基于 MEMS 技術的微型揚聲器或將變革移動通訊設備的語音和音樂播放。新創公司 xMEMS 發表全球第一款的單芯片微機電喇叭，將徹底顛覆當前市場上最普遍的音圈喇叭。

打破動圈揚聲器的技術壁壘

目前市場上絕大多數運動傳感器都基于 20 世紀 80 年代開發的多芯片工藝。這種傳感器涉及的微機電傳感部分芯片（MEMS）和驅動電路部分芯片（IC）分別由不同的廠家使使用不同的處理工藝制成。用這種工藝制成的傳感器存在一些劣勢， 包括尺寸、成本、產量和性能限制等。

近日，據外媒消息，美國 xMEMS 公司近日發布了一款采用 MEMS（微機電系統）技術打造的單片式揚聲器單元，取名為“Montara”，與傳統動圈式揚聲器相比，MEMS 揚聲器體積小巧，具有更高的頻率響應和更低 THD（總諧波失真），可以實現主動降噪功能，對于真無線耳機市場是一個重大的利好消息。

后起之秀新一代單片式揚聲器

xMEMS 公司成立于 2017 年，總部位于美國加州圣克拉拉，在臺灣設有分公司。據悉，該公司的創始人具有在多家 MEMS 設計公司積累的深厚經驗，想要用全新的純硅解決方案重塑聲音，打破動圈揚聲器的技術壁壘。

xMEMS 公司沒有透露 Montara 的實際制程節點（Process Node），只確認其所采用的是 8.4 x 6.06 mm 的硅模（50.9mm2），有 6 個所謂的揚聲器 “單元”，是在整個芯片上重復出現的單個揚聲器 MEMS 元件，揚聲器的頻率響應覆蓋了從 10Hz 到 20KHz 的全部范圍。

據稱，這種設計具有極好的失真特性，能夠與平面磁性設計相比。采用單芯片式設計不僅可以簡化生產線，另一方面 MEMS 揚聲器的制造精度和可重復性也要優于傳統動圈設計。據悉 Montara 具有極佳的失真控制特性，能夠確保在 200Hz–20KHz 時只有 0.5% 的 THD。由于這些喇叭皆屬電容式壓電驅動而不是電流驅動，因此功耗只有 42μW 的程度。

電容式壓電驅動的一個關鍵面向在于，它需要一個與傳統喇叭不同的功率擴大器設計。Montara 可以驅動高達 30V 的峰值到峰值（peak-to-peak）輸出訊號電壓，這遠遠高于現有擴大器設計的能耐范圍。因此，客戶希望為 Montara 部署一個需要額外輔助芯片的 MEMS 喇叭設計。

這無疑會成為阻礙該技術能被普遍采用的最大障礙之一，因為它將限制其使用能提供適當擴大器設計來驅動喇叭的更高效 IC 解決方案。

其它 MEMS 揚聲器廠商

①Audio Pixels

Audio Pixels 是揚聲器數字化全球領導者，它開發了一項技術平臺，能夠利用 MEMS 結構而非傳統揚聲器元件，直接將數字音頻流轉化為聲波。該技術平臺的基礎——數字聲音重建技術（Digital Sound Reconstruction，DSR）實現了基于硅芯片的音頻揚聲器的量產，并使揚聲器更小、更薄、聲音更清晰、能效更高，而且具有更好的兼容性，能夠滿足現代電子制造和器件的各種要求。

Audio Pixels 目前已開發出革命性技術平臺來再現聲音，從而能夠生產出新一代的 MEMS 揚聲器，其性能將超出世界頂級消費電子制造商的性能規格和設計要求。Audio Pixels 專注于制造一種基于 MEMS 技術的硅芯片，既能夠作為一個獨立的微型揚聲器使用，又能夠實現多倍級聯以滿足幾乎所有的揚聲器應用。

②USound

目前，市場上領先的壓電 MEMS 揚聲器開發商是奧地利的 USound。USound 是全球首家發布壓電 MEMS 揚聲器的廠商。USound 為耳機、可穿戴 / 耳戴產品開發的壓電 MEMS 揚聲器已經完成設計定型、產能爬坡，以及首批量產前產品的出貨。

據麥姆斯咨詢報道，USound 廣泛的合作伙伴包括：Austria Technologie & Systemtechnik AG（AT&S，奧地利科技與系統技術股份公司）、ISIT（獲得了 ISIT 在微系統功率電子制造方面的經驗）；Institute for Electronic Music（IEM，電子音樂研究所）；STMicroelectronics（意法半導體），利用意法半導體產業領先的薄膜壓電技術（TFP），雙方合作進行全球首款微型壓電 MEMS 揚聲器的產業化和生產制造。

TWS 產業將迎來新方向

目前 xMEMS 公司還在生產一種能讓聲音從封裝里呈垂直角度向外發出的標準封裝解決方案，該封裝尺寸為 8.4×6.05×0.985 mm，這可以讓 TWS 耳機的內部設計變得更有創造力。TWS 會是 Montara 的主要目標市場，因為其可在設計上解決擴大器方面的問題，而且這類產品可以充分利用新喇叭技術在尺寸、重量和功率上的優勢。

目前 xMEMS 公司還沒有透露相關的價格信息，但是已有樣品給供應商，預計 2021 年春季正式量產。