MEMS麦克风在消费电子市场低调扩张
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2011-04-12 00:00
前言:
MEMS(即微机电系统,micro electro mechanical system)麦克风由两个芯片、MEMS传感器单元和CMOS电路构成。声信号在MEMS中转换为电容的变化。CMOC IC将电容变化转换成数字或模拟输出电压,然后通过移动设备中的其他元件进行处理。作为面向主动降噪功能的的麦克风,MEMS麦克风相对于现有的ECM(Electret Condenser Microphone)具有优势。主要体现在:MEMS麦克风尺寸小、灵敏度高、信噪比(S/N)高、与数字信号处理具有适应性,在设备加工制造方面的优势则体现在可扩展性、耐热性(可耐受260摄氏度的高温回流焊)。尽管MEMS麦克风相比传统的ECM价格不菲,但是它自诞生后就受到数码相机、笔记本电脑、高端手机等消费电子制造商的青睐。近几年,特别是这两年随着消费电子产品不断地小型化和高规格化,MEMS麦克风的发展更为迅猛。
智能手机再度拉动MEMS麦克风
2010年,智能手机市场飞速增长。无论是风光无限的iPhone4还是,一马当先的Android平台高端智能手机(谷歌的智能手机“Nexus One”和摩托罗拉的手机“DROID”采用消除周围噪声的主动降噪(Active Noise Cancel、还有年底HTC的高端机型),不管他们之间的竞争是多么激烈,但是在麦克风的配置上都不约而同地选择了MEMS麦克风。MEMS麦克风成为大赢家。而苹果更是紧追三星电子成为2010年全球第二大的MEMS麦克风买主,一年以前的2009年,苹果还只是全球第6位MEMS麦克风买主。
未来,大多数智能手机以及笔记本电脑都将会采用2颗以上的MEMS麦克风,届时手持设备与笔记本电脑将会是MEMS麦克风的最大应用产品,而炙手可热的苹果iPad平板电脑则紧随其后。 除2009年以外,MEMS麦克风的年市场增长率均保持在两位数,据iSuppli预测,到2013年,MEMS麦克风市场将扩大至年需求12亿颗的规模,市场的营收规模也将从2009年的1.06亿美元增长至2013年的1.7亿美元。
厂商云集
高速发展的MEMS麦克风也吸引了MEMS大厂的注意力,爱普科斯(EPCOS)和博世(Bosch)就通过并购的方式进入了这一市场。另一MEMS大厂意法半导也在积极开发MEMS麦克风产品。
在目前的MEMS麦克风市场中,楼氏电子(Knowles Electronics)从2003年开始就稳居第一,市占率超过80%。来自中国的瑞声(AAC Acoustic Technologies)、韩国BSE,日本的Hosiden公司分列2、3、4名,而刚刚打赢与楼氏电子官司的ADI则位列第五(美国国际贸易委员会(ITC) 就MEMS麦克风专利侵权一案,最终裁定楼市电子公司 (Knowles Electronics) 败诉,ADI由此获准在美国销售其MEMS麦克风。)实际上,除了楼氏电子以外,其余4家MEMS麦克风供应商都是这一市场的新进者。很多公司都是向英飞凌采购MEMS裸晶,自行封装之后通过现有的管道销售。随着越来越多的公司杀入,MEMS麦克风的市场格局在未来几年将有很大变化。
近期具有代表性的MEMS麦克风产品
欧胜MEMS麦克风带来通透清朗的音频
2010年11月4日欧胜微电子有限公司发布其下一代数字硅微机电系统(MEMS)麦克风,两款产品的编号分别为WM7210和WM7220。WM7210采用4mm x 3mm x 1mm 薄型封装,WM7220采用4.72mm x 3.76mm x 1.25mm 封装。新产品将低功耗、卓越的音频捕捉、超群的58dB信噪比(SNR)、低的总谐波失真(THD)以及超小型的、超薄封装结合在一起,使之成为包括移动电话、个人电脑、便携式媒体播放器、数码相机和导航设备等各种应用的理想方案。
WM7210和WM7220扩展了欧胜在模拟MEMS麦克风系列。基于欧胜专有的CMOS/MEMS膜技术,这种新的数字器件带来了高可靠性和高性能,同时能够承受住对传统麦克风造成损害的自动化回流焊组装所需的高温。欧胜的数字麦克风即使在很高的声压级上,都拥有业界领先的总谐波失真最低(THD)这项性能。低的THD对于带来通透清朗的声效是至关重要的,因为麦克风通常都会给高音量的声响带来失真。
WM7210和WM7220也通过超低功耗的睡眠模式来帮助延长电池寿命。当传送到麦克风的时钟低于一个特定的频率时,麦克风就会自动关闭电源进入功耗只有几微安的睡眠模式。
每款麦克风都带有一个高性能模拟/数字转换器(ADC),能够输出一个单比特脉冲密度调制(PDM)格式音频数据流;同时在需要立体声操作的应用中,这种麦克风输出可以被定义后配置为左声道或是右声道。
ADI公司推出业界首款 Inter-IC Sound 数字 MEMS 麦克风
多年来,为了将麦克风输出信号转换成非手机应用的标准 I2S 格式,音频设计师不得不采用额外的信号处理,既增加系统成本,同时设计也更复杂。
2011年1月27日:ADI推出业界首款高性能 ADMP441 iMEMS麦克风,它能够提供业界标准 I2S 输出。ADMP441 还具有100 Hz~15 kHz 的扩展频率响应、61 dBA 的高信噪比(SNR)和80 dBFS 的高电源抑制比(PSRR),这些优异的特性成为 ADI 公司备受赞誉的 MEMS 麦克风系列产品的品质保证标志。
新型 MEMS 麦克风采用已获专利的 ADI MEMS 和音频信号处理技术,并提供薄型4.72 mm X 3.76 mm X 1.00表贴封装。它支持回流焊,同时灵敏度不下降。ADMP441,支持即插即用,封装尺寸小,不仅能简化音频系统设计,而且能降低整体信号链成本和复杂度。ADMP441 是 ADI 公司不断扩充的高性能MEMS麦克风系列中的最新产品,符合更优音质和更小尺寸的市场需求。”
主要特性和优势:
● I2S 数字接口提供高精度24位数据,支持即插即用,兼容非手机应用的业界标准数字接口。
● 信噪比(SNR)高达61 dBA,在远场应用中能实现出色的音质和高度清晰的声音。
● 100 Hz至15 kHz 的平坦频率响应能够产生高度平衡且自然的声音。
● 80 dBFS 的高电源抑制比(PSRR)能够提供优异的 RF 和电噪声抑制性能,设计人员可以更灵活地放置麦克风和进行电源布线。
此外,ADMP441 完全符合 TIA-920 标准:电信电话终端设备宽带数字有线电话的传输要求。
ADI 公司创新 iMEMS 技术的强大功能。从最初的运动传感器,到如今的 MEMS 麦克风,每天都有成百上千的尖端应用依靠该技术而获得成功。iMEMS 麦克风凝聚了 ADI 公司近20年的 MEMS 专业技术与音频信号处理经验,实现了前所未有的性能。iMEMS 麦克风及其众多性能优势必将使未来电子设备的音频输入设计彻底改观。