麥克風種類繁多，包括動圈式、電容式、鋁帶式、碳精式(碳粒式)等等；在行動應用中，又以駐極體(ECM)電容麥克風和微機電(MEMS)麥克風最為常見。然而據瞭解，MEMS麥克風外形較小，與駐極體麥克風相比，具有更強的耐熱、抗振和抗射頻干擾性能。因此，MEMS麥克風可以採用全自動表面黏著(SMT)製程，而大多數駐極體麥克風則需要手工焊接，這不僅可簡化生產流程、降低生產成本，而且能夠提供更高的設計自由度和系統成本優勢。

在MEMS麥克風中，又分為電容式和壓電式兩種。壓電式比電容式更新。日前，EDN聽到有傳聞說，對於功耗敏感型應用，壓電式MEMS麥克風更優，因為其可以僅透過聲音喚醒(壓電效應)。那麼，今天EDN就為大家「捋一捋」，壓電式MEMS麥克風與電容式MEMS麥克風相比都有哪些優勢。

據瞭解，壓電技術的主要優勢是堅固耐用，不受環境影響，而電容技術存在性能隨時間下降的問題——在電容式MEMS麥克風中，如果在振膜和背板之間有顆粒物污染，麥克風的性能將會改變。

壓電MEMS麥克風的另一個優勢是訊號雜訊比更高——目前根據已知的方法，可以獲得超過75dB的訊號雜訊比，理論上甚至可以超過80dB。

麥克風的訊號雜訊比是設計語音系統的瓶頸。目前使用的演算法非常複雜，而如果能夠提供更好的資料，演算法就會變得更加有效。在這類應用中，麥克風需要達到90dB的訊號雜訊比，否則同質化現象嚴重，無法實現更高利潤。目前，電容式麥克風的訊號雜訊比最高達到70dB。但是，要實現這樣的訊號雜訊比，需要使用4個MEMS振膜，因此麥克風的封裝尺寸將會很大；而壓電式MEMS麥克風要實現同樣的訊號雜訊比只需要使用一個振膜。同時這也說明，電容技術可能已達極限。

未來十年內，語音交互將成為智慧家居當中互聯網與設備的主要交互介面。而在這樣的環境中，環境雜訊可能介於70%到大於95%之間，因此，要實現精確的語音辨識，就需要使用MEMS麥克風陣列。壓電式MEMS麥克風可用於室內、戶外、煙霧繚繞的廚房等各種環境，這個特性對於大型語音控制與監控MEMS麥克風陣列來說非常關鍵——在這樣的環境中，MEMS麥克風陣列的可靠性會是主要問題。

此外，電容式麥克風系統需要持續監聽「Alexa」或「Siri」等關鍵字，而壓電式麥克風則沒有電荷泵，因此具有非常短的啟動時間——壓電式MEMS麥克風能夠利用壓電元件自身產生的能量來啟動麥克風。換句話說，壓電式MEMS麥克風可以處於「永久監聽」模式，其工作迴圈週期非常快，能夠降低90%的系統能耗。

據知，最新款的壓電式MEMS麥克風在實現喚醒和監聽聲音功能時，僅會消耗3μA的電能。這比電池自然放電的能耗還要低得多，未來還可望實現無功耗的語音感測，從而使更多的應用成為可能。

壓電式MEMS麥克風優勢總結

1. 訊號雜訊比產業界最高，達70dB，而且還可以提高，而傳統的電容式技術已經到頂，必須多膜片疊加才能實現，導致成本高，不可靠。此指標的好處是可以錄製很微弱的訊號，分兩個層面：一是近處的小訊號，比如悄悄話；二是遠處的大聲音(傳遞到麥克風處訊號變弱，比如50公尺開外兩個人吵架訊號非常微弱)，因此適合遠距離採集。

2. 防水等級最高達到IPX8 (傳統的電容式MEMS和駐極體都不防水，需要加防水罩子才可以)，這對於助聽器行業是「剛需」——目前的助聽器都是加裝罩子來防止汗水的進入，從而避免跑步或者走路皮膚出汗的影響。

3. 不怕灰塵，因此麥克風模組廠/終端客戶(比如手機客戶)的加工生產線要求不高…

…繼續閱讀請連結EDN Taiwan網站

活動簡介

未來寬能隙半導體元件會在哪些應用成為主流？元件供應商又會開發出哪些新的應用寬能隙元件的電路架構，以協助電力系統開發商進一步簡化設計複雜度、提升系統整體效率？TechTaipei「寬能隙元件市場與技術發展研討會」將邀請寬能隙半導體的關鍵供應商一一為與會者解惑。

贊助廠商

立即報名