据麦姆斯咨询宣布,语音个人助理(VPA),例如苹果(Apple)的Siri、亚马逊(Amazon)的Alexa和谷歌(Google)的Google Assistant,走入大众日常生活之中,正在将音频技能融入创新智能系统。这些系统采取语音个人助理作为新的人机交互界面,智能音箱和真无线立体声(TWS)耳机便是最明显的两个例子。在过去两年里,智能音箱和TWS耳机市场均以令人瞠目的速率迅速增长。
得益于新系统中音频功能的渗透,MEMS麦克风、微型扬声器和音频集成电路(IC)市场将从2018年的141亿美元增长到2024年的208亿美元,复合年增长率(CAGR)为6.6%。在Yole最新发布的报告《MEMS麦克风、微型扬声器和音频办理方案-2019版》中提到,在音频市场中,2024年MEMS麦克风的市场规模将达到16亿美元。
音频行业生态系统市场预测(2018~2024年)

为了深入理解音频市场及其新技能,Yole的MEMS市场与技能剖析师Alexis Debray、Dimitrios Damianos采访了英飞凌传感器产品线高等总监、MEMS麦克风芯片行业紧张领导人之一Roland Helm博士。
英飞凌传感器产品线高等总监Roland Helm博士
Alexis Debray(以下简称:AD):英飞凌是环球MEMS麦克风芯片制造领域的领导者。您能否简要先容英飞凌的业务?您紧张担当什么职位?
Roland Helm(以下简称:RH):英飞凌正在开拓和制造MEMS麦克风成品、MEMS麦克风裸芯片和用于MEMS麦克风的专用集成电路(ASIC)。
我们的MEMS麦克风产品组合非常丰富,包括针对专用高质量音频需求,本钱优化的语音拾取等。该产品组合专门针对智好手机、TWS蓝牙耳机、医疗设备、条记本电脑、平板电脑以及语音掌握设备等运用进行了优化。
MEMS麦克风是我们浩瀚传感器产品组合的一员。英飞凌的传感器业务还包括汽车类传感器、基于翱翔韶光(ToF)事理的3D传感器、雷达或超声波传感器、压力传感器、光学传感器和环境传感器。
我担当英飞凌传感器产品线高等总监,卖力MEMS麦克风、压力传感器、光学传感器和环境传感器等消费类产品业务。
英飞凌高性能数字MEMS麦克风IM69D130
Dimitrios Damianos(以下简称:DD):MEMS麦克风业务具有分外性:利润低、年出货量大。我们不雅观察到这个行业即将发生改变。您对压电式MEMS麦克风和光学麦克风等有什么意见?是否有硬件和软件的差异涌现?英飞凌将如何从竞争中脱颖而出?
RH:我们正在加大对MEMS技能的研发投入。我们也正在与研究组织和初创公司互助,进行一些技能创新项目。目前我们看到了电容式传感事理的上风。考虑到信噪比(SNR)、动态范围、鲁棒性或电流损耗,压电式MEMS麦克风的提案仍未确定是最优选择。诸如光学麦克风的其它技能可能在利基运用(例如喧华的环境)展示出上风。
在MEMS麦克风行业中,英飞凌的产品以高性能和低本钱著称。我们的高性能MEMS麦克风是第三代全新开拓的技能,可不断降落噪声。在本钱方面,我们的技能能够减少制造层数、减小芯片尺寸,从而实现高性价比。在ASIC方面,我们以最低的电流损耗得到最佳的声学性能,从而供应具有特定差分功率和事情性能模式的仿照接口或数字接口。
在软件和算法方面,我们已经看到并实现了快速发展,特殊是与人工智能(AI)、机器学习(ML)有关的发展。通过软件可以在短期内改进声学系统性能,但是长期来看,更好的软件须要硬件改进才能实现更好的旗子暗记输入。
AD:从传统意义上的MEMS麦克风裸芯片和ASIC发卖开始,英飞凌也转向供应完全的MEMS麦克风办理方案。英飞凌的业务模式会从MEMS麦克风制造商,转变为制造、封装、测试和发卖的垂直整合厂商吗?
