电子产品世界

　　2015年全球微机电系统(Micro Electro Mechanical System;MEMS)麦克风出货量首次超越驻极体电容麦克风(Electret Condenser Microphone;ECM)，预料2018年将突破50亿颗。DIGITIMES Research观察，具语音对话功能的智能音响渐受市场重视，因麦克风为声控指令中枢的关键零件，使智能音响可望成MEMS麦克风重要新兴应用，且为提升收音品质，含MEMS麦克风、微型扬声器在内的音频零组件亦将扮演重要角色。

　　以智能型手机为主的手机市场系MEMS麦克风最大应用，其后为笔记型电脑(Notebook;NB)、平板电脑等应用，而耳机组、医疗、车用电子、数位摄录影机、物联网亦为MEMS麦克风应用领域。

　　含MEMS麦克风、音频IC、微型扬声器在内的音频零组件于智能型手机、NB等电子产品扮演关键功能，其中，MEMS麦克风一般由MEMS裸晶(Die)与特殊应用IC封装而成，音频IC则涵盖音频放大器(Amplifier)、音频编解码器(Codec)等晶片。

　　在供应链方面，楼氏电子(Knowles Electronics)、歌尔声学(GoerTek)、瑞声科技(AAC Technologies)为2016年全球MEMS麦克风前三大厂，此三家业者主要由Sony或英飞凌(Infineon)代工生产，而意法半导体(STMicroelectronics)、博世(Bosch)、TDK、Omron等整合元件制造商(Integrated Device Manufacturer;IDM)亦为MEMS麦克风供应业者，相关音频产业供应链业者家数众多。

　　至2017年第3季为止，包括亚马逊(Amazon)、Google、苹果(Apple)、Sony、Bose、Harman等业者均积极抢进智能音响及其相关语音助理领域，因具备语音对话功能的智能音响于北美销售甚佳，渐受市场重视。

　　DIGITIMES Research观察，为强化智能音响收音品质，不仅需提升MEMS麦克风性能，更要搭配声源定位、抑制噪音、消除回音等声音处理系统，以及手机∕系统业者所累积的音频技术，使得与音频相关软、硬体将于智能音响市场居重要地位。

　　2018年全球MEMS麦克风出货可望突破50亿颗　手机为最大应用

　　MEMS麦克风较ECM具备尺寸小、耗电低、耐高温、高抗震等优势，观察全球麦克风技术别出货量变化，2015年MEMS麦克风以38亿颗左右，首次超越ECM的34亿颗。

　　2016年全球MEMS麦克风持续成长至44亿颗左右，反观ECM则持平在33.5亿颗左右，2018年MEMS麦克风出货可望突破50亿颗，与ECM差距将逐年拉大。

　　2013~2018年全球麦克风技术别出货量变化及预测

　　

 

　　在用途方面，以智能型手机为主的手机市场系MEMS麦克风最大应用，其后为NB、平板电脑，而个人数位助理(Personal Digital Assistant、PDA)、数位摄录影机等消费性电子产品亦广泛搭载MEMS麦克风。

　　为因应驾驶车辆时无法操作电子产品，车用资讯娱乐系统(Infotainment Systems)多采用MEMS麦克风，而物联网设备更需MEMS麦克风达成声控功能，其他如耳机组、医疗等领域亦皆为MEMS麦克风应用市场。

　　MEMS麦克风主要应用

　　

 

　　MEMS麦克风为音频产业关键零件　前三大厂皆采委外代工模式

　　2016年全球MEMS与ECM合计的麦克风市场约18亿美元，含音频放大器、音频编解码器、数位讯号处理器(Digital Signal Processor;DSP)等晶片在内的音频IC市场约45亿美元，而直径小于2吋的微型扬声器市场约87亿美元，总计相关音频市场规模约150亿美元。

　　观察音频产业供应链，在MEMS麦克风方面，2016年前三大厂楼氏电子、歌尔声学、瑞声科技于全球MEMS麦克风市场出货量占有率合计约7成，楼氏电子主要由Sony代工生产，歌尔声学与瑞声科技则主要委托英飞凌代工，楼氏电子虽起步较早，然逐渐面临另两家大陆业者急起直追等挑战。

　　除上述3家业者外，属IDM的意法半导体、博世、TDK、Omron均同时生产MEMS裸晶与麦克风，其中，博世与TDK分别于2009年及2017年收购美国MEMS麦克风厂Akustica、美国MEMS惯性感测器∕麦克风供应商InvenSense。

