《電子技術(shù)應(yīng)用》
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AIoT時(shí)代:MEMS麥克風(fēng)解決聲學(xué)領(lǐng)域關(guān)鍵挑戰(zhàn)

2022-10-31
來源:OFweek電子工程網(wǎng)
關(guān)鍵詞: AIoT MEMS 聲學(xué)領(lǐng)域

智能手機(jī)時(shí)代,手機(jī)廠商越來越關(guān)注手機(jī)的語音功能,要能有效辨識(shí)語音內(nèi)容,促使手機(jī)有正確的反應(yīng),麥克風(fēng)的性能和質(zhì)量都必須大幅提升。

MEMS麥克風(fēng)作為麥克風(fēng)市場中增速最快的細(xì)分市場之一,這種麥克風(fēng)基于MEMS技術(shù)制造,由MEMS聲壓傳感器芯片,ASIC芯片,音腔和RF抑制電路組成。其中MEMS聲壓傳感器由硅振膜和硅背極板構(gòu)成的微型電容器,能將聲壓變化轉(zhuǎn)化為電容變化,然后由ASIC芯片降電容變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào),實(shí)現(xiàn)"聲-電-音"轉(zhuǎn)換。

近日,OFweek維科網(wǎng)·電子工程有幸采訪了樓世電子(上海)有限公司產(chǎn)品管理部經(jīng)理郭強(qiáng)。作為聲學(xué)器件領(lǐng)域的頭部廠商,樓氏電子長期以來重點(diǎn)關(guān)注MEMS麥克風(fēng)市場,隨著人工智能技術(shù)的快速發(fā)展,除了手機(jī)、電腦、耳機(jī)、KTV等傳統(tǒng)消費(fèi)類電子領(lǐng)域外,可穿戴智能設(shè)備等新型消費(fèi)類領(lǐng)域以及無人駕駛、物聯(lián)網(wǎng)、智能家居等工業(yè)領(lǐng)域逐漸成為麥克風(fēng)的新興應(yīng)用市場,也帶動(dòng)了麥克風(fēng)市場需求增長。

據(jù)了解,樓氏電子自1946年在美國成立以來,長期深耕于聲學(xué)市場,公司憑借深厚的歷史、一流的人才以及在聲學(xué)、軟件和信號(hào)處理方面無與倫比的能力,能夠提供改進(jìn)的音頻質(zhì)量,使消費(fèi)者能夠更好地控制語音技術(shù)。

硅麥興起,解決聲學(xué)領(lǐng)域關(guān)鍵挑戰(zhàn)

MEMS聲學(xué)傳感器誕生于本世紀(jì)初,早在2003年樓氏電子率先推出了MEMS聲學(xué)傳感器,由于技術(shù)水平要求高,當(dāng)時(shí)全球只有少數(shù)幾家公司在嘗試將MEMS聲學(xué)傳感器產(chǎn)業(yè)化。如今隨著智能手機(jī)興起,人們對(duì)手機(jī)的功能要求除了清晰的通話,還要能攝像、同步視頻等,傳統(tǒng)的麥克風(fēng)已經(jīng)不能滿足需求,MEMS麥克風(fēng)應(yīng)用也越來越廣泛,成為了現(xiàn)代智能手機(jī)中最重要的部件之一。

郭強(qiáng)告訴OFweek維科網(wǎng)·電子工程,現(xiàn)代手機(jī)是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信和多媒體互動(dòng)的終端,其中最主要的兩種表現(xiàn)形式就是音頻和視頻。以手機(jī)產(chǎn)品為例,首先要保證通話聲音的清晰和真實(shí),這也是手機(jī)音頻領(lǐng)域最基本的功能。“簡單來說就是我們相互打電話之間,我能感受到你在電話中的聲音具有辨識(shí)度,跟本人一樣清晰真實(shí)?!?/p>

郭強(qiáng)表示,通話場景下人們通常與麥克風(fēng)近距離接觸,但在別的場景下比如多媒體直播時(shí),人和設(shè)備之間可能會(huì)存在一定距離。這就涉及到一個(gè)新的概念“遠(yuǎn)場拾音”,對(duì)于樓氏電子而言,要解決復(fù)雜聲學(xué)場景中的遠(yuǎn)場拾音問題,不僅要考慮拾音距離是否滿足用戶需求,同時(shí)還要考慮遠(yuǎn)場拾音狀態(tài)下音頻的質(zhì)量問題。

