每只TWS耳機(jī)2-3顆，MEMS麥克風(fēng)前景可期

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李彎彎）隨著智能化的興起，很多智能設(shè)備都搭載語音功能，而這使得麥克風(fēng)成了智能設(shè)備必不可少的器件。

MEMS麥克風(fēng)因?yàn)轶w積小、功耗低、可靠性高、產(chǎn)品一致性高等特點(diǎn)，在智能手機(jī)、智能家居、智能可穿戴、醫(yī)療以及汽車等諸多領(lǐng)域獲得市場認(rèn)可。

近幾年智能手機(jī)、智能音箱以及TWS耳機(jī)給MEMS麥克風(fēng)帶來了極大的市場空間，數(shù)據(jù)顯示，一款智能手機(jī)配備3-5顆MEMS麥克風(fēng)，一臺智能音箱2-8顆，一副TWS耳機(jī)4-6顆。

MEMS麥克風(fēng)逐漸成為主流 占比7成

麥克風(fēng)是一種將聲音轉(zhuǎn)換成電子信號的換能器，即把聲信號轉(zhuǎn)成電信號，類似于光電轉(zhuǎn)換的原理。MEMS麥克風(fēng)則是一種基于MEMS技術(shù)制造的麥克風(fēng)。

MEMS麥克風(fēng)與傳統(tǒng)麥克風(fēng)的工作原理不一樣，傳統(tǒng)的原理是，根據(jù)聲波產(chǎn)生的空氣流動(dòng)對薄片的沖擊，使其產(chǎn)生形變，從而改變電容使輸出電信號改變，從而反映出入口處的聲波的頻率和幅度的變化。

MEMS麥克風(fēng)主要包含兩個(gè)芯片，MEMS芯片和專用集成電路ASIC芯片。更具體一點(diǎn)來看MEMS麥克風(fēng)包含MEMS微電容傳感器、微集成轉(zhuǎn)換電路、聲腔、RF抗干擾電路等幾個(gè)部分，MEMS微電容極頭包括接受聲音的硅振膜和硅背極。

其工作原理是硅振膜接收到音頻信號，經(jīng)過MEMS微電容傳感器傳輸給微集成轉(zhuǎn)換電路，微集成電路把高阻的音頻電信號轉(zhuǎn)換并放大成低阻的電信號。

再通過RF抗噪電路濾波，輸出與前置電路匹配的電信號，就完成了聲電轉(zhuǎn)換，通過對電信號的讀取，從而實(shí)現(xiàn)對聲音的識別。

事實(shí)上MEMS麥克風(fēng)只是在工藝上進(jìn)行了改進(jìn)，原理依然是電容式麥克風(fēng)。在消費(fèi)電子領(lǐng)域，與MEMS麥克風(fēng)地位相當(dāng)?shù)氖邱v極體麥克風(fēng)，這兩種麥克風(fēng)是消費(fèi)電子領(lǐng)域的主力軍。

不過近些年MEMS麥克風(fēng)憑借體積小功耗低、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、產(chǎn)品一致性高等特點(diǎn)，在智能手機(jī)、智能音箱及TWS耳機(jī)中得到廣泛應(yīng)用，逐漸取代駐極體麥克風(fēng)成為消費(fèi)電子領(lǐng)域主流。此前有報(bào)告顯示，MEMS麥克風(fēng)在整個(gè)麥克風(fēng)市場占比約為70%。

語音普及 驅(qū)動(dòng)MEMS麥克風(fēng)市場增長

2017年以來智能語音交互市場逐漸火熱，帶動(dòng)國內(nèi)MEMS麥克風(fēng)市場規(guī)?？焖俪砷L，據(jù)賽迪顧問之前數(shù)據(jù)顯示，2018年中國MEMS麥克風(fēng)市場規(guī)模31.3億元，同比增速15.07%，預(yù)計(jì)2021年規(guī)模將進(jìn)一步上升至47.9億元，復(fù)合增長率超過15%。

MEMS麥克風(fēng)在消費(fèi)電子、汽車、工業(yè)及醫(yī)療等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域都有應(yīng)用，其在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用占比達(dá)到90%，2017年MEMS麥克風(fēng)的在消費(fèi)電子領(lǐng)域的應(yīng)用主要為手機(jī)、平板和電腦，其中手機(jī)占比高達(dá)85%。

