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
分享到:
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
“区块链+物联网”方案弊端显现,是时候了解一下IOTA了
“区块链+物联网”方案弊端显现,是时候了解一下IOTA了

近期,IOTA与大型跨国集团公司(例如大众、三星、思科等)建立合作关系,计划联合打造安全的数据交易市场。目前,已有包括微软、博世、富士通等30多家龙头企业加入IOTA项目。

京东方将采用“O+O”方式销售面板产品

在2017中国企业领袖年会上,京东方科技公司副总裁、首席战略官荆林峰在接受经济日报记者专访时介绍说,“京东方显示产品销量世界第一,销售面积也正在从世界第三向第一迈进,预计这一进程将在明年年底完成”。

车联网有多重要?没有它就没有自动驾驶

在过去的二十年,移动计算和半导体开始快速发展,并且以人们无法想象的方式改变着车辆。今天,汽车行业正处于第二次革命的尖峰。

苹果HomePod诞生背后,是五年的艰苦岁月
苹果HomePod诞生背后,是五年的艰苦岁月

近日,一则苹果智能音箱HomePod推迟发售的消息再次引起大家的关注。苹果发言人称为了让用户拥有更好的体验,苹果还需要一点时间来打磨产品,上市时间也由原定的今年12月推迟到2018年初,最先在美国、英国和澳大利亚发售。

物联网与区块链将碰撞出哪些火花?
物联网与区块链将碰撞出哪些火花?

不管是否身处币圈,最近你一定知道IOTA这个币种。近期表现极其抢眼,市值暴涨。相比三年前的私募价格,IOTA在上周翻到了5万倍,就连腾讯股票在它面前也黯然失色。

更多资讯
一文读懂人脸识别如何在智慧城市中“以人为本”
一文读懂人脸识别如何在智慧城市中“以人为本”

智慧城市建设如火如荼,各类智慧城市应用的使用也逐渐发展到千家万户,渗透到了老百姓的衣食住行中。

你还在刷脸解锁手机?三星要开始刷手了

三星最近提交的一份专利申请描述了手机的认证系统,该系统将解锁密码隐藏在用户的手掌图像中,当用户将摄像头对准自己的手掌时,它会显示一些字符来提示完整密码。

LG G7要使用虹膜识别,你期待吗?
LG G7要使用虹膜识别,你期待吗?

近日,LG提交了一份虹膜识别的专利申请,根据专利描述,该虹膜识别传感器能根据环境的变化调整精度,还可以根据距离的变化调整识别速度,而且在任何光线环境下都可以进行识别。

刷脸时代真的来了,人脸识别和5G将一起颠覆生活

5G“刷脸运动”正在发生!脸部辨识不只是一项热门科技,它将改变人类生活模式!

红外传感器优势众多,能在哪些领域大展拳脚

传感器是自动控制中的重要组成部件,作为信息时代的感知层,是海量数据的接收和传递信息的入口,因此涌现出许多下游新兴应用的新增需求,在这些需求拉动下,传感器市场保持稳步快速增长,随着现代科学技术的发展,传感器的应用前景将会更加广阔。

微话题

工作 or 考研?

又到一年招聘季,考研or工作让你实现了怎样的逆袭?……
Moore8直播课堂