此外,還需要考慮音頻捕捉中的消噪降噪問題,這也是對(duì)聲學(xué)器件廠商將聲音更真實(shí)還原能力的考驗(yàn)。郭強(qiáng)還表示,麥克風(fēng)的穩(wěn)定性也是廠商們重點(diǎn)考慮的問題之一,在接受外界環(huán)境音頻輸入的同時(shí),也有可能遇到顆粒入侵造成麥克風(fēng)堵塞或者音質(zhì)上的一些困擾??偠灾?,對(duì)于消費(fèi)者而言,不同場景下對(duì)于音頻需求的優(yōu)先級(jí)也不一樣,除了智能手機(jī)以外,IoT應(yīng)用中的智慧辦公、智能車載語音、智慧安防等場景頗多,消費(fèi)關(guān)注的點(diǎn)也不一樣。

TWS耳機(jī)熱潮帶動(dòng)硅麥?zhǔn)袌錾郎?/span>

OFweek維科網(wǎng)·電子工程注意到,其實(shí)科技行業(yè)這些年的趨勢(shì)就是在朝著移動(dòng)端發(fā)展,造成這種趨勢(shì)背后原因在于背后各種連接性技術(shù)的發(fā)展,比如5G、藍(lán)牙等等。新技術(shù)的出現(xiàn)能夠?qū)⒃O(shè)備與設(shè)備之間的通路完全打通,營造萬物互聯(lián)的環(huán)境,讓傳統(tǒng)行業(yè)迸發(fā)出新的活力,產(chǎn)生不同于以往的使用方式。

在這里就不得不提到TWS耳機(jī)的爆發(fā)熱潮,從傳統(tǒng)有線到無線,從頭戴式到入耳式,耳機(jī)也經(jīng)歷了微型化、無線化的過程。由于其本身體積的減小,加之增加了藍(lán)牙無線、主動(dòng)降噪等附加功能,現(xiàn)在的耳機(jī)對(duì)電子元器件的體積、功耗及可靠性都提出了更為苛刻的要求。而這其中,當(dāng)屬TWS耳機(jī)要求最為嚴(yán)格。

實(shí)現(xiàn)TWS耳機(jī)的音效功能就需要說到麥克風(fēng)。麥克風(fēng)是耳機(jī)中不可缺少的模塊,在以往,駐極體電容式麥克風(fēng)是最常用的麥克風(fēng),相較MEMS麥克風(fēng)體積較大,可靠性一致性較差,同時(shí)因?yàn)闊岱€(wěn)定性差也不適用SMT工藝進(jìn)行貼片,但由于價(jià)格較低,目前僅有一部分中低端頭戴式耳機(jī)采用。但如今隨著主動(dòng)降噪、雙麥通話降噪以及麥克風(fēng)陣列的普及,小小的TWS耳機(jī)需要更小的選擇。因此,MEMS硅麥克風(fēng)開始迅速普及。

郭強(qiáng)表示,TWS耳機(jī)區(qū)別于傳統(tǒng)有線耳機(jī)對(duì)麥克風(fēng)的要求也不一樣,不僅要完成通話功能,還要實(shí)現(xiàn)ANC降噪、通透模式等新增功能,不管是從技術(shù)還是從參數(shù)角度來說,TWS耳機(jī)上的麥克風(fēng)數(shù)量更多,性能參數(shù)也更高。當(dāng)然,在失去了線束的支持下,TWS耳機(jī)中的硅麥如何將音質(zhì)、音色、續(xù)航方面的優(yōu)化做到不遜色于有線耳機(jī),也是樓氏電子以及一眾聲學(xué)廠商重點(diǎn)關(guān)注的問題。

小結(jié)

近半年來,以智能手機(jī)為首的終端消費(fèi)電子市場行情遇冷,高性能音頻產(chǎn)品市場也因此受到了不小的沖擊。

在郭強(qiáng)看來,疫情帶來的市場下行是不可避免的,整個(gè)供應(yīng)鏈條都會(huì)受到影響。但危機(jī)也和機(jī)遇共存,有下降的地方也會(huì)有市場出現(xiàn)增量。在未來的3-5年里,樓氏電子除了堅(jiān)持原有的以手機(jī)業(yè)務(wù)為主的硅麥產(chǎn)品開發(fā)以外,還會(huì)將目光投向汽車、醫(yī)療、工業(yè)等更多新場景,在這些全新的場景和應(yīng)用領(lǐng)域,樓氏電子也會(huì)去挖掘更多技術(shù)上的突破,以幫助整個(gè)行業(yè)來抵御市場下行,并為聲學(xué)器件領(lǐng)域在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域帶來更多的功能拓展。



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