智能手表?yè)P聲器的硅xMEMS微型揚聲器超越了入耳式應用

在推出第一款入耳式硅基耳塞一年后，xMEMS 推出了其最新版本微型揚聲器的原型，這一次，它用作露天揚聲器，這是一項更具挑戰性的任務(wù)。

這家總部位于硅谷的初創(chuàng )公司之前的微型揚聲器將微機電系統 （MEMS） 引入無(wú)線(xiàn)耳塞，并擁有出色的音質(zhì)。通過(guò)調制超聲波信號，揚聲器在輕巧緊湊的設備中產(chǎn)生高保真聲音。名為 Sycamore 的新型硅壓電芯片產(chǎn)生的聲音清晰度更像智能手機揚聲器的聲音——不錯，但與入耳式替代品的音質(zhì)相去甚遠。與智能手機揚聲器一樣，Sycamore 適用于由身體附近或身體上的設備產(chǎn)生的露天音頻。特別是，該揚聲器可用于各種可穿戴設備，如智能手表、XR 眼鏡或開(kāi)放式耳塞，這些設備夾在耳朵上而不是依偎在耳朵里。

對于這些應用，使用 MEMS 驅動(dòng)器而不是傳統揚聲器的優(yōu)勢在于音質(zhì)，而在于尺寸。微型揚聲器的厚度約為 1 毫米，是線(xiàn)圈驅動(dòng)器厚度的三分之一，去掉傳統揚聲器的磁線(xiàn)圈后，其重量減輕了大約 70% 至 150 毫克。其他揚聲器也需要在振膜后面留出空間，稱(chēng)為音量?；?MEMS 的揚聲器顯著(zhù)降低了所需的后音量。

對于可穿戴設備，每一毫米和每一毫克都很重要;笨重或笨重的設計可能會(huì )讓用戶(hù)望而卻步，xMEMS 營(yíng)銷(xiāo)和業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁 Mike Housholder 說(shuō)。這就是為什么微型揚聲器“非常適合智能手表”的原因。尋求出色音頻質(zhì)量的用戶(hù)可能會(huì )選擇入耳式耳塞或耳罩式耳機。Housholder 說(shuō)，相反，薄型露天微型揚聲器有助于提供時(shí)尚、“時(shí)尚前衛”的產(chǎn)品。

超聲波發(fā)出的聲音
Sycamore 使用與 xMEMS 的入耳式微型揚聲器 Cypress 中引入的相同的“超聲波聲音”技術(shù)。這項技術(shù)通過(guò)振動(dòng)涂有壓電材料的堅固硅瓣來(lái)產(chǎn)生超聲波。然后，它調制超聲波以產(chǎn)生全范圍的可聽(tīng)頻率。

Sycamore 的新特點(diǎn)是更高效的芯片設計。這種更高的效率意味著(zhù)揚聲器可以提供更高的分貝，使露天聆聽(tīng)成為可能。該揚聲器在低音頻率范圍內也表現良好，這在歷史上是 MEMS 揚聲器的弱點(diǎn)。（在第一款使用 xMEMS 技術(shù)的商用耳機中，硅微型揚聲器僅用于高頻“高音揚聲器”;它與傳統的動(dòng)態(tài)驅動(dòng)器“低音揚聲器”配對，以產(chǎn)生中頻和低音音頻。

在該公司對其原型揚聲器的測試中，與 Apple Watch Series 8 上的揚聲器相比，Sycamore 在大多數頻率上發(fā)出相似或更響亮的音頻。與 Bose 開(kāi)放式耳塞相比，它在中頻方面滯后，但具有更強的低音和高音頻率。

新?lián)P聲器將采用與耳塞芯片 Cypress 相同的制造工藝制成。xMEMS 將繼續與臺積電合作制造揚聲器，盡管他們現在也使用領(lǐng)先的 MEMS 代工廠(chǎng)博世。

Housholder 說(shuō)，通過(guò)進(jìn)一步提高單元設計的效率，MEMS 揚聲器可以變得足夠響亮，適用于其他應用，如手機或筆記本電腦揚聲器。但是微型揚聲器存在基本的尺寸限制，它們是在 300 毫米晶圓上制造的。組合多個(gè)芯片也可以提高音量，但您的下一個(gè)揚聲器不太可能由 MEMS 制成。

xMEMS 計劃于 2025 年初開(kāi)始對梧桐樹(shù)進(jìn)行采樣，預計將于 2026 年 1 月量產(chǎn)。與此同時(shí)，該公司的全系列入耳式微型揚聲器將于 2025 年 6 月開(kāi)始量產(chǎn)，同年 10 月將推出全硅片上風(fēng)扇。