中國企業(yè)主導(dǎo)，全球最大的電子產(chǎn)業(yè)鏈看上了這條MEMS賽道，產(chǎn)品有望加速普及！

近日，全球首個MEMS揚聲器行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——《MEMS 微型揚聲器通用技術(shù)要求》團體標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布。

MEMS，即微機電系統(tǒng)（Micro electronic mechanical system），是將微電子技術(shù)與機械工程融合到一起的一種工業(yè)技術(shù)，它的操作范圍在微米尺度內(nèi)。MEMS技術(shù)是實現(xiàn)微型化、智能化和集成化的關(guān)鍵技術(shù)之一。它使得各種傳感器和執(zhí)行器得以小型化，為更先進(jìn)更便攜的智能設(shè)備提供了可能。

當(dāng)前，MEMS技術(shù)已經(jīng)發(fā)展出多種多樣的產(chǎn)品，包括壓力傳感器、加速度計、陀螺儀、麥克風(fēng)、揚聲器、振蕩器、噴墨打印頭等，其中，許多MEMS器件已經(jīng)被廣泛商用，并且顛覆了多個行業(yè)。（相關(guān)內(nèi)容參看《5種商用最成功的MEMS傳感器，顛覆了這些行業(yè)》）

MEMS揚聲器作為年輕的MEMS器件，隨著技術(shù)的成熟，近幾年逐漸獲得市場的關(guān)注，目前在全球范圍內(nèi)，MEMS揚聲器技術(shù)仍沒有廣泛使用的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，一定程度上制約了MEMS揚聲器產(chǎn)品的推廣。

▲來源：中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院

本次《MEMS 微型揚聲器通用技術(shù)要求》的發(fā)布，意味著全球首個廣泛使用的MEMS揚聲器統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來了！

值得一提的是，該標(biāo)準(zhǔn)由中國企業(yè)及團體主導(dǎo)，起草單位包括了：

深圳市音響行業(yè)協(xié)會、美特科技（蘇州）有限公司，深圳市韶音科技有限公司、USOUND GmbH、瑞聲開泰科技（武漢）有限公司、立訊精密工業(yè)股份有限公司、歌爾股份有限公司、合肥領(lǐng)航微系統(tǒng)集成有限公司、蘇州感測通信息科技有限公司、深圳市盛佳麗電子有限公司、蘇州聲學(xué)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司、精拓麗音科技（北京）有限公司、智聯(lián)音頻科技（深圳）有限公司

其中，除了USOUND GmbH為奧地利領(lǐng)先的MEMS揚聲器企業(yè)外，均為中國團體，包括了瑞聲科技、歌爾股份等中國MEMS產(chǎn)業(yè)巨頭。

20年前，MEMS噴墨打印頭在打印機里廣泛使用，取代了傳統(tǒng)的機械式打印頭，使惠普、佳能等打印機廠商成為MEMS領(lǐng)域巨頭。

10年前，隨著智能手機崛起，MEMS麥克風(fēng)被廣泛應(yīng)用，取代傳統(tǒng)的駐極體麥克風(fēng)，我國多個MEMS企業(yè)借著這股東風(fēng)崛起，譬如歌爾股份、瑞聲科技、敏芯股份都是我國乃至全球MEMS麥克風(fēng)的市場領(lǐng)導(dǎo)者。

在這些浪潮中，中國企業(yè)都是追隨者。今天，中國企業(yè)參與擬定MEMS揚聲器技術(shù)全球首個標(biāo)準(zhǔn)，意味著中國企業(yè)在全球MEMS揚聲器產(chǎn)業(yè)中占據(jù)領(lǐng)先位置。

該標(biāo)準(zhǔn)將于2024年12月25日開始實施，具體而言，《MEMS 微型揚聲器通用技術(shù)要求》規(guī)定了：

本文件規(guī)定了 MEMS 微型揚聲器（以下簡稱“MEMS_SPK”）的標(biāo)號、等級與產(chǎn)品規(guī)格書、測量條件、技術(shù)要求、測量方法、檢驗規(guī)則、包裝運輸與貯存。本文件適用于典型工作頻率范圍為20Hz～100kHz、振膜（或聲輻射體）最大尺寸在 60 mm 以內(nèi)的按照使用 MEMS 工藝制成的單個或模組性微型揚聲器。包含基于壓電原理、動圈原理、動磁原理、靜電原理的MEMS型發(fā)聲器件。

▲來源：中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院

隨著該標(biāo)準(zhǔn)的推出，也向外界發(fā)出了聲音——全球最大的電子產(chǎn)業(yè)鏈看上了這條MEMS賽道！

作為全球最大、擁有最完整電子制造產(chǎn)業(yè)鏈的國家，中國企業(yè)主導(dǎo)制定、實施首個MEMS揚聲器團體標(biāo)準(zhǔn)，從側(cè)面反映了中國企業(yè)對該MEMS技術(shù)市場潛力的看好，接下來，在中國企業(yè)強大的制造實力下，相關(guān)MEMS揚聲器產(chǎn)品有望快速推向全球市場，從而加速MEMS微型揚聲器技術(shù)的普及。

