電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/莫婷婷）隨著消費電子市場的恢復，汽車、工業(yè)、通訊等領域對MEMS的需求不斷增加，一改MEMS行業(yè)在2023年出現(xiàn)行業(yè)規(guī)模下滑的局面。根據(jù)市場調研機構 Yole Development 的研究預測， 2023 年全球 MEMS 行業(yè)市場規(guī)模為146 億美元，預計到2029年將增長至 200 億美元，復合增長率（CAGR）達 5%，在主要應用市場中，通訊領域的復合增長率高達 25%。

MEMS可以分為MEMS執(zhí)行器、MEMS傳感器，其中MEMS傳感器又包括慣性傳感器、壓力傳感器、聲學傳感器、環(huán)境傳感器、光學傳感器等。 Yole 認為到2028年，MEMS麥克風將成為一個超過10億美元的細分領域，預計該市場將達到14.36億美元。

在國內市場，隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能家居、工業(yè)4.0等新技術的發(fā)展，MEMS麥克風的應用范圍還將進一步擴大，市場對高性能麥克風的需求將持續(xù)增長。


MEMS廠商業(yè)績向好，士蘭微H1 MEMS傳感器出貨量增長8%

賽微電子是業(yè)內知名的擁有MEMS代工的企業(yè)，士蘭微、瑞聲科技是業(yè)內知名的MEMS傳感器企業(yè)，從上述企業(yè)今年上半年的業(yè)績也可以看出MEMS市場的市場需求情況。

賽微電子上半年實現(xiàn)營業(yè)收入5.51億元，同比增長38.91%。士蘭微上半年 MEMS傳感器產(chǎn)品的營業(yè)收入為 1.15 億元，出貨量較去年同期增長約8%。瑞聲科技在今年上半年持續(xù)推廣自研高性能MEMS麥克風，安卓端中高價值量產(chǎn)品出貨量占比同比提升約15%至60%以上。

對于業(yè)績的變化，賽微電子提到，隨著物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的逐步發(fā)展落地、MEMS 終端設備的廣泛拓展應用、MEMS 產(chǎn)業(yè)專業(yè)化分工趨勢的不斷演進，源自通訊、生物醫(yī)療、工業(yè)汽車、消費電子等領域的 MEMS 芯片工藝開發(fā)及晶圓制造需求不斷增長。賽微微電的北京8英寸MEMS國際代工線已建成運營，將為其持續(xù)貢獻營收。該產(chǎn)線已經(jīng)實現(xiàn)了硅麥克風、BAW 濾波器、微振鏡、超高頻器件的量產(chǎn)。

盡管賽微電子上半年出現(xiàn)凈利潤虧損，但MEMS業(yè)務持續(xù)增長，且毛利率保持增長，未來通過技術創(chuàng)新和市場拓展是實現(xiàn)扭虧為盈的關鍵。在毛利率方面，公司 MEMS 業(yè)務的綜合毛利率為 35.60%，其中 MEMS 晶圓制造毛利率為 34.57%，較上年同期上升2%，MEMS 工藝開發(fā)毛利率為 37.55%，較上年同期上升2.34%。


高信噪比成為關鍵發(fā)展方向

MEMS麥克風的技術迭代是其企業(yè)提供市場競爭優(yōu)勢的關鍵。與此同時，智能手機、智能穿戴設備等消費類電子產(chǎn)品、汽車電子、通訊行業(yè)對MEMS麥克風的性能要求越來越高，從而帶動其技術迭代，這主要表現(xiàn)在以下三大方面：

一是提升性能需求，包括提升信噪比和動態(tài)范圍，靈敏度和帶寬。二是在進行小型化、集成化發(fā)展的同時，還要保證低功耗的特點。三是需要提升抗干擾能力。四是材料和制造工藝進步，推動產(chǎn)品性能的提升。

在工藝方面，電子發(fā)燒友網(wǎng)了解到華潤微正在研發(fā)采用異構集成的混合鍵合技術制造高端硅麥器件產(chǎn)品。在今年上半年，已經(jīng)產(chǎn)出三層雙背板器件 demo；完成三層雙振膜器件工程光片鍵合驗證、鍵合前單項工藝開發(fā)及整合；四層雙振膜雙背板器件結構設計完成。未來產(chǎn)品將用于智能手機、智能音響設備、醫(yī)療設備，智能汽車與智能交通等新的應用領域。

在信噪比方面，英飛凌最早采用了雙背板技術（DBP），提高了MEMS麥克風靈敏度，將其信噪比提高到70dB。到了2019年又推出了采用雙膜技術的MEMS麥克風，信噪比進一步提高至75dB。

