传统驻极体麦克风,采取高电压将电荷驻存在驻极体材料上的工作原理;电荷易受环境和使用条件影响,造成电荷逃逸,灵敏度降低。MEMS麦克风采用偏置电压工作原理,无需驻存电荷,无需驻极体材料,所以产品稳定性更好。

(4)结构空间更节省,设计使用更灵活。

MEMS麦克风:技术垄断的寡头竞争蓝海,ECM和MEMS部分性能对比,第5张

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