中国企业主导,全球最大的电子产业链看上了这条MEMS赛道,产品有望加速普及!
近日,全球首个MEMS扬声器行业标准——《MEMS 微型扬声器通用威廉希尔官方网站 要求》团体标准正式发布。
MEMS,即微机电系统(Micro electronic mechanical system),是将微电子威廉希尔官方网站 与机械工程融合到一起的一种工业威廉希尔官方网站 ,它的操作范围在微米尺度内。MEMS威廉希尔官方网站 是实现微型化、智能化和集成化的关键威廉希尔官方网站 之一。它使得各种传感器和执行器得以小型化,为更先进更便携的智能设备提供了可能。
当前,MEMS威廉希尔官方网站 已经发展出多种多样的产品,包括压力传感器、加速度计、陀螺仪、麦克风、扬声器、振荡器、喷墨打印头等,其中,许多MEMS器件已经被广泛商用,并且颠覆了多个行业。(相关内容参看《5种商用最成功的MEMS传感器,颠覆了这些行业》)
MEMS扬声器作为年轻的MEMS器件,随着威廉希尔官方网站 的成熟,近几年逐渐获得市场的关注,目前在全球范围内,MEMS扬声器威廉希尔官方网站 仍没有广泛使用的统一标准,一定程度上制约了MEMS扬声器产品的推广。
▲来源:中国标准化研究院
本次《MEMS 微型扬声器通用威廉希尔官方网站 要求》的发布,意味着全球首个广泛使用的MEMS扬声器统一标准来了!
值得一提的是,该标准由中国企业及团体主导,起草单位包括了:
深圳市音响行业协会、美特科技(苏州)有限公司,深圳市韶音科技有限公司、USOUND GmbH、瑞声开泰科技(武汉)有限公司、立讯精密工业股份有限公司、歌尔股份有限公司、合肥领航微系统集成有限公司、苏州感测通信息科技有限公司、深圳市盛佳丽电子有限公司、苏州声学产业威廉希尔官方网站 研究院有限公司、精拓丽音科技(北京)有限公司、智联音频科技(深圳)有限公司
其中,除了USOUND GmbH为奥地利领先的MEMS扬声器企业外,均为中国团体,包括了瑞声科技、歌尔股份等中国MEMS产业巨头。
20年前,MEMS喷墨打印头在打印机里广泛使用,取代了传统的机械式打印头,使惠普、佳能等打印机厂商成为MEMS领域巨头。
10年前,随着智能手机崛起,MEMS麦克风被广泛应用,取代传统的驻极体麦克风,我国多个MEMS企业借着这股东风崛起,譬如歌尔股份、瑞声科技、敏芯股份都是我国乃至全球MEMS麦克风的市场领导者。
在这些浪潮中,中国企业都是追随者。今天,中国企业参与拟定MEMS扬声器威廉希尔官方网站 全球首个标准,意味着中国企业在全球MEMS扬声器产业中占据领先位置。
该标准将于2024年12月25日开始实施,具体而言,《MEMS 微型扬声器通用威廉希尔官方网站 要求》规定了:
本文件规定了 MEMS 微型扬声器(以下简称“MEMS_SPK”)的标号、等级与产品规格书、测量条件、威廉希尔官方网站 要求、测量方法、检验规则、包装运输与贮存。本文件适用于典型工作频率范围为20Hz~100kHz、振膜(或声辐射体)最大尺寸在 60 mm 以内的按照使用 MEMS 工艺制成的单个或模组性微型扬声器。包含基于压电原理、动圈原理、动磁原理、静电原理的MEMS型发声器件。
▲来源:中国标准化研究院
随着该标准的推出,也向外界发出了声音——全球最大的电子产业链看上了这条MEMS赛道!
作为全球最大、拥有最完整电子制造产业链的国家,中国企业主导制定、实施首个MEMS扬声器团体标准,从侧面反映了中国企业对该MEMS威廉希尔官方网站 市场潜力的看好,接下来,在中国企业强大的制造实力下,相关MEMS扬声器产品有望快速推向全球市场,从而加速MEMS微型扬声器威廉希尔官方网站 的普及。
未来6年复合年均增长率达180%!市场爆发前夕,资本进入!博世、中金等巨头看好MEMS扬声器赛道
据知名产业研究机构Yole此前发布的《MEMS产业现状2023》报告预测,全球MEMS微型扬声器2022-2028年复合年均增长率(CAGR)高达180%,是未来6年增长最快速的MEMS细分领域,而全部MEMS器件的CAGR为5%。
多方资料显示,目前早期 MEMS 扬声器产品已经开始放量,例如内置MEMS扬声器企业USound MEMS扬声器的智能眼镜 2021 年在美国收入达到百万级美金。
▲来源:Yole
越来越多的行业巨头注意到MEMS扬声器这条处于市场爆发前夕的MEMS赛道,今年6月份,我国MEMS微型扬声器初创企业——地球山(苏州)微电子科技有限公司(下文简称:地球山),获得新一轮战略融资,由知名资本中金公司及中金资本投资。
▲来源:天眼查
地球山是全球领先的MEMS扬声器企业,地球山的创新威廉希尔官方网站 平台正在颠覆传统扬声器的发声方式,并将引发一场产业革命,预计将带动超过1000亿美元的全球市场。
地球山的数字MEMS扬声器芯片采用MEMS+数字音频算法威廉希尔官方网站 ,将声波像素化,通过半导体工艺实现在发声端的数字化。相比传统的动圈纸盆威廉希尔官方网站 ,地球山的威廉希尔官方网站 突破了传统发声原理,将音频质量提高到了一个全新的水平。地球山团队自2018年起,开始与以色列Audio Pixels合作,并不断的提高自身的研发创新能力,地球山在MEMS结构、制造工艺、信号处理、音频算法和封装等领域都拥有创新突破。
