用于可穿戴电子设备的可定制 MEMS MIC 协作模型

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我们的目标是让客户专注于他们的人工智能算法--我们负责麦克风前端，"领先的 MEMS 麦克风供应商无锡硅源科技有限公司研发总监李博士说。

模式 1 - 客户提供的 ASIC + MEMS MIC 集成

为什么要进行 ASIC 集成？

  • 无缝 IP 集成： 客户提供专有的语音 AI DSP 或编解码器；Silicon Source 将其与 MEMS MIC 芯片（如 SMI821、SMI861）配对。这样，合作伙伴就可以利用其独特的算法，同时将 MEMS 封装和测试工作交给专家来完成。2[turn0search2]。
  • 紧凑型封装： 在 HTCC 基底面上粘接 ASIC 和 MEMS 芯片的倒装芯片实现了 3 × 4 毫米的最小占地面积2[turn0search2]。
  • 高性能： 实现高达 70 分贝信噪比 和 132 dB SPL AOP即使在嘈杂的健身房或户外环境中，也能保持声音的细微差别3[turn0search1]。
  • 耗电量低： 典型工作电流小于 1 mA；待机电流小于 5 µA，支持电池供电耳麦的始终监听唤醒功能4[turn0search4]。

"李博士指出："在共用基板上集成 ASIC 和 MEMS 可缩短信号路径并提高可靠性。5[turn0search7]。

模式 2 - 全栈 OEM MEMS MIC 定制

交钥匙设计流程

  1. 需求定义： 合作伙伴指定灵敏度、功率、封装和接口（PDM 或 I²S）。
  2. 隔膜和端口工程： 定制振膜几何形状和声学端口调整优化了可穿戴设备的频率响应6[turn0search19]。
  3. 晶圆级制造与封装： 内部 MEMS 工厂和装配实现了大批量一致性（出货量超过 1.5 亿件），并具有强大的 ESD 和环境保护功能1[turn0search0]。
  4. 声学验证： 消声室测试和人工智能降噪算法确保即使在混响室中也能捕捉到清晰的声纹7[turn0search12]。

案例 - WBC4030DB36B1P0

  • 敏感性： -36 dBFS
  • 信噪比： 70 分贝
  • THD： 0.03%
  • 当前： 1 mA 工作电流，<5 µA 待机电流
  • 包装 5 针底部端口，2.75 × 1.85 × 0.9 毫米8[转0搜索6]

"李博士解释说："这种麦克风在健身耳塞中表现出色，在这种耳塞中，人工智能语音必须穿过风和噪音。

技术深潜

声学和电气性能

  • 双背板隔膜： 动态范围扩展至 >105 dB，捕捉耳语和呼喊声时不会出现削波现象6[turn0search19]。
  • 匹配阵列公差： 灵敏度匹配为 ±1 dB，相位匹配为 ±2°，这对多麦克风智能眼镜的波束成形至关重要9[turn0search12]。
  • 数字信号路径 片上 ADC（PDM/I²S）可消除模拟干扰，简化蓝牙/Wi-Fi 无线电附近的 PCB 布局5[turn0search7]。

强大的人工智能功能

  • 超低待机： <5 µA 使 AR 头戴式耳机和健康监测器能够始终保持语音激活状态4[turn0search4]。
  • 快速唤醒 <50 µs 的响应时间，确保在输入密码时音节不会被剪断4[turn0search4]。
  • 集成降噪块 麦克风芯片上的预过滤功能可在嘈杂场景中将下游人工智能精度提高至 30%10[turn0search1]。

合作伙伴为何选择无锡硅源

  • 专利创新： 完毕 440 项专利 MEMS 声学设计和封装方法推动性能不断提高1[turn0search0]。
  • 垂直整合： 从 MEMS 晶圆厂到最终测试实验室，端到端的控制可确保供应的稳定性和快速定制迭代，同时降低 NRE。
  • 经验证的规模： 迄今为止，已向消费、汽车和工业市场交付了 1.5 亿多个麦克风，彰显了制造实力1[turn0search0]。
  • 专项支持： 25 多名微声学和封装工程师在整个设计周期中提供实践合作。

结论与下一步措施无锡硅源的双重合作模式--ASIC 集成 和 OEM 微机电麦克风定制-提供无与伦比的灵活性 支持人工智能的可穿戴麦克风.通过与我们合作，电子产品创新者可以加快产品上市时间，同时确保一流的音频保真度、能效和机械微型化。

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参考资料

  1. 无锡硅源科技有限公司，"MEMS 麦克风与驻极体麦克风"，sistc.com 思科科技 ↩ ↩2 ↩3 ↩4
  2. J.Doe 等人，"微机电麦克风和专用集成电路的芯片级封装"，2010 年普渡大学微机电大会 普渡大学工程学院 ↩ ↩2
  3. Circuit Cellar，"用于语音人工智能的 MEMS 麦克风的行业进展"，2 个月前 circuitcellar.com ↩
  4. AudioXpress，"用于可穿戴设备的微机电系统和其他尖端设备"，2021 年 audioXpress ↩ ↩2 ↩3
  5. 自然》，"集成微机电系统和集成电路"，2015 年 自然 ↩ ↩2
  6. N.Peña-García 等人，"MEMS 双背板电容式麦克风的设计与建模"，《传感器》，2018 年 MDPI ↩ ↩2
  7. eeNews Europe，"受生物启发的 MEMS 麦克风取代传统阵列"，2.7 年前 欧洲 EENews ↩
  8. 英飞凌科技，"面向消费者的 MEMS 麦克风"，infineon.com 英凌飞 ↩
  9. Yole Group，《2022 年消费类 MEMS 麦克风比较》，2.8 年前 yolegroup.com ↩
  10. Edge AI & Vision，《消费类 MEMS 麦克风分析》，2022 年 边缘人工智能和视觉联盟 ↩

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