中國企業主導，全球最大的電子產業鏈看上了這條MEMS賽道，產品有望加速普及！

近日，全球首個MEMS揚聲器行業標準——《MEMS 微型揚聲器通用技術要求》團體標準正式發布。

MEMS，即微機電系統（Micro electronic mechanical system），是將微電子技術與機械工程融合到一起的一種工業技術，它的操作范圍在微米尺度內。MEMS技術是實現微型化、智能化和集成化的關鍵技術之一。它使得各種傳感器和執行器得以小型化，為更先進更便攜的智能設備提供了可能。

當前，MEMS技術已經發展出多種多樣的產品，包括壓力傳感器、加速度計、陀螺儀、麥克風、揚聲器、振蕩器、噴墨打印頭等，其中，許多MEMS器件已經被廣泛商用，并且顛覆了多個行業。（相關內容參看《5種商用最成功的MEMS傳感器，顛覆了這些行業》）

MEMS揚聲器作為年輕的MEMS器件，隨著技術的成熟，近幾年逐漸獲得市場的關注，目前在全球范圍內，MEMS揚聲器技術仍沒有廣泛使用的統一標準，一定程度上制約了MEMS揚聲器產品的推廣。

▲來源：中國標準化研究院

本次《MEMS 微型揚聲器通用技術要求》的發布，意味著全球首個廣泛使用的MEMS揚聲器統一標準來了！

值得一提的是，該標準由中國企業及團體主導，起草單位包括了：

深圳市音響行業協會、美特科技（蘇州）有限公司，深圳市韶音科技有限公司、USOUND GmbH、瑞聲開泰科技（武漢）有限公司、立訊精密工業股份有限公司、歌爾股份有限公司、合肥領航微系統集成有限公司、蘇州感測通信息科技有限公司、深圳市盛佳麗電子有限公司、蘇州聲學產業技術研究院有限公司、精拓麗音科技（北京）有限公司、智聯音頻科技（深圳）有限公司

其中，除了USOUND GmbH為奧地利領先的MEMS揚聲器企業外，均為中國團體，包括了瑞聲科技、歌爾股份等中國MEMS產業巨頭。

20年前，MEMS噴墨打印頭在打印機里廣泛使用，取代了傳統的機械式打印頭，使惠普、佳能等打印機廠商成為MEMS領域巨頭。

10年前，隨著智能手機崛起，MEMS麥克風被廣泛應用，取代傳統的駐極體麥克風，我國多個MEMS企業借著這股東風崛起，譬如歌爾股份、瑞聲科技、敏芯股份都是我國乃至全球MEMS麥克風的市場領導者。

在這些浪潮中，中國企業都是追隨者。今天，中國企業參與擬定MEMS揚聲器技術全球首個標準，意味著中國企業在全球MEMS揚聲器產業中占據領先位置。

該標準將于2024年12月25日開始實施，具體而言，《MEMS 微型揚聲器通用技術要求》規定了：

本文件規定了 MEMS 微型揚聲器（以下簡稱“MEMS_SPK”）的標號、等級與產品規格書、測量條件、技術要求、測量方法、檢驗規則、包裝運輸與貯存。本文件適用于典型工作頻率范圍為20Hz～100kHz、振膜（或聲輻射體）最大尺寸在 60 mm 以內的按照使用 MEMS 工藝制成的單個或模組性微型揚聲器。包含基于壓電原理、動圈原理、動磁原理、靜電原理的MEMS型發聲器件。

▲來源：中國標準化研究院

隨著該標準的推出，也向外界發出了聲音——全球最大的電子產業鏈看上了這條MEMS賽道！

作為全球最大、擁有最完整電子制造產業鏈的國家，中國企業主導制定、實施首個MEMS揚聲器團體標準，從側面反映了中國企業對該MEMS技術市場潛力的看好，接下來，在中國企業強大的制造實力下，相關MEMS揚聲器產品有望快速推向全球市場，從而加速MEMS微型揚聲器技術的普及。

未來6年復合年均增長率達180%！市場爆發前夕，資本進入！博世、中金等巨頭看好MEMS揚聲器賽道

據知名產業研究機構Yole此前發布的《MEMS產業現狀2023》報告預測，全球MEMS微型揚聲器2022-2028年復合年均增長率（CAGR）高達180%，是未來6年增長最快速的MEMS細分領域，而全部MEMS器件的CAGR為5%。

多方資料顯示，目前早期 MEMS 揚聲器產品已經開始放量，例如內置MEMS揚聲器企業USound MEMS揚聲器的智能眼鏡 2021 年在美國收入達到百萬級美金。

▲來源：Yole

越來越多的行業巨頭注意到MEMS揚聲器這條處于市場爆發前夕的MEMS賽道，今年6月份，我國MEMS微型揚聲器初創企業——地球山（蘇州）微電子科技有限公司（下文簡稱：地球山），獲得新一輪戰略融資，由知名資本中金公司及中金資本投資。

▲來源：天眼查

地球山是全球領先的MEMS揚聲器企業，地球山的創新技術平臺正在顛覆傳統揚聲器的發聲方式，并將引發一場產業革命，預計將帶動超過1000億美元的全球市場。

地球山的數字MEMS揚聲器芯片采用MEMS+數字音頻算法技術，將聲波像素化，通過半導體工藝實現在發聲端的數字化。相比傳統的動圈紙盆技術，地球山的技術突破了傳統發聲原理，將音頻質量提高到了一個全新的水平。地球山團隊自2018年起，開始與以色列Audio Pixels合作，并不斷的提高自身的研發創新能力，地球山在MEMS結構、制造工藝、信號處理、音頻算法和封裝等領域都擁有創新突破。