近幾年隨著語音在智能設(shè)備中的應(yīng)用，智能家居和智能可穿戴中的智能音箱、TWS耳機(jī)給MEMS麥克風(fēng)帶來了極大的市場增長。

首先看手機(jī)，智能手機(jī)給MEMS麥克風(fēng)帶來的市場增長，除了手機(jī)本身出貨量增加之外，隨著智能化的需求更高，每部智能手機(jī)中搭配的MEMS麥克風(fēng)數(shù)量也在增加，數(shù)據(jù)顯示2010年每部手機(jī)配備2顆MEMS麥克風(fēng)，到2017年安裝量已經(jīng)達(dá)到5顆。

再看智能音箱，近幾年智能家居市場規(guī)?？焖偬嵘?，而隨著AI技術(shù)及語音技術(shù)進(jìn)步，語音交互成了智能家居的主要入口，智能音箱則是重要載體。

而智能音箱的出貨量逐年增長，根據(jù)Omdia今年1月中旬發(fā)布報(bào)告，2020 年全球智能音箱出貨量為1.36 億臺，年復(fù)合增長率同比增長39.7%，2025年預(yù)測智能音箱出貨量為3.45億臺，2020年至2025年的年復(fù)合增長率為20.5%。

又由于這個(gè)智能家居中語音交互是一個(gè)相對嘈雜的遠(yuǎn)距離場景，需要多個(gè)MEMS麥克風(fēng)組成麥克風(fēng)陣列，才能更好的完成遠(yuǎn)場識音和降低噪音的功能。因此智能音箱中的MEMS麥克風(fēng)數(shù)量要求較多，之前有數(shù)據(jù)顯示，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和價(jià)格定位，一臺智能音箱的MEMS麥克風(fēng)搭載量可達(dá)2-8顆。

接著看TWS耳機(jī)，蘋果2016年發(fā)布AirPods引發(fā)TWS耳機(jī)浪潮，StrategyAnalytic最近發(fā)布報(bào)告預(yù)測，2020年全球藍(lán)牙耳機(jī)的總銷量將超過3億部，其中真無線立體聲（TWS）藍(lán)牙耳機(jī)的銷量增長了近90%，TWS耳機(jī)推動(dòng)了藍(lán)牙耳機(jī)細(xì)分市場的全球銷量。

從TWS耳機(jī)巨大的市場增量不難看出MEMS麥克風(fēng)的市場機(jī)會，另外TWS耳機(jī)的語音喚醒及主動(dòng)降噪使得每只耳機(jī)搭載的MEMS數(shù)量提升，每只搭載2-3顆，一副搭載4-6顆，數(shù)據(jù)顯示預(yù)計(jì)TWS耳機(jī)中的MEMS麥克風(fēng)出貨量年復(fù)合增長率高達(dá)30%。

競爭激烈 聲學(xué)精密器件廠商與半導(dǎo)體廠商角逐

當(dāng)前從全球范圍來看，MEMS麥克風(fēng)市場的主要玩家有來聲學(xué)精密器件的廠商及半導(dǎo)體廠商，分別是樓氏、歌爾股份、瑞聲科技等，以及敏芯股份、意法半導(dǎo)體、英飛凌等廠商。其中樓氏和歌爾共同占領(lǐng)超50%的市場份額，分別是39%和28%。

樓氏是一家全球領(lǐng)先的MEMS麥克風(fēng)和音頻處理技術(shù)供應(yīng)商，主要服務(wù)于移動(dòng)消費(fèi)電子、通信、醫(yī)療、工業(yè)、軍事和航空航天行業(yè)。樓氏向電子發(fā)燒友介紹到，公司從第一顆MEMS麥克風(fēng)出貨至今，全球累計(jì)銷量超過150億顆。

2020年樓氏在數(shù)字麥克風(fēng)和模擬麥克風(fēng)產(chǎn)品線分別推出了高SNR和高AOP的產(chǎn)品，并且在多款全球熱賣的智能音箱和TWS主動(dòng)降噪耳機(jī)中應(yīng)用。2020年底公司還推出一款名為Shield的模擬麥克風(fēng)，其抗射頻干擾性能大幅優(yōu)于目前市場上的主流模擬麥克風(fēng)。

小型化、高SNR、高AOP和低功耗是其主要的設(shè)計(jì)方向，該公司表示，接下來將繼續(xù)朝著這個(gè)方向發(fā)展，同時(shí)產(chǎn)品會根據(jù)細(xì)分市場需求的不同而開發(fā)符合市場需求的MEMS麥克風(fēng)。

另外為了應(yīng)對競爭，樓氏于2019年底收購了艾邁斯半導(dǎo)體的MEMS麥克風(fēng)ASIC設(shè)計(jì)部門，從而取得混合信號電路設(shè)計(jì)IP。

