麦克风行业专题报告MEMS麦克风声学微型化趋势

麦克风行业专题报告-MEMS麦克风声学微型化趋势1.MEMS麦克风：各有千秋MEMS麦克风已逐步取代驻极体麦克风：

MEMS麦克风是一种采用MEMS技术将声学信号转换为电学信号的声学传感器，具有体积小、功耗低、一致性好、可靠性及抗干扰能力强等优势，MEMS麦克风近年来在智能手机和平板电脑等消费类电子产品中得到广泛应用，已逐步取代驻极体麦克风。MEMS麦克风分类：

MEMS麦克风可分为模拟信号MEMS麦克风、数字信号MEMS麦克风，也可以分为电容式MEMS麦克风以及压电式MEMS麦克风。在麦克风封装中，换能器信号先被送往前臵放大器，而这个放大器的首要功能是阻抗变换，接进音频信号链时将输出阻抗降低到更合适的值。麦克风的输出电路也是在这个前臵放大电路中实现的。模拟信号MEMS麦克风：

模拟MEMS麦克风的输出阻抗典型值为几百欧姆。这个阻抗高于运放通常具有的低输出阻抗。麦克风后面的低阻抗电路会衰减信号电平。例如，一些编解码器在ADC之前有一个可编程的增益放大器(PGA)。在高增益设臵时，PGA的输入阻抗可能只有几千欧姆。数字信号MEMS麦克风：

将模数转换功能从编解码器转移进了麦克风，从而实现了从麦克风到处理器的全数字音频捕获通道。数字MEMS麦克风经常在模拟音频信号容易受到干扰的应用中使用。这种拾取有害系统噪声的改进给设计中的麦克风布局提供了很大的灵活性。在只需要模拟音频接口来连接模拟麦克风的系统中数字麦克风也很有用。在只需要音频捕获但不需要回放的系统中，像监控摄像机中，使用数字输出麦克风后就不需要单独的编解码器或音频转换器了，麦克风可以直接连接数字处理器。好的数字设计经验仍必须应用于数字麦克风的时钟和数字信号。20Ω至100Ω的小值源端接电阻很有用，它能确保至少数英寸长的走线上有良好的数字信号完整性。当使用更短的走线长度，或者以较低速率运行数字麦克风时钟时，麦克风引脚可以直接连接到编解码器或DSP，不需要任何无源元件。电容式MEMS麦克风：

现在市场上大部分MEMS麦克风都使用电容技术来探测声音。电容式MEMS麦克风的工作原理是测量柔性膜片和固定背板之间的电容。声波带来的气压变化会导致膜片发生位移。空气可穿过背板上的小孔，因此背板的位臵不会发生改变。在膜片移动的过程中，膜片与固定背板之间距离会发生改变，最终导致两者之间电容值的改变，这种电信号的变化可以被记录和分析。压电式MEMS麦克风：

全球首款压电MEMS麦克风VM1000由Vesper公司推出。作为业界首款压电MEMS麦克风，VM1000是消费类产品中最坚固、最可靠的MEMS麦克风。它具有防水，防尘，防颗粒和防震功能，因此您可以将其浸入水中，将其浸入灰尘中，将其暴露在颗粒物中或将其掉落在地面上，并且可以正常工作。2.产业链：海外领先，国内已有突破MEMS产业链一般由芯片设计企业、晶圆制造厂商、封装测试厂商和终端应用企业构成。芯片设计企业专注于MEMS芯片及其产品结构的设计，完成设计后交由第三方晶圆厂生产制造出MEMS芯片，经过封装测试后实现向消费电子、汽车、医疗和工控等应用领域客户的出货。在经营模式上，根据是否具备自主晶圆制造能力及封装测试产线，分为IDM模式和Fabless模式。IDM模式是指半导体企业能够独立完成芯片设计、晶圆制造和封装测试等全部业务环节。该模式要求企业具备完整的产业链能力、较高的资本投入，同时拥有自主研发能力和自行生产能力。Fabless模式是指半导体企业只从事芯片设计业务，将晶圆制造、封装测试等环节分别委托给专业的晶圆厂商和封测厂商完成。相较于IDM模式，Fabless模式专注于产品设计，该模式能够使企业集中资源专注于设计和研发。一般来说，公司产品的生产流程主要包括研发设计、晶圆制造、封装和测试四个环节。MEMS麦克风元件中包含集成芯片，此类芯片市场主要为国际公司所垄断，如英飞凌、楼氏等。目前中国麦克风厂商大多从海外进口芯片，然后完成麦克风的组装、测试等环节，仅有少数企业具备设计MEMS麦克风芯片的能力。在MEMS麦克风中，决定产品性能的关键核心芯片为MEMS麦克风芯片。该芯片目前拥有两种主流架构模式，分别来自两大海外知名企业——英飞凌和楼氏电子。英飞凌结构的主要特点为：正进音封装时，产品在低频平整，适应ANC等降噪需求。背进音封装时，对异物不太敏感，但尺寸略大，成本偏高。楼氏架构的主要特点为：背进音封装时，产品高信噪比，尺寸小，成本低，但对客户使用过程中异物较敏感。正进音封装时：产品成本低，低频衰减较大，只能用于通话和被动降风噪场合。采用三层堆叠封装时，产品尺寸小，高信噪比，但封装成本高。供给侧：

目前全球硅麦克风芯片的供应商包括两大类，即MEMS芯片供应商和MEMS产品供应商。前者以英飞凌等半导体企业代表，后者以歌尔股份等声学模组企业为代表。总体来看，市场格局