▲来源:地球山
2022 年 4 月 28 日,全球MEMS龙头企业博世(Bosch),收购了总部位于德国的MEMS 微型扬声器专家 Arioso Systems,从而向业界宣布大举入局MEMS扬声器领域,这为博世 MEMS 产品组合带来扩充,同时也吹响全球MEMS扬声器市场增长的号角。 Bosch Sensortec认为,MEMS扬声器未来或许成为博世在MEMS领域的又一发力点:
“声学对我们而言是个新的领域”——Bosch去年收购了MEMS扬声器厂商Arioso Systems,这对Bosch而言,应该是非常重要的一步——“我们通过收购获得了很棒的威廉希尔官方网站 ,产品现在还没有上市”,Sebastien在采访中反复提到了MEMS扬声器产品,言及Arioso的威廉希尔官方网站 很独特,在传感器尺寸、功耗方面很出色,未来大概可以期待一下。
▲博世MEMS传感解决方案产品组合(来源:博世) 什么是MEMS扬声器威廉希尔官方网站 ?与其他威廉希尔官方网站 对比有什么优劣?以TWS 和入耳式设备进入市场 扬声器的种类很多,在个人音频及智能穿戴市场,主流应用包括了动圈单元(动态驱动器)和动铁单元(平衡电枢驱动器)两种。目前的主流方案是动圈保留,动铁被MEMS扬声器替代。 MEMS扬声器是一种新兴的扬声器威廉希尔官方网站 ,是将电信号转变为声信号的微型换能器,其核心组件(例如执行器/驱动器、振膜、热声膜等)利用MEMS威廉希尔官方网站 在半导体材料上制造而成。MEMS扬声器工作原理主要有四种:压电式、电动式、静电式、热声式。 当前,压电式MEMS 扬声器占据主流,以USound、xMEMS为代表的压电式MEMS扬声器创业公司不断打磨威廉希尔官方网站 能力并完善产业链,多款MEMS扬声器新产品应运而生并逐步渗透至可穿戴及便携式设备,以取代平衡电枢式扬声器等传统扬声器。 压电式 MEMS 扬声器的工作原理是使用压电薄膜作为有源元件,当施加电压时会发生变形,这种机械偏转使周围的空气发生位移并产生声波。
▲MEMS扬声器工作原理示意图(来源:麦姆斯咨询) 与平衡电枢扬声器相比,MEMS 扬声器可以提供显着的尺寸优势。 该威廉希尔官方网站 的一个主要优点是它与硅工艺的兼容性,这意味着它可以以低成本大规模和极小尺寸生产。例如,USound 扬声器中的 MEMS 电机厚度不到 0.5 毫米,比其电动同类产品小一个数量级。 此外,MEMS扬声器可以定向发声,增加智能手机免提的效果和通话私密性。目前MEMS扬声器驱动距离1-1.5m,理想是驱动距离5-8m的距离,如果MEMS扬声器能做到5-8m的声音传输距离,那么在电视机市场、智能家居市场的应用会迅速升温。 除了尺寸之外,MEMS 扬声器还具有极低的功率(由于其高固有阻抗的结果)以及出色的音频质量。MEMS 扬声器也可以构建在与放大器相同的 PCB 基板上,从而节省电路板空间,有利于系统集成商添加更多传感器以实现更多功能,或者采用更大容量的电池以提升系统的运行时间。
▲使用三种不同扬声器在 94 dB SPL 时测得的电流消耗:USound MEMS 扬声器、Knowles 26824 平衡电枢扬声器和 Samsung HS330 动圈扬声器(来源:USound) 因为MEMS扬声器使用硅工艺进行全自动化生产线制造,而平衡电枢式扬声器需要手工组装,因此,随着威廉希尔官方网站 进步和大规模量产,MEMS扬声器还具有低成本、低功耗、高可靠性、易于集成等优点。
▲MEMS扬声器构建于PCB基板中(来源:Usound) 目前,几乎所有MEMS扬声器初创企业的切入点都是 TWS 和入耳式监听器以及有线/无线耳戴式设备。市场上,TWS 、耳戴式设备等MEMS扬声器产品已经存在。在未来几年,预计产量将迅速提升。 除TWS 和入耳式设备外,智能手机、汽车电子等将成为MEMS扬声器的下一个广阔应用市场。 结语:这次能重现前辈的成功吗? 自从诞生以来,MEMS威廉希尔官方网站
总被认为是可以创造奇迹的威廉希尔官方网站
,并成功颠覆了许多应用领域。 最初MEMS麦克风被集成到第一款摩托罗拉RAZR手机中,之后,随着智能手机兴起,传统的驻极体麦克风被MEMS麦克风替代,退出历史舞台。中国MEMS企业,歌尔股份、瑞声股份、敏芯股份等抓住了这股浪潮迅速成长。 同样,因为智能手机创新的交互需要,MEMS陀螺仪和加速度计开始变的流行,应美盛果断从向任天堂等掌上游戏机厂商提供MEMS传感器,转而推出面向手机的MEMS惯性传感器,从而应美盛的MEMS业务获得了飞速成长。 扬声器是目前智能设备里,极少数未被MEMS替代的器件,这个已有数十年历史的行业将在未来几年被MEMS所颠覆。
未来,或许我们就能在身边的TWS、手机、电脑等各种设备中看到MEMS扬声器的身影,就如同今天无处不在的MEMS麦克风一样。 MEMS扬声器能重现前辈的成功吗?
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