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Xmems的Montara用纤巧的音频芯片代替了线绕耳塞式扬声器

时间:2020-07-08 13:09:02 | 来源:

Xmems推出了新型扬声器Montara,它使用一种芯片消除了耳塞式扬声器中笨重且难以制造的布线,而又不牺牲性能,成本或可靠性。

蒙塔拉(Montara)使用微机电系统(MEMS),即一种半导体技术,该技术取代了用于在扬声器中产生振动并产生声波的音圈线。根据市场研究公司Canalys的说法,这可能是一个巨大的市场机会,因为2019年将有超过2亿个真正的无线立体声(TWS)个人音频扬声器发货。

自2017年10月成立以来,总部位于加利福尼亚州圣克拉拉的Xmems一直处于隐形模式。现在,该公司的目标是取代已经使用了一个世纪的音圈扬声器。

“这是世界上第一个硅芯片上的MEMS扬声器。执行器,膜片,膜-一切-都在单片硅芯片上,” Xmems市场与业务开发副总裁Mike Housholder在接受VentureBeat采访时说。这意味着它全部采用固态半导体技术制成,厚度只有一毫米。

他补充说:“我们正在尝试将扬声器引入固态组件。它仍然是当今消费电子产品中仅有的非固态组件之一。”

为什么现在要改变?

当前的扬声器将电能转换为机械能。扬声器由一个磁铁和一个线圈组成,产生一个与磁铁相互作用的电场。当电脉冲通过线圈发送时,它会被磁铁吸引或排斥。线圈连接到膜片和膜片上,膜片和膜片根据磁体和线圈发生的情况来回移动。如今,这些都是分立的组件,它们是单独制造的,必须手动组装到扬声器中,无论是大型家庭娱乐扬声器还是用于智能手机的小型耳机扬声器。

由于Montara是采用模拟技术构建的真正的单片MEMS扬声器,因此整个扬声器(致动器,振动膜,线圈和膜片)都作为半导体芯片中的组件制成。该设备使用压电MEMS,因此,如果将电压施加到弯曲的材料上。这意味着它可用于创建致动器,该致动器引起移动膜并产生声音所需的气压。

该公司声称,它可以产生Apple Air Pods之类的密封式入耳式耳机所需的高保真声音和低总谐波失真(THD),这是真正的无线立体声耳塞。由于组件密封在芯片中,因此该设备具有防水和防尘功能,防护等级为IP-57。

MEMS是一种可靠的芯片技术,可用于使用半导体技术从根本上复制机械设备。芯片设计人员已使用它为设备创建组件,这些组件包括喷墨打印机,从汽车安全气囊到任天堂Wii游戏控制器的各种加速度计以及用于直升机和无人机的陀螺仪。

更容易制造

在如今的扬声器工厂中,您可能有成千上万的工人在执行半自动化流程。他们必须分多个阶段组装扬声器,将音圈包裹在磁铁上,然后将它们固定在振动膜和薄膜上。借助Xmems,许多工作变得自动化,从而节省了制造时间和成本,并确保了质量。

Housholder说:“借助半导体,您可以获得均匀性,可重复性和一致性的好处。”“对于当今的音圈扬声器,您必须经历此驱动程序匹配过程,以确保左声音听起来像右声音。因为人类参与了组装过程,所以您自然会变得多变。通过半导体工艺,您将获得均匀性,我们认为我们可以消除校准和扬声器匹配步骤。”

Xmems可以与芯片合同制造商或代工厂合作,以标准流程制造其芯片。Xmems声称其MEMS扬声器增强了音频保真度,提高了乐器和人声的清晰度和细节水平,并且延迟极低。Housholder说,这全都归功于空气流动的不同方式。

尽管存在混合MEMS扬声器的早期版本,但Xmems声称Montara更好,因为它可以在硅中实现整个扬声器(执行器和振动膜/膜),而不仅仅是其中的一部分。这样可以降低包装高度,并且无需在工厂进行手动校准。

Menlo Scientific回顾了Xmems技术,并得出结论,这代表着MEMS扬声器向前迈出了一大步。蒙塔拉具有完整的声音带宽,平坦的频率响应超过110分贝。由于该设计还降低了驱动器功耗,因此Xmems解决方案可实现更小的设备和更长的收听时间。

Housholder说:“这是一个全带宽扬声器,因此我们可以产生20赫兹至20赫兹的整个可听频率范围。”“这可以替代,并且可以用作耳塞内部的单个扬声器。”

Housholder说,他公司的产品将与从流行的耳塞到高端扬声器的所有性能相匹配。

Housholder说:“我们可以将其与一些业界最佳产品进行比较,这些产品的价格约为800美元。”“我们认为我们已经建立了一个极具竞争力的扬声器,具有我之前强调的所有制造和组装优势。”

芯片的第一个版本可以垂直使用。Housholder说,该公司还将为该芯片生产一种新的封装,以便可以水平或“侧向发射”使用。Xmems已获得10项专利,并申请了70多项。

蒙塔拉(Montara)样品和评估套件将于本月为部分客户提供,预计2021年第一季度将实现量产订单。

Xmems目前拥有26名员工。团队的一半来自Invensense,后者使用MEMS技术为诸如Nintendo Wii控制器之类的设备制造加速度计和陀螺仪。迄今为止,该公司已筹集了1100万美元。

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