MEMS麦克风市场潜力巨大(全文)

精品文档-下载后可编辑MEMS麦克风市场潜力巨大(全文)想象一下不到普通麦克风一半大小，并带有集成音频信号处理功能的微型麦克风。再想象一下可以作为单芯片手机一个集成部分的麦克风。新型MEMS(微型机电系统)麦克风的全部潜能还有待挖掘，但是采用这种技术的产品已经在多种应用中体现出了诸多优势，特别是中高端手机应用中。MEMS麦克风相对于传统ECM的优势

目前，实际使用的大多数麦克风都是ECM(驻极体电容器)麦克风，这种技术已经有几十年的历史。ECM的工作原理是利用驻有永久电荷的聚合材料振动膜。

与ECM的聚合材料振动膜相比，MEMS麦克风在不同温度下的性能都十分稳定，其敏感性不会受温度、振动、湿度和时间的影响。由于耐热性强，MEMS麦克风可承受260℃的高温回流焊，而性能不会有任何变化。由于组装前后敏感性变化很小，还可以节省制造过程中的音频调试成本。

MEMS麦克风需要ASIC提供的外部偏置，而ECM没有这种偏置。有效的偏置将使MEMS麦克风在整个操作温度范围内都可保持稳定的声学和电气参数，还支持具有不同敏感性的麦克风设计。

传统ECM的尺寸通常比MEMS麦克风大，并且不能进行SMT(表面贴装技术)操作。在MEMS麦克风的制造过程中，SMT回流焊简化了制造流程，可以省略一个目前通常以手工方式进行的制造步骤。

在ECM麦克风内，必须添加进行信号处理的电子元件；而在MEMS麦克风中，只需在芯片上添加额外的专用功能即可。与ECM相比，这种额外功能的优点是使麦克风具有很高的电源抑制比，能够有效抑制电源电压的波动。

另一个优点是，集成在芯片上的宽带RF抑制功能，这一点不仅对手机这样的RF应用尤其重要，而且对所有与手机操作原理类似的设备(如助听器)都非常重要。

MEMS麦克风的小型振动膜还有另一个优点，直径不到1mm的小型薄膜的重量同样轻巧，这意味着，与ECM相比，MEMS麦克风会对由安装在同一PCB上的扬声器引起的PCB噪声产生更低的振动耦合。

一个封装两块芯片

英飞凌的微型硅基MEMS麦克风产品具有耐高温特性，支持完全自动化的SMT，有望取代手机使用的中高端ECM麦克风。

SMT模拟输出单端麦克风SMM310在一个表面贴装器件封装中集成了两块芯片：MEMS芯片和ASIC芯片。MEMS芯片包括一个刚性穿孔背电极和一片用作电容器的弹性硅膜，该弹性硅膜将声压转换为电容变化。ASIC芯片用于检测MEMS电容变化，并将其转换为电信号，传递给相关处理器件，如基带处理器或放大器等。ASIC芯片采用标准芯片工艺制造。这种双芯片架构能够快速向ASIC增添额外功能，这种功能既可以是额外的组件(如音频信号处理、RF屏蔽)，也可以是任何可以集成在芯片上的功能。

SMM310的智能ASIC设计使得其功耗非常低，只有标准ECM的1/3。在1.5V-3.3V的电源电压下，SMM310的消耗电流仅为70uA。另外，SMM310上还有一个金属盖，是附加的RF屏蔽罩。

为手机和笔记本电脑带来的优势

考虑到硅基麦克风的众多优势和系统成本，对于那些对尺寸、耐热性、振动和RF都有很高要求的中高端应用来说，硅基麦克风将具有很大的吸引力。

对麦克风尺寸有较高要求的应用包括中高端手机、数码相机、PDA或游戏控制台等。硅基麦克风的尺寸优势不仅指麦克风本身的占位空间，而且还指那些能够通过ASIC更高程度的整合而省去的分立器件的尺寸。

ADC可以很容易地集成在ASIC中；通过给麦克风配备数字接口，音频信号就不会因为RF噪声的干扰而失真，这些对手机和笔记本电脑而言都是优势。

对于笔记本电脑而言，硅基麦克风还有另一个优点。在IP语音日渐风行的推动下，笔记本电脑可以当作电话来使用。采用麦克风阵列软件，可以对笔记本电脑附近或整个空间(如会议室)的方向敏感性进行调节。但如果要计算来自一个阵列中不同麦克风延迟信号的声音方向，则需要安装稳定性非常高的麦克风，如MEMS麦克风。

除消费应用和数据处理应用领域外，MEMS麦克风对工业、医疗及汽车行业也有很大吸引力。从机器监视、助听器到车载免提装置等应用都有可能用到MEMS麦克风。未来MEMS麦克风的发展潜力

对于大型的半导体制造商来说，他们具备制造该产品系列的核心能力。首先是MEMS设计和制造能力，其次是ASIC设计和制造能力，最后是大容量、低成本的封装能力。迄今为止，音频公司一直占据着几乎整个MEMS麦克风市场，它们必须依赖半导体代工厂提供相关技术并与他们分享利润。现在，英飞凌的进入意味着该市场拥有了新的选择，并且降低了元件购买者的风险。

尺寸方面的限制主要来自MEMS本身。另外，由于音频端口不能采用真空工具进行操作，尺寸的进一步缩小将会受到制造过程中标准自动化贴装工具的限制。

ASIC中将会集成更多功能：ADC和数字输出是第一步；还可利用标准组件，如风噪信号过滤组件；专用接口和信号预处理将成为很大的应用领域；RF屏蔽也会得到进一步改进。

在音频方面，MEMS麦克风也会有