英飛凌DBP MEMS技術（圖源：英飛凌）

信噪比是描述麥克風性能的關鍵參數(shù)之一，它直接影響著麥克風捕捉聲音的質量和準確性。來自英飛凌的研究數(shù)據(jù)顯示，75dB 信噪比的MEMS 麥克風，捕獲的音頻比標準麥克風好 40%。也就是說，信噪比的提升對于提高語音識別的準確性至關重要，這也為MEMS麥克風在語音交互的應用打下技術基礎。

國內芯片廠商也在不斷升級MEMS技術，瑞聲科技于2020年宣布實現(xiàn)了70dB高信噪比MEMS麥克風的量產(chǎn)，如今瑞聲科技MEMS麥克風信噪比從63dB覆蓋至70dB不等，對應不同需求。其骨傳導麥克風的信噪比可以做到76dB。

作為MEMS的知名代工企業(yè)，芯聯(lián)集成也推出了覆蓋58dB~72d信噪比的麥克風 MEMS 工藝技術，可以用于高端手機、TWS耳機、消費類電子以及車載麥克風等應用。據(jù)了解芯聯(lián)集成的麥克風 MEMS 工藝技術平臺豐富，涵蓋單背級，雙背級，密閉雙振膜麥克風技術平臺，公司掌握了高精度應力控制技術、密閉雙振膜封口技術、 超薄晶圓handle 技術、無粘連釋放技術。官方表示，公司的工藝已經(jīng)達到國際領先水平。


AI語音交互驅動 MEMS技術迭代

正如上文提到，信噪比的提升對于AI語音交互有著關鍵作用。此外，AI語音交互對MEMS麥克風的性能需求還包括高靈敏度、強化的降噪能力、支持復雜的麥克風陣列技術等。市場對AI功能的需求越來越多，這也正是MEMS需要持續(xù)迭代的關鍵。

SAR Insight & Consulting發(fā)布的《語音助手平臺預測》顯示，預計到2028年，帶集成語音助手的設備的市場總銷量將增至每年30億臺，復合年增長率達5%。可以看到，當前包括智能手機、可穿戴設備、智能音箱、運動相機、電視遙控器等產(chǎn)品都加入了AI功能。

歌爾股份同樣認可AI技術為MEMS行業(yè)帶來的機會，歌爾股份在今年上半年的財報中表示，AI 技術在消費電子硬件產(chǎn)品端側的落地，有望為聲學傳感器、精密光學器件等精密零組件產(chǎn)品帶來更廣闊的市場需求，同時為智能眼鏡、AR 增強現(xiàn)實等新興智能硬件產(chǎn)品帶來快速發(fā)展的新機遇。面對市場需求，歌爾股份的聲學傳感器的升級可能逐漸從 高端產(chǎn)品向中低端推廣，從手機、平板等產(chǎn)品向其他 IoT 硬件推廣。

在AI語音交互需求的驅動下，樓氏電子推出了SiSonic?高性能的硅麥克風SPK81AOLR5H-1。根據(jù)介紹，SPK81AOLR5H-1的信噪比為70dB以上，還具備高動態(tài)范圍，支持多麥克風系統(tǒng)，提升了音頻捕捉的準確性和質量，可用于多模態(tài)AI交互。

電子發(fā)燒友網(wǎng)了解到，樓氏電子的SPK81AOLR5H-1已經(jīng)用于智能手機vivo X100 Ultra。vivo將其稱為“錄音棚級高性能麥”，采用了在演唱會現(xiàn)場做到了樂器聲還原，采用了多顆SiSonic?麥克風加算法形成指向性，做到了聲音變焦。

在2022年的CES上，TDK展示了一款帶有聲學活動檢測 (AAD) 功能的數(shù)字麥克風T5838。今年7月份，TDK再推出新品T5848，不僅帶有ADD功能，還帶有 I2S 接口，具備更低功耗，信噪比為 68 dBA，AOP 為 133 dB SPL。

TDK的T5848 和T5838支持邊緣和生成式人工智能系統(tǒng)，適用于AR/VR智能眼鏡、智能音箱和TWS耳機等產(chǎn)品。其ADD功能監(jiān)控聲學環(huán)境，可以在檢測到活動時喚醒 SoC 或應用處理器，始終關注AR/VR智能眼鏡設備的狀態(tài)，以便隨時進行交互。

更為重要的，ADD功能也是產(chǎn)品保持低功耗特性的關鍵。1.8V 電壓下的功耗僅為330 μA，低功耗模式的功耗為130μA。

不可否認，MEMS麥克風技術和產(chǎn)品的更新迭代將持續(xù)為下游市場注入新的活力。上游企業(yè)持續(xù)對其信噪比、靈敏度、低功耗等關鍵性能進行迭代，同時也為人機交互提供了更加豐富和高效的解決方案。MEMS產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)也將受益于這個持續(xù)發(fā)展的細分市場。