智能音箱将MEMS麦克风推向高潮,为啥中国企业是最大赢家

2017-08-10 14:14:24 来源:半导体行业观察
标签:

 

今年以来,由于Amazon Echo,Google Home的持续火热,加上苹果和小米的相继入局,被誉为未来家居中控最好选择的“智能音箱”市场进入了大爆发阶段,进而给上游供应链带来了巨大利好。除了联发科和瑞芯微这些做主控的厂商以外,智能音箱“控制入口”所依仗的MEMS麦克风继续智能手机时代大热之后,再次迎来了一波新高潮。

智能音箱将MEMS麦克风推向新的高潮
近年来,随着物联网概念的兴起,早已存在的智能家居又搭着这股东风重新火热起来。除了电视、冰箱、空调和风扇以外,如什么电灯、窗帘等也都成为了智能家居厂商“下手”的对象。但是如何控制这些设备,成为开发者和消费者关注的话题。在经历了不同设备不同遥控器、手机统一遥控、第三方遥控统一这些尝试以后,终于迎来了智能音箱这个用语音来控制的形态。

按照这种方向发展,最后的应用场景就像小罗伯特唐尼在《钢铁侠》里面跟Jarvis对话一样。这样简便的操控背后的市场必然巨大,加上入口的吸引了,因此吸引了无数厂商混战其中。

 


Iron Man“吩咐”人工智能机器人Jarvis工作。(sorce:internet)



为了更好地拾取声音,现在流行的智能音箱都是采用麦克风阵列的架构。根据科大讯飞的相关科普,所谓的麦克风阵列(Microphone Array),从字面上,指的是麦克风的排列。也就是说由一定数目的声学传感器(一般是麦克风)组成,用来对声场的空间特性进行采样并处理的系统。

早在20世纪70、80年代,麦克风阵列已经被应用于语音信号处理的研究中,进入90年代以来,基于麦克风阵列的语音信号处理算法逐渐成为一个新的研究热点。而到了“声控时代”,这项技术的重要性显得尤为突出。

科大讯飞继续表示,麦克风阵列则能达成语音增强、声源定位、去混响、声源信号提取(分离)等功能,这就为在复杂环境中执行语音控制提供了可能。这种多个麦克风组成的阵列大大推动了MEMS麦克风的需求。

 


Amazon Echo的拆解(绿色圈起来的就是MEMS麦克风S1053 0090 V6,source:ifixit)


以现在最流行的智能音箱Amazon Echo为例,它采用的是环形6+1的麦克风阵列(上图绿色标志的位置),其面市迄今近千万的销量,加上其他品牌智能音箱源源不断的需求推动。对于MEMS麦克风的制造商来说,这无疑是一管兴奋剂。加上MEMS麦克风在智能手机、智能手表、平板电脑、汽车等其他领域的应用,MEMS麦克风市场在迅速崛起。。

根据调研机构Yole预测,2017年MEMS麦克风的市场将会达到10亿美元,并在接下来的几年保持11.3%的年复合增长率,有利润的地方就吸引了足够多的关注。

 


MEMS麦克风的未来几年的市场走势(source:Yole)


四大厂商垄断MEMS麦克风市场,中国居其二
在谈MEMS麦克风的市场之前,我们先了解一下什么是MEMS麦克风,这就要求我们必须知道什么是MEMS。

所谓MEMS (Micro ElectroMechanical System,微机电系统),就是利用半导体制程技术,整合电子及机械功能制作而成的微型装置;其定义为一个智能型微小化的系统,包含传感、处理或致动的功能,包含两个或多个电子、机械、光学、化学、生物、磁学或其他性质整合到一个单一或多芯片上。