▲來源：地球山

2022 年 4 月 28 日，全球MEMS龍頭企業博世（Bosch），收購了總部位于德國的MEMS 微型揚聲器專家 Arioso Systems，從而向業界宣布大舉入局MEMS揚聲器領域，這為博世 MEMS 產品組合帶來擴充，同時也吹響全球MEMS揚聲器市場增長的號角。 Bosch Sensortec認為，MEMS揚聲器未來或許成為博世在MEMS領域的又一發力點：

“聲學對我們而言是個新的領域”——Bosch去年收購了MEMS揚聲器廠商Arioso Systems，這對Bosch而言，應該是非常重要的一步——“我們通過收購獲得了很棒的技術，產品現在還沒有上市”，Sebastien在采訪中反復提到了MEMS揚聲器產品，言及Arioso的技術很獨特，在傳感器尺寸、功耗方面很出色，未來大概可以期待一下。

▲博世MEMS傳感解決方案產品組合（來源：博世） 什么是MEMS揚聲器技術？與其他技術對比有什么優劣？以TWS 和入耳式設備進入市場 揚聲器的種類很多，在個人音頻及智能穿戴市場，主流應用包括了動圈單元（動態驅動器）和動鐵單元（平衡電樞驅動器）兩種。目前的主流方案是動圈保留，動鐵被MEMS揚聲器替代。 MEMS揚聲器是一種新興的揚聲器技術，是將電信號轉變為聲信號的微型換能器，其核心組件（例如執行器/驅動器、振膜、熱聲膜等）利用MEMS技術在半導體材料上制造而成。MEMS揚聲器工作原理主要有四種：壓電式、電動式、靜電式、熱聲式。 當前，壓電式MEMS 揚聲器占據主流，以USound、xMEMS為代表的壓電式MEMS揚聲器創業公司不斷打磨技術能力并完善產業鏈，多款MEMS揚聲器新產品應運而生并逐步滲透至可穿戴及便攜式設備，以取代平衡電樞式揚聲器等傳統揚聲器。 壓電式 MEMS 揚聲器的工作原理是使用壓電薄膜作為有源元件，當施加電壓時會發生變形，這種機械偏轉使周圍的空氣發生位移并產生聲波。

▲MEMS揚聲器工作原理示意圖（來源：麥姆斯咨詢） 與平衡電樞揚聲器相比，MEMS 揚聲器可以提供顯著的尺寸優勢。 該技術的一個主要優點是它與硅工藝的兼容性，這意味著它可以以低成本大規模和極小尺寸生產。例如，USound 揚聲器中的 MEMS 電機厚度不到 0.5 毫米，比其電動同類產品小一個數量級。 此外，MEMS揚聲器可以定向發聲，增加智能手機免提的效果和通話私密性。目前MEMS揚聲器驅動距離1-1.5m，理想是驅動距離5-8m的距離，如果MEMS揚聲器能做到5-8m的聲音傳輸距離，那么在電視機市場、智能家居市場的應用會迅速升溫。 除了尺寸之外，MEMS 揚聲器還具有極低的功率（由于其高固有阻抗的結果）以及出色的音頻質量。MEMS 揚聲器也可以構建在與放大器相同的 PCB 基板上，從而節省電路板空間，有利于系統集成商添加更多傳感器以實現更多功能，或者采用更大容量的電池以提升系統的運行時間。

▲使用三種不同揚聲器在 94 dB SPL 時測得的電流消耗：USound MEMS 揚聲器、Knowles 26824 平衡電樞揚聲器和 Samsung HS330 動圈揚聲器（來源：USound） 因為MEMS揚聲器使用硅工藝進行全自動化生產線制造，而平衡電樞式揚聲器需要手工組裝，因此，隨著技術進步和大規模量產，MEMS揚聲器還具有低成本、低功耗、高可靠性、易于集成等優點。

▲MEMS揚聲器構建于PCB基板中（來源：Usound） 目前，幾乎所有MEMS揚聲器初創企業的切入點都是 TWS 和入耳式監聽器以及有線/無線耳戴式設備。市場上，TWS 、耳戴式設備等MEMS揚聲器產品已經存在。在未來幾年，預計產量將迅速提升。 除TWS 和入耳式設備外，智能手機、汽車電子等將成為MEMS揚聲器的下一個廣闊應用市場。 結語：這次能重現前輩的成功嗎？ 自從誕生以來，MEMS技術總被認為是可以創造奇跡的技術，并成功顛覆了許多應用領域。 最初MEMS麥克風被集成到第一款摩托羅拉RAZR手機中，之后，隨著智能手機興起，傳統的駐極體麥克風被MEMS麥克風替代，退出歷史舞臺。中國MEMS企業，歌爾股份、瑞聲股份、敏芯股份等抓住了這股浪潮迅速成長。 同樣，因為智能手機創新的交互需要，MEMS陀螺儀和加速度計開始變的流行，應美盛果斷從向任天堂等掌上游戲機廠商提供MEMS傳感器，轉而推出面向手機的MEMS慣性傳感器，從而應美盛的MEMS業務獲得了飛速成長。 揚聲器是目前智能設備里，極少數未被MEMS替代的器件，這個已有數十年歷史的行業將在未來幾年被MEMS所顛覆。

未來，或許我們就能在身邊的TWS、手機、電腦等各種設備中看到MEMS揚聲器的身影，就如同今天無處不在的MEMS麥克風一樣。 MEMS揚聲器能重現前輩的成功嗎？