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ST 推出MEMS microphone微機電麥克風元件

 2014-05-27

 

【產品介

 

MEMS microphone採用微機電系統技術所打造之麥克風,由於具有可大幅縮減麥克風元件尺寸、並可延伸出陣列式(Array)麥克風之應用,因而大行其道。尤其隨著手機、筆記型電腦、可攜式導航裝置(PND) 、數位相機甚至採用網際網路語音通訊協定(VoIP)之裝置廣獲青睞,在相關產品中內建微機電系統麥克風更是大勢所趨。據iSuppli調查指出全球MEMS麥克風出貨量已經從2008的三億二千萬顆成長至2013年逾十一億顆。而採用微機電技術的麥克風更以取代傳統駐極體電容式麥克風(Electric Condenser Microphone, ECM)之姿崛起,在2008~2013年平均每年全球出貨成長率皆逾18%。

 

 

 

駐極體電容式麥克風因既有機械結構之設計,在縮小尺寸上門檻較高,亦需其他元件如類比數位轉換器(ADC)、放大器等之協助方能跟上不斷往前演進之先進麥克風功能。因此,駐極體電容式麥克風之市占不斷流失,同時看到更多廠商開始擁抱微機電系統麥克風。相較於其他微機電系統元件如重力感測器以「創造新市場」為主要方向,微機電系統麥克風更具「取代性」,以取代舊有麥克風市場為主。且隨著手機、可攜式導航裝置、電子書與數位相框等裝置均開始加入語音操作、語音通訊等新興應用,微機電系統麥克風市場之成長率也可望節節攀升。

 

 

 

小尺寸

 

除了新興應用與微機電系統麥克風之成長相輔相成之外,能夠在麥克風元件尺寸上加以縮減,也是吸引原始設備製造商(OEM)支持的重要關鍵。據悉,CMOS微機電麥克風的優勢在於能採用半導體製程的整合能力,將聲學微機電系統(Acoustic MEMS)感測器與後續處理訊號的混合訊號電子電路如放大器與類比數位轉換器和訊號處理器整合在單一晶片(圖)當中,故可大幅縮小體積。

 

 

 

 

                       

噪音抑制/成本下滑具優勢

 

此外,微機電系統麥克風尚具有噪音抑制之功效,可透過數位訊號傳輸特性,減少雜訊的干擾。一般而言,在標準類比麥克風建置中,多須配置一顆前級放大器(Pre-amplifier)以用來放大類比訊號;但由於此放大器的位置必須很靠近麥克風,因此在類比音訊訊號到達音訊編解碼器(CODEC)時,很容易受到射頻(RF)或電磁干擾(EMI)的影響而帶來衰減。

 

 

由於CMOS微機電系統麥克風的數位化特性能在整個音訊路徑上維持正確的傳輸,進而大幅改善這些類比麥克風在各類電子設備中所遭遇到的設計瓶頸。故此類麥克風的配置位置更具彈性、亦可省去前級放大器與布線等問題。

 

 

 

至於業界重視的成本議題,雖然目前微機電系統麥克風元件的價格約為駐極體電容式麥克風之三至五倍,但若比較整個音訊系統省下之前級放大器、繞線成本與開發困難度,微機電系統麥克風仍具成本競爭力。

 

 

 

 

千呼萬喚始出 ST/OMRON成品

 

意法半導體與歐姆龍始於2007年之合作端出成果,也頗受矚目。意法半導體在2009年11月底時發表首款微機電系統麥克風成品,同樣積極搶攻微機電系統麥克風市場。意法半導體原先多聚焦於重力感測器等產品,但隨著與歐姆龍之合作漸獲成果,加上微機電系統麥克風市場近期漸升溫,該公司也加緊馬力,開發出首款應用在電聲元件領域之產品。

 

 

 

近期從多項嶄新應用與裝置中已可看出高清晰度語音之重要性,再加上用戶對語音辨識度之要求與日俱增,自然刺激微機電系統麥克風之大幅成長。微機電系統麥克風除了可帶來前述之尺寸縮減、噪音抑制等優勢外,透過微機電系統麥克風打造之陣列式麥克風,因具有指向性優勢,而可延伸出更多商機。

 

  

微機電系統麥克風市場仍屬發展初期,不但全球每年出貨逾十億支之手機為龐大商機所在,包括電子書閱讀器、數位相機、可攜式導航裝置與為數眾多的各式消費性電子,無一不是微機電系統麥克風潛在商機之所在。

 

 

 

 

 

               

【產品特色】

 

MEMS microphone微機電麥克風元件

MEMS麥克風近來在市場掀起風潮,為微機電技術開啟了另一項重要應用。深究該產品所以受到矚目,主要在於其相較傳統駐極麥克風具備的高音質、高感度、低耗電、耐高溫、抗雜訊、高整合、小尺寸、低價格…等多重功能/成本優勢。在數位化環境漸趨成熟下,MEMS麥克風可望透過上述諸多產品優勢,逐步取代受到雜訊、音質、耐受性限制的傳統麥克風,並在應用領域做更大的延展。

 

 

 

 

 

 

【產品方塊圖】



 

 

 

 

 

【規格說明】

 

 

 

 

 

【產品參考文件】

http://www.st.com/web/en/catalog/sense_power/FM125