智能手表扬声器的硅xMEMS微型扬声器超越了入耳式应用

在推出第一款入耳式硅基耳塞一年后，xMEMS 推出了其最新版本微型扬声器的原型，这一次，它用作露天扬声器，这是一项更具挑战性的任务。

这家总部位于硅谷的初创公司之前的微型扬声器将微机电系统 （MEMS） 引入无线耳塞，并拥有出色的音质。通过调制超声波信号，扬声器在轻巧紧凑的设备中产生高保真声音。名为 Sycamore 的新型硅压电芯片产生的声音清晰度更像智能手机扬声器的声音——不错，但与入耳式替代品的音质相去甚远。与智能手机扬声器一样，Sycamore 适用于由身体附近或身体上的设备产生的露天音频。特别是，该扬声器可用于各种可穿戴设备，如智能手表、XR 眼镜或开放式耳塞，这些设备夹在耳朵上而不是依偎在耳朵里。

对于这些应用，使用 MEMS 驱动器而不是传统扬声器的优势在于音质，而在于尺寸。微型扬声器的厚度约为 1 毫米，是线圈驱动器厚度的三分之一，去掉传统扬声器的磁线圈后，其重量减轻了大约 70% 至 150 毫克。其他扬声器也需要在振膜后面留出空间，称为音量。基于 MEMS 的扬声器显著降低了所需的后音量。

对于可穿戴设备，每一毫米和每一毫克都很重要;笨重或笨重的设计可能会让用户望而却步，xMEMS 营销和业务发展副总裁 Mike Housholder 说。这就是为什么微型扬声器“非常适合智能手表”的原因。寻求出色音频质量的用户可能会选择入耳式耳塞或耳罩式耳机。Housholder 说，相反，薄型露天微型扬声器有助于提供时尚、“时尚前卫”的产品。

超声波发出的声音
Sycamore 使用与 xMEMS 的入耳式微型扬声器 Cypress 中引入的相同的“超声波声音”技术。这项技术通过振动涂有压电材料的坚固硅瓣来产生超声波。然后，它调制超声波以产生全范围的可听频率。

Sycamore 的新特点是更高效的芯片设计。这种更高的效率意味着扬声器可以提供更高的分贝，使露天聆听成为可能。该扬声器在低音频率范围内也表现良好，这在历史上是 MEMS 扬声器的弱点。（在第一款使用 xMEMS 技术的商用耳机中，硅微型扬声器仅用于高频“高音扬声器”;它与传统的动态驱动器“低音扬声器”配对，以产生中频和低音音频。

在该公司对其原型扬声器的测试中，与 Apple Watch Series 8 上的扬声器相比，Sycamore 在大多数频率上发出相似或更响亮的音频。与 Bose 开放式耳塞相比，它在中频方面滞后，但具有更强的低音和高音频率。

新扬声器将采用与耳塞芯片 Cypress 相同的制造工艺制成。xMEMS 将继续与台积电合作制造扬声器，尽管他们现在也使用领先的 MEMS 代工厂博世。

Housholder 说，通过进一步提高单元设计的效率，MEMS 扬声器可以变得足够响亮，适用于其他应用，如手机或笔记本电脑扬声器。但是微型扬声器存在基本的尺寸限制，它们是在 300 毫米晶圆上制造的。组合多个芯片也可以提高音量，但您的下一个扬声器不太可能由 MEMS 制成。

xMEMS 计划于 2025 年初开始对梧桐树进行采样，预计将于 2026 年 1 月量产。与此同时，该公司的全系列入耳式微型扬声器将于 2025 年 6 月开始量产，同年 10 月将推出全硅片上风扇。