未來6年復(fù)合年均增長率達(dá)180%！市場爆發(fā)前夕，資本進(jìn)入！博世、中金等巨頭看好MEMS揚聲器賽道

據(jù)知名產(chǎn)業(yè)研究機構(gòu)Yole此前發(fā)布的《MEMS產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀2023》報告預(yù)測，全球MEMS微型揚聲器2022-2028年復(fù)合年均增長率（CAGR）高達(dá)180%，是未來6年增長最快速的MEMS細(xì)分領(lǐng)域，而全部MEMS器件的CAGR為5%。

多方資料顯示，目前早期 MEMS 揚聲器產(chǎn)品已經(jīng)開始放量，例如內(nèi)置MEMS揚聲器企業(yè)USound MEMS揚聲器的智能眼鏡 2021 年在美國收入達(dá)到百萬級美金。

▲來源：Yole

越來越多的行業(yè)巨頭注意到MEMS揚聲器這條處于市場爆發(fā)前夕的MEMS賽道，今年6月份，我國MEMS微型揚聲器初創(chuàng)企業(yè)——地球山（蘇州）微電子科技有限公司（下文簡稱：地球山），獲得新一輪戰(zhàn)略融資，由知名資本中金公司及中金資本投資。

▲來源：天眼查

地球山是全球領(lǐng)先的MEMS揚聲器企業(yè)，地球山的創(chuàng)新技術(shù)平臺正在顛覆傳統(tǒng)揚聲器的發(fā)聲方式，并將引發(fā)一場產(chǎn)業(yè)革命，預(yù)計將帶動超過1000億美元的全球市場。

地球山的數(shù)字MEMS揚聲器芯片采用MEMS+數(shù)字音頻算法技術(shù)，將聲波像素化，通過半導(dǎo)體工藝實現(xiàn)在發(fā)聲端的數(shù)字化。相比傳統(tǒng)的動圈紙盆技術(shù)，地球山的技術(shù)突破了傳統(tǒng)發(fā)聲原理，將音頻質(zhì)量提高到了一個全新的水平。地球山團隊自2018年起，開始與以色列Audio Pixels合作，并不斷的提高自身的研發(fā)創(chuàng)新能力，地球山在MEMS結(jié)構(gòu)、制造工藝、信號處理、音頻算法和封裝等領(lǐng)域都擁有創(chuàng)新突破。

▲來源：地球山

2022 年 4 月 28 日，全球MEMS龍頭企業(yè)博世（Bosch），收購了總部位于德國的MEMS 微型揚聲器專家 Arioso Systems，從而向業(yè)界宣布大舉入局MEMS揚聲器領(lǐng)域，這為博世 MEMS 產(chǎn)品組合帶來擴充，同時也吹響全球MEMS揚聲器市場增長的號角。 Bosch Sensortec認(rèn)為，MEMS揚聲器未來或許成為博世在MEMS領(lǐng)域的又一發(fā)力點：

“聲學(xué)對我們而言是個新的領(lǐng)域”——Bosch去年收購了MEMS揚聲器廠商Arioso Systems，這對Bosch而言，應(yīng)該是非常重要的一步——“我們通過收購獲得了很棒的技術(shù)，產(chǎn)品現(xiàn)在還沒有上市”，Sebastien在采訪中反復(fù)提到了MEMS揚聲器產(chǎn)品，言及Arioso的技術(shù)很獨特，在傳感器尺寸、功耗方面很出色，未來大概可以期待一下。

▲博世MEMS傳感解決方案產(chǎn)品組合（來源：博世） 什么是MEMS揚聲器技術(shù)？與其他技術(shù)對比有什么優(yōu)劣？以TWS 和入耳式設(shè)備進(jìn)入市場 揚聲器的種類很多，在個人音頻及智能穿戴市場，主流應(yīng)用包括了動圈單元（動態(tài)驅(qū)動器）和動鐵單元（平衡電樞驅(qū)動器）兩種。目前的主流方案是動圈保留，動鐵被MEMS揚聲器替代。 MEMS揚聲器是一種新興的揚聲器技術(shù)，是將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)槁曅盘柕奈⑿蛽Q能器，其核心組件（例如執(zhí)行器/驅(qū)動器、振膜、熱聲膜等）利用MEMS技術(shù)在半導(dǎo)體材料上制造而成。MEMS揚聲器工作原理主要有四種：壓電式、電動式、靜電式、熱聲式。 當(dāng)前，壓電式MEMS 揚聲器占據(jù)主流，以USound、xMEMS為代表的壓電式MEMS揚聲器創(chuàng)業(yè)公司不斷打磨技術(shù)能力并完善產(chǎn)業(yè)鏈，多款MEMS揚聲器新產(chǎn)品應(yīng)運而生并逐步滲透至可穿戴及便攜式設(shè)備，以取代平衡電樞式揚聲器等傳統(tǒng)揚聲器。 壓電式 MEMS 揚聲器的工作原理是使用壓電薄膜作為有源元件，當(dāng)施加電壓時會發(fā)生變形，這種機械偏轉(zhuǎn)使周圍的空氣發(fā)生位移并產(chǎn)生聲波。

