MEMS 麦克风市场规模超过 10 亿:国产芯片不断突破信噪比限制,人工智能是主要驱动力

随着消费电子市场的复苏,汽车、工业和通信行业对 MEMS(微机电系统)的需求不断上升,在 2023 年扭转了该行业的下滑趋势。根据 Yole Development 的数据,2023 年全球 MEMS 市场规模达到 146 亿吨,预计到 2029 年将增长到 200 亿吨,复合年增长率为 51%。在主要应用领域中,通信行业以 25% 的复合年增长率遥遥领先。微机电系统可分为执行器和传感器,后者包括惯性、压力、声学、环境和光学传感器。Yole 预测,到 2028 年,MEMS 麦克风细分市场将超过 10 亿吨,达到 14.36 亿吨。

在国内市场,物联网(IoT)、智能家居设备和工业 4.0 等不断发展的技术正在扩大 MEMS 麦克风的应用范围,推动了对高性能产品的持续需求。

高信噪比 (SNR) 成为重要的发展方向

技术创新是 MEMS 麦克风行业竞争优势的核心。智能手机和可穿戴设备等消费类电子产品、汽车电子产品和通信产品对性能的要求越来越高,推动了三个关键领域的迭代改进:

  1. 增强性能: 提高信噪比、动态范围、灵敏度和带宽。
  2. 微型化、集成化、低功耗: 兼顾紧凑设计和能源效率。
  3. 强大的抗干扰能力 抗电磁和环境噪声。
  4. 材料与工艺进步: 例如 无锡硅源科技有限公司(SISTC) 正在利用异质集成和混合键合技术开发高端硅麦克风。今年上半年,该公司生产了三层双背板演示设备,验证了三层双振膜工程晶片的键合工艺,并完成了四层双振膜双背板设备的结构设计。这些未来的产品将应用于智能手机、智能扬声器、医疗设备和智能交通领域。

在 SNR 竞赛中遥遥领先、 英飞凌首创双背板技术 (DBP) 技术,提高了灵敏度,信噪比达到 70 dB。2019 年,其双振膜技术进一步将 SNR 提高到 75 dB。研究表明,信噪比为 75 dB 的 MEMS 麦克风能比标准型号更准确地捕捉音频 40%,这对于提高语音识别准确性和实现高级语音交互(语音交互)至关重要。

国内芯片制造商也在推进 MEMS 技术:

  • AAC 技术 2020 年量产信噪比为 70 dB 的 MEMS 麦克风,目前的信噪比范围为 63 dB 至 70 dB,骨传导麦克风的信噪比为 76 dB。
  • SISTC 该公司提供信噪比范围从 58 dB 到 72 dB 的麦克风 MEMS 工艺,适用于高端手机、TWS 耳机、消费电子产品和汽车麦克风。该公司的专有技术--高精度应力控制、密封双振膜封装、超薄晶片处理和无粘附释放--据称处于国际领先水平。

人工智能语音交互推动 MEMS 技术迭代

信噪比的提高对人工智能语音交互至关重要,因为人工智能语音交互还需要高灵敏度、更强的降噪功能以及对复杂麦克风阵列的支持。据 SAR Insight & Consulting 预测,到 2028 年,人工智能功能将推动语音辅助集成设备的年销售量达到 30 亿台(年复合增长率:5%),人工智能功能的激增是 MEMS 创新的主要驱动力。智能手机、可穿戴设备、智能扬声器和 AR/VR 头戴式设备等产品越来越依赖人工智能,这为先进麦克风创造了机遇。

Goertek 强调了人工智能在扩大声学传感器需求方面的作用,计划将高端技术扩展到中低端产品和物联网设备。 

诺尔斯 电子产品SiSonic™ SPK81AOLR5H-1(信噪比大于 70 dB,高动态范围)支持多麦克风系统,可实现精确的音频捕捉,在 vivo X100 Ultra 中被用作 "工作室级 "麦克风,用于定向声音聚焦。

TDK'其创新产品包括 T5838(声学活动检测,AAD)和 T5848(AAD + I²S 接口,68 dBA SNR,133 dB SPL 声学过载点),专为 AR/VR 眼镜等低功耗人工智能应用而设计。AAD 功能仅在检测到声音时唤醒设备,实现超低功耗(1.8V 时 330 µA,低功耗模式下 130 µA)。

结论

信噪比、灵敏度和能效的不断进步不仅振兴了下游市场,还实现了更复杂的人机交互。随着 MEMS 麦克风细分市场的发展,产业链参与者将受益于技术创新和人工智能应用扩大所带来的持续需求。

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