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[CES 2018]意法半導體與USound攜手 推出MEMS矽微揚聲器
[SmartAuto 報導]   2018年01月11日 星期四 瀏覽人次: [1321]

意法半導體(STMicroelectronics)和創新型科技公司USound,推出世界首款矽微揚聲器,雙方於去年宣布之技術合作協定的研發成果。新產品的工程樣片正提供給主要客戶進行測試,並於2018年拉斯維加斯消費性電子展CES 2018期間展出。

新款揚聲器尺寸非常小,其厚度可望創下目前世界最薄的記錄,重量不到普通揚聲器的一半。採用這種揚聲器後,耳塞、耳機、擴增實境/虛擬實境(AR/VR)眼鏡等穿戴式裝置將變得更輕巧、舒適。新產品功耗極低,電源使用更小的電池,可進一步節省空間,降低重量。而且,產生的熱能亦較普通揚聲器小很多。

如同MEMS(微機電系統)產品,新款揚聲器採用了可顛覆手機和穿戴式裝置功能的MEMS技術。高性能的MEMS運動感測器、壓力感測器、麥克風晶片是實現環境感知、導航、追蹤等重要功能所需的關鍵技術。

隨著MEMS技術進步且被應用到揚聲器上,設計人員可進一步降低音訊子系統的尺寸和功耗,開發如3D sound音效一樣的創新功能。據MEMS產業分析機構Yole Developpement指出,目前微揚聲器總市值為87億美元, 預計MEMS廠商將利用矽微揚聲器搶攻市佔率。

意法半導體副總裁暨MEMS微致動器產品部總經理Anton Hofmeister表示,「這個專案的成功離不開USound的設計能力和意法半導體在MEMS技術製程上所投入的心力,包括我們的薄膜壓電技術PεTra (壓電感測器)。我們一起在這場MEMS微揚聲器商用化的競賽中取得勝利,利用壓電致動器技術開發出一個尺寸更小、效能更高、性能更好的解決方案。」

USound執行長Ferruccio Bottoni則表示,「我們的原創設計領先市場而且功能先進,為消費性電子市場創造新的商機。意法半導體為我們的原創概念提供了製造技術和產能。這些微揚聲器將改變音訊和聽覺的產品設計,為開發創新的音訊功能創造新機會。」

除了用於行動裝置和音訊配件外,新款壓電致動矽揚聲器還支援各種聽覺電子裝置的創新,包括家庭數位助理、媒體播放器和IoT (物聯網)裝置。

USound於CES 2018意法半導體展示空間裡展出每側裝有多個MEMS揚聲器的AR/VR眼鏡原型。該產品利用新揚聲器之超薄、輕量和高音質等優勢,呈現微音訊系統如何為使用者帶來出色的音訊體驗和先進功能,例如,在對尺寸、重量和功耗限制極其嚴格的眼鏡等穿戴裝置內,微揚聲器矩陣可為個人音訊系統提供波束成形功能。

註釋:

技術先進的MEMS微揚聲器主要元件是一個利用類比音訊訊號推動振膜運動的壓電致動器。這種利用壓電效應的揚聲器可以替代傳統機電式揚聲器;MEMS微揚聲器完全製造於矽片上,結構更簡單、工作更可靠,同時量產的生產成本將更有經濟效益。在傳統機電微揚聲器內部有一個磁鐵和平衡電樞組成的驅動結構,設計人員必須在磁鐵尺寸、出風量和音質等三個參數之間取得權衡,這使傳統機電微揚聲器設計和整合變得更加複雜,而新款揚聲器則為設計人員節省複雜的權衡過程。

USound微揚聲器專利設計利用壓電材料特性驅動振膜,沒有其他類型MEMS微揚聲器的複雜的訊號處理電路。壓電致動器讓揚聲器的面積變得非常小、厚度更薄、效能更出色、回應更快速,而且音訊性能更加優異。

意法半導體擁有強大的MEMS產品研發能力和產能,包括PεTra薄膜壓電技術,利用技術成熟且具備大量文獻記載與CMOS(互補金屬氧化物半導體)相似的製程,意法半導體能夠大量製造MEMS微揚聲器,並擁有良好的成本效益,且晶片良率高。

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