歌爾股份主營業(yè)務(wù)包括精密零組件、智能聲學(xué)整機(jī)及智能硬件，發(fā)展戰(zhàn)略是“零件+成品”，公司正在積極布局TWS耳機(jī)、VR/AR和智能穿戴（手表手環(huán)）等硬件。

日前該公司發(fā)布2020年業(yè)績快報(bào)表示，受益于精密零組件、TWS耳機(jī)、VR和智能家居設(shè)備銷售收入的全面提升，公司2020年實(shí)現(xiàn)營收576.13億元，同比63.92%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤28.55億元，同比122.94%，營業(yè)收入和凈利潤均大幅增長。

值得關(guān)注的是，歌爾股份是Airpods的主要供應(yīng)商，受益于Airpods旺盛的市場需求，公司自2019年以來業(yè)績持續(xù)高增長。

瑞聲科技是一家微型聲學(xué)器件供應(yīng)商，全球MEMS麥克風(fēng)的主要供應(yīng)商之一，2020年4月該公司在英國設(shè)立MEMS麥克風(fēng)全球研發(fā)中心，主要側(cè)重于MEMS麥克風(fēng)芯片。

而當(dāng)前各家MEMS公司都在爭取更為全面的發(fā)展，從而能在不斷增長的市場中獲得收益，ASIC芯片、MEMS芯片和封裝是MEMS麥克風(fēng)的三大組成部分，瑞聲科技成立該設(shè)計(jì)中心，估計(jì)是希望自己能夠掌控更多核心的部分。

該設(shè)計(jì)中心首席戰(zhàn)略官David Plekenpol當(dāng)時(shí)表示，“我們的目標(biāo)是使這三大組成部分都來自瑞聲科技，這是目前高信噪比MEMS麥克風(fēng)的發(fā)展路線圖?！?br />
敏芯股份是一家以MEMS傳感器研發(fā)與銷售為主的半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)公司，能夠自主設(shè)計(jì)為MEMS傳感器芯片提供信號轉(zhuǎn)化、處理或驅(qū)動(dòng)功能的ASIC芯片，并實(shí)現(xiàn)了MEMS傳感器全生產(chǎn)環(huán)節(jié)的國產(chǎn)化。

敏芯股份于2020年8月在科創(chuàng)板上市，根據(jù)招股書信息，公司主要產(chǎn)品線包括MEMS麥克風(fēng)、MEMS壓力傳感器和MEMS慣性傳感器，其中MEMS麥克風(fēng)占整體營業(yè)收入的90%。

意法半導(dǎo)體是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體解決方案提供商，在MEMS麥克風(fēng)領(lǐng)域的出貨量排名第五，意法半導(dǎo)體最早于2009年開始進(jìn)行MEMS麥克風(fēng)研發(fā)，因?yàn)樵揪驮贛EMS產(chǎn)品做得非常成功，憑借在MEMS工藝上的豐富經(jīng)驗(yàn)積累，以及傳統(tǒng)音頻產(chǎn)品線經(jīng)驗(yàn)，2011年初批量生產(chǎn)之后，很快在MEMS麥克風(fēng)市場占有一席之地。

英飛凌之前在MEMS麥克風(fēng)領(lǐng)域主要是為樓氏、歌爾等供應(yīng)MEMS麥克風(fēng)裸片，并在該領(lǐng)域出貨量一度領(lǐng)先，2017年該公司轉(zhuǎn)變商業(yè)模式開始推出完整封裝的MEMS麥克風(fēng)，另外值得關(guān)注的是，近段時(shí)間英飛凌還推出了新一代模擬MEMS麥克風(fēng)，具有更好的聲學(xué)性能。

小結(jié)

不難看出在智能化的推動(dòng)下，MEMS麥克風(fēng)增長空間很大，除了上文提到的智能手機(jī)、智能音箱和TWS耳機(jī)，MEMS麥克風(fēng)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用也值得關(guān)注，比如車載語音控制、車內(nèi)包括胎噪、風(fēng)噪等噪聲消噪都需要多馬克風(fēng)搭配ANC算法來實(shí)現(xiàn)。

另外在MEMS麥克風(fēng)市場需求快速增長的情況下，市場競爭也相當(dāng)激烈，聲學(xué)精密器件廠商從采購芯片開始逐漸通過自研和收購的方式進(jìn)入上游產(chǎn)業(yè)鏈，以期掌握更多核心技術(shù)來應(yīng)對競爭，半導(dǎo)體廠商逐漸也從供應(yīng)MEMS裸片進(jìn)入到MEMS麥克風(fēng)成品市場，可以看到整個(gè)MEMS麥克風(fēng)在微微改變，各廠商在暗自較量。