　　韩厂BSE因供应MEMS麦克风给三星电子(Samsung Electronics)，2016年于全球MEMS麦克风出货量排名第四名，其他如凌云逻辑(Cirrus Logic)、Vesper亦为MEMS麦克风供应业者。

　　在音频放大器方面，意法半导体与凌云逻辑为少数同时跨足MEMS裸晶∕麦克风及音频放大器的业者，不同于意法半导体拥有晶圆厂，凌云逻辑为IC设计公司，其他如亚德诺(Analog Devices)、恩智浦半导体(NXP Semiconductors)、美信(Maxim Integrated)、德州仪器(Texas Instruments)等厂商可供应音频放大器。

　　音频产业中MEMS裸晶∕麦克风、音频放大器主要供应商

　　

 

　　在音频编解码器方面，凌云逻辑为横跨MEMS裸晶∕麦克风、音频放大器、音频编解码器的IC设计业者，NXP与美信则皆同时跨足音频放大器与音频编解码器领域，其他如高通(Qualcomm)、罗姆(Rohm)、山叶(Yamaha)、瑞昱等业者亦为音频编解码器供应商，另高通预计2018年完成收购NXP。

　　值得注意的是，苹果采购大量MEMS麦克风用于其智能型手机、平板电脑、NB等产品，本身亦跨足音频放大器、音频编解码器等音频相关领域。

　　为提高音频IC附加价值，凌云逻辑、美信及瑞昱等业者多主攻离散元件、高价值演算法领域，相较之下，高通、苹果等业者则努力将其音频IC整合于应用处理器(Application Processor;AP)。

　　在微型扬声器方面，同时跨足MEMS麦克风与微型扬声器的业者有楼氏电子、歌尔声学、瑞声科技等业者，电声元件厂商美律实业自2011年起切入苹果微型扬声器供应链，其他如日厂Hosiden、日厂Foster电机(Foster Electric)、Transound等业者亦是微型扬声器供应商。

　　音频产业中音频编解码器、微型扬声器主要供应商及下游手机∕系统业者

　　

 

　　智能音响可望成为MEMS麦克风新兴应用

　　美商亚马逊于2014年推出采Alexa智能语音助理的Echo，至2017年第3季为止，包括Google、苹果、Sony、Bose、Harman等业者均积极抢进智能音响及其相关语音助理领域，显见具语音对话功能的智能音响渐受市场重视。

　　以苹果于2017年7月所发表智能型音响装置HomePod为例，为强化Siri语音助理的辨识精确度，其内建6个麦克风阵列，以提升收音品质，往后随智能音响性能提升与市场扩大，将渐成MEMS麦克风新兴应用。

　　除需提升运算能力外，智能音响亦要求更好的收音品质，含MEMS麦克风、音频IC、微型扬声器在内的音频零组件，将于强化智能音响收音品质上扮演重要角色。

　　透过改进讯噪比(Signal to Noise Ratio)、频率反应(Frequency Response)、声学过载点(Acoustic Overload Point;AOP)等音讯表现，MEMS麦克风性能将逐步提升，然对强化智能音响收音品质的效果相对有限。

　　为进一步提升智能音响效能，在改进MEMS麦克风性能的同时，需搭配声源定位、抑制噪音、消除回音等声音处理系统，并结合手机∕系统业者所累积的音频技术，将促使MEMS麦克风与扬声器等音频零组件加速朝模组化迈进，以因应更高音讯品质需求。

　　音频零件与技术将于强化智能音响收音品质扮演重要角色

　　

 

　　结语

　　2017年全球MEMS麦克风出货量将达48亿颗，2018年可望突破50亿颗大关，进一步拉大其领先ECM的差距，前三大厂楼氏电子、歌尔声学、瑞声科技主要委托Sony、英飞凌等业者代工生产，而意法半导体、博世、TDK、Omron等IDM亦为重要业者。

　　MEMS麦克风应用于智能型手机、NB、游戏等领域，已具备良好阵列稳定性、低功耗等特性，且持续提升讯噪比，然智能音响需更好的收音品质，MEMS麦克风作为声控指令中枢的关键零件，有必要搭配声音处理系统及结合音频技术，以因应智能语音所需更高阶性能。

　　MEMS麦克风渐从基本功能朝智能语音等更高阶性能发展

　　

 

　　另外，苹果虽未生产MEMS麦克风，但有跨足音频放大器、音频编解码器等音频领域，且致力于与其AP整合，此与Google、Sony、Bose等智能音响业者不同，是否有助苹果提升智能音响性能尚待观察。

关键词： MEMS 麦克风