RH:为推动创新,英飞凌除了供应现有MEMS麦克风裸芯片以外,还供应最佳性能的MEMS麦克风成品。英飞凌仍保留现有的业务模式,担保客户的MEMS麦克风裸芯片供应。此外,现在英飞凌还供应最佳声学性能MEMS麦克风成品。
为了进一步减小封装尺寸,将MEMS麦克风的声学性能提高到物理极限,须要以MEMS和ASIC作为整体开拓,才能构建成功的MEMS麦克风成品。对极低噪声水平的测试正成为日益严厉的技能寻衅。英飞凌也在推动这方面的创新。
通过供应英飞凌自有的MEMS麦克风成品,我们还拉近了与创新驱动客户的关系,通过这种办法,我们可以更好地协作,以确保改进声学系统性能,并确保编解码器、算法与麦克风性能的提升同步进行。
DD:英飞凌的双背板技能(DBP)授予了MEMS麦克风超高的灵敏度,信噪比可达到70dB。英飞凌已经宣告将在2019年底推出采取双膜技能的MEMS麦克风,信噪比提高到75dB。请先容哪些市场和运用须要这么高灵敏度的MEMS麦克风?发卖价格如何?
RH:只管双背板技能定义了一种真正不同的MEMS系统,并具有出色的动态范围,但是由于背板与外界的连通会引起内部噪声,成为噪声紧张来源。借助下一代密封双膜(SDM)技能,我们将利用真正不同的方法来实现高动态范围,并肃清双背板技能带来的噪声源。小型仿照接口模组的信噪比将达到75dB(A)。
所有须要高信噪比、极低外界噪音的运用都对我们的SDM技能翘首以盼。需求最兴旺的运用有具有主动降噪(ANC)功能的头戴式耳机,用于电话会议的条记本电脑,用于智好手机视频的高质量压缩音频以及所有高质量音频系统。
对付高端产品,增加芯片面积和制造层数,本钱会增加,发卖价格也相应提高。对付中低端产品,我们将连续改进技能,在担保性能不变的条件下做到本钱更加合理化。
AD:语音正在改变我们的日常生活,成为人机交互的根本。Siri、Alexa等语音个人助理已成为智好手机和智能音箱的标配。您认为MEMS麦克风将如何去适应基于语音的物联网?
RH:MEMS麦克风是语音用户界面的推动者。我们看到许多客户增加语音功能,乃至用语音作取代触摸屏,成为紧张交互界面。特殊是在恶劣的声学环境、充斥噪声的背景、混响、低音量环境以及远间隔录音等情形下,英飞凌对用户体验进行了定义。
DD:请谈谈您看到的其它新兴市场和运用?
RH:我们看到许多新领域可能成为下一批通过MEMS技能实现的消费类运用,但并不是很分外的运用。从专业音乐录制开始,到增强现实(AR)和虚拟现实(VR)的用户音频体验与视频体验的匹配,并止于诸如智能眼镜的设备。我们还看到了在医疗、汽车、制造领域的许多新兴用例。例如,自动驾驶汽车须要“聆听”周围环境,比如救护车的声音。
AD:请您谈谈英飞凌的MEMS麦克风技能路线图,是否包括其它技能、ASIC、边缘打算、预处理或算法开拓?
RH:我们将不断完善产品组合,从最佳的音频性能,到具有仿照接口和数字接口且最具本钱效益的音频传感器。我们将确保传感器不仅为人工智能、机器学习和边缘打算而设计,还集成智能低功耗边缘打算传感器系统所需的音频处理。我们还将在超声波传感运用等相邻领域拓展业务。此外,还将驱动其它通过声音传感的传感器创新,例如声光环境传感器。
DD:您还有什么希望向读者分享?比如您认为主要但未得到办理的问题。
RH:MEMS麦克风业务令人愉快,我们可以通过增加MEMS麦克风的数量,提高性能,知足更多的功能并改进用户体验。业界的呼声是进一步改进硬件和软件的音频处理能力。这包括传感器领悟、得到其它来源的信息,通过理解情景(例如是否在户外),跟随声音源(例如某人说话)来扩展和改进音频系统,还有检测到诸如玻璃窗分裂等事宜。