MEMS麦克风就是由MEMS芯片和一个ASIC芯片组成。

据ADI的一篇文章介绍,MEMS 麦克风包含一个灵活悬浮的薄膜,它可在一个固定背板之上自由移动,所有元件均在一个硅晶圆上制造。该结构形成一个可变电容,固定电荷施加于薄膜与背板之间。传入的声压波通过背板中的孔,引起薄膜运动,其运动量与压缩和稀疏波的幅度成比例。这种运动改变薄膜与背板之间的距离,进而改变电容,如下图所示。在电荷恒定的情况下,此电容变化转换为电信号。

 


MEMS 麦克风的构造图


相较于ECM麦克风的聚合材料振动膜,在不同温度下,MEMS麦克风所展现的性能都相当稳定,不会受到时间、温度、湿度和振动的影响。MEMS麦克风的耐热性相当强,可以承受摄氏260度的高温回流焊,但是其性能不会有任何变化。再加上MEMS麦克风可以有效的降低射频所产生的干扰,这就让其逐渐发展成为麦克风主流。和很多其他半导体相关领域一样,MEMS麦克风这个市场,同样是由几个巨头垄断的市场。不同的是,当中有两家是来自中国的企业,这在其他半导体相关领域是非常罕见的。

 
关注与非网微信 ( ee-focus )
限量版产业观察、行业动态、技术大餐每日推荐
享受快时代的精品慢阅读
 

 

继续阅读
RT-Thread发布SAL套接字抽象层,带来全新物联网软件开发模式

物联网设备,因为要连接网络和应用的多样化,导致软件的开发难度和复杂度大幅地增加,开发方式也会与之前的嵌入式设备大不一样。当前主流的软件开发模式是怎么样的呢?

英特尔是否错失了移动互联?

半导体巨头迎来50岁生日刷爆行业,这家诞生于1968年的芯片制造商,在生日当天也用了2018架Shooting Star无人机进行了一场灯光秀,为自己庆生,而这一次无人机灯光秀再次破世界纪录,无人机组成烟花震撼全场。

AI语音芯片是虚火还是实热?

短短两个月不到的时间,已经有超过5家公司对外宣布做了AI语音芯片。

Semtech携手YEAP,在拉丁美洲扩大基于LoRa的网络

Semtech Corporation日前宣布:总部位于阿根廷的LoRaWAN网络运营商YEAP!在乌拉圭推出了公共LoRaWAN网络,以充分利用Semtech的LoRa器件和无线射频技术(LoRa技术)。

高通收购恩质浦困难重重,中国芯该如何走?

高通在手机领域按照整机售价收取一定比例专利费的商业模式让其饱受质疑,当高通试图通过收购荷兰恩智浦,把目光瞄向自动驾驶和物联网领域,并于近日明确宣布收取专利费时,同样引发外界恐慌,高通将如何收费?是否会制约产业发展?在5G时代,我国芯片产业怎么走?

更多资讯
激光技术在人类登月方面做了哪些贡献?

月球是地球的邻居,从古至今,人类从未放弃对这颗神秘星球的探索。

激光雷达市场弄错了认知方向?

一年以前,陆奇在北京国家会议中心上喊出百度要“ALL IN AI”的口号。而去年此时,李彦宏乘坐自动驾驶车赶往会场,收到了那张著名的五环罚单。

无人机的飞行感知技术有什么用途?

其一是提供给飞行控制系统,由于飞行控制系统的主要功能是控制飞机达到期望姿态和空间位置,所以这部分的感知技术主要测量飞机运动状态相关的物理量,涉及的模块包括陀螺仪、加速度计、磁罗盘、气压计、GNSS模块以及光流模块等。

CCD传感器有啥理想替代选择?

后来随着超大规模集成电路技术(VLSI)和CMOS工艺水平的不断提高,CMOS图像传感器逐渐开始展现出CCD图像传感器不具有的优势,在图像传感器领域的市场份额逐渐扩大。

“刷脸”时代,让威盛帮你PICK一个爱看脸、会省钱的专家

世界杯期间,OPPO和VIVO相继上架了自己今年的旗舰手机。细观今年的手机市场不难发现,人脸识别功能已经成为旗舰机的标配。

Moore8直播课堂