▲MEMS揚聲器工作原理示意圖（來源：麥姆斯咨詢） 與平衡電樞揚聲器相比，MEMS 揚聲器可以提供顯著的尺寸優(yōu)勢。 該技術(shù)的一個主要優(yōu)點是它與硅工藝的兼容性，這意味著它可以以低成本大規(guī)模和極小尺寸生產(chǎn)。例如，USound 揚聲器中的 MEMS 電機厚度不到 0.5 毫米，比其電動同類產(chǎn)品小一個數(shù)量級。 此外，MEMS揚聲器可以定向發(fā)聲，增加智能手機免提的效果和通話私密性。目前MEMS揚聲器驅(qū)動距離1-1.5m，理想是驅(qū)動距離5-8m的距離，如果MEMS揚聲器能做到5-8m的聲音傳輸距離，那么在電視機市場、智能家居市場的應(yīng)用會迅速升溫。 除了尺寸之外，MEMS 揚聲器還具有極低的功率（由于其高固有阻抗的結(jié)果）以及出色的音頻質(zhì)量。MEMS 揚聲器也可以構(gòu)建在與放大器相同的 PCB 基板上，從而節(jié)省電路板空間，有利于系統(tǒng)集成商添加更多傳感器以實現(xiàn)更多功能，或者采用更大容量的電池以提升系統(tǒng)的運行時間。

▲使用三種不同揚聲器在 94 dB SPL 時測得的電流消耗：USound MEMS 揚聲器、Knowles 26824 平衡電樞揚聲器和 Samsung HS330 動圈揚聲器（來源：USound） 因為MEMS揚聲器使用硅工藝進(jìn)行全自動化生產(chǎn)線制造，而平衡電樞式揚聲器需要手工組裝，因此，隨著技術(shù)進(jìn)步和大規(guī)模量產(chǎn)，MEMS揚聲器還具有低成本、低功耗、高可靠性、易于集成等優(yōu)點。

▲MEMS揚聲器構(gòu)建于PCB基板中（來源：Usound） 目前，幾乎所有MEMS揚聲器初創(chuàng)企業(yè)的切入點都是 TWS 和入耳式監(jiān)聽器以及有線/無線耳戴式設(shè)備。市場上，TWS 、耳戴式設(shè)備等MEMS揚聲器產(chǎn)品已經(jīng)存在。在未來幾年，預(yù)計產(chǎn)量將迅速提升。 除TWS 和入耳式設(shè)備外，智能手機、汽車電子等將成為MEMS揚聲器的下一個廣闊應(yīng)用市場。 結(jié)語：這次能重現(xiàn)前輩的成功嗎？ 自從誕生以來，MEMS技術(shù)總被認(rèn)為是可以創(chuàng)造奇跡的技術(shù)，并成功顛覆了許多應(yīng)用領(lǐng)域。 最初MEMS麥克風(fēng)被集成到第一款摩托羅拉RAZR手機中，之后，隨著智能手機興起，傳統(tǒng)的駐極體麥克風(fēng)被MEMS麥克風(fēng)替代，退出歷史舞臺。中國MEMS企業(yè)，歌爾股份、瑞聲股份、敏芯股份等抓住了這股浪潮迅速成長。 同樣，因為智能手機創(chuàng)新的交互需要，MEMS陀螺儀和加速度計開始變的流行，應(yīng)美盛果斷從向任天堂等掌上游戲機廠商提供MEMS傳感器，轉(zhuǎn)而推出面向手機的MEMS慣性傳感器，從而應(yīng)美盛的MEMS業(yè)務(wù)獲得了飛速成長。 揚聲器是目前智能設(shè)備里，極少數(shù)未被MEMS替代的器件，這個已有數(shù)十年歷史的行業(yè)將在未來幾年被MEMS所顛覆。

未來，或許我們就能在身邊的TWS、手機、電腦等各種設(shè)備中看到MEMS揚聲器的身影，就如同今天無處不在的MEMS麥克風(fēng)一樣。 MEMS揚聲器能重現(xiàn)前輩的成功嗎？