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发表于 2017-11-18
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为了描述麦克风的性能,有几个性能指标是非常关键的,这包括了灵敏度、指向性、频率响应、阻抗、动态范围、信噪比、最大声压级(或AOP,声学过载点)、一致性等。这几个指标其实都好理解,决定了麦克风的性能,而且每个指标都非常关键,缺一不可。当然这些指标相对于喇叭的T-S参数来说,真的是简单的了许多。
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2 y# H: U e2 G/ L( K. h5 }麦克风是典型的传感器产业,其技术迭代非常迅速,外观也发生了不少变化,估计很多人从下面的麦克风阵列中准确找到麦克风就很困难。
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6 u( }0 `8 P* C+ ]+ x) R现在麦克风阵列主要使用的是数字MEMS麦克风,其最长尺寸仅有3.76MM。MEMS麦克风也是手机中大量使用的传感器件,一般手机至少有2个以上这类麦克风。MEMS麦克风实际上只是工艺上的改进,其原理依然属于电容式麦克风。与MEMS麦克风直接PK的,就是驻极体麦克风。
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这两种麦克风是消费电子领域的主力军,比如亚马逊的Echo和声智科技的开发板主要是MEMS麦克风,科大讯飞的开发板则主要是驻极体麦克风。这两种麦克风从性能指标来看,没有实质性差别,驻极体麦克风的性能指标还更高,所以声智科技的单麦系列也是驻极体麦克风,但是,MEMS麦克风的优点是一致性比较好,更适合远场语音交互用的麦克风阵列。: m6 c+ t$ c3 M
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电容式麦克风还有另外一个形状,就是录音棚常用的专业麦克风,这与我们KTV唱歌的麦克风是有本质区别的。KTV的麦克风一般都是动圈式麦克风,这种麦克风的性能不如电容麦克风,优点是适合人声收录,缺点是灵敏度低,这在KTV反而是优点,因为可以有效避免KTV环境的啸叫。 s+ `* g9 |; |; ]. u
. e8 t7 c/ W S6 j0 m当然,还有带式麦克风和碳精麦克风,这两种麦克风已经不常见了,特别是碳精麦克风,以前主要在老式电话中使用,现在基本被淘汰了。这几种麦克风可以从图中对比一下,有时候就会慨叹,技术总是这样颠覆式发展。" ~: T' h2 x5 C, Y9 e3 P
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% B6 Q, u2 J+ o6 U$ `当然,新型的麦克风还包括压电麦克风、光纤麦克风、激光麦克风等等,甚至可以直接把电视屏幕或者扬声器(喇叭)也当作麦克风使用。另外,国防领域也在研究部署矢量麦克风等更复杂的麦克风。事实上,声音的发展轨迹和雷达比较类似,麦克风阵列也是当前技术发展的一个阶段,传感技术的迭代是技术和市场迭代的重要原因。: E% X" U$ U5 ^& u9 P
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全球麦克风的技术和市场的格局如何?
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毫无疑问,在半导体生态体系中,MEMS正扮演着越来越重要的角色,其应用范围包含了消费电子、汽车工业、工业控制乃至生物医学、航空航天等领域,且仍在迅速扩大。随着消费电子市场的增长,消费类应用已经成为MEMS传感器市场的主要推动力。2014年MEMS传感器市场规模达到130亿美元,最大的消费类应用规模达到59亿美元,到2019年预计将超过250亿美元,年复合增长率约11.2%。
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我们比对了最新的行业调研数据,从2013年到现在其市场格局变化并没有想象的变化,反而是这几年MEMS厂商集体进入了低速发展的时期,还好今年的语音交互市场火爆,也给MEMS麦克风市场带来了想象空间。0 D" Q; r$ W: ?) z; v& W( n( s
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下面还是以互联网公开的数据来概况介绍下市场,已经公开报道了3年,相信很多质疑的声音也都消失了。这些数据并不能代表真实情况,特别是当前的市场状态,但是可以作为一个重要的参考。/ q r& C( f& D' N! E9 ^
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根据IHS的统计数据,美国公司楼氏电子在2013年是全球最大的已封装MEMS麦克风(直接进行印刷电路板组装)供应商;而德国公司英飞凌则是MEMS麦克风裸晶(供应给MEMS麦克风制造商)的龙头厂商。楼氏的营收在已封装MEMS麦克风市场中占据59%的比例,英飞凌出货量则在MEMS麦克风裸晶市场占据78%。
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) J, _% g3 C g% H- e5 H5 p9 G全球已封装MEMS麦克风供应商营收排行榜(单位:百万美元)* o0 J$ S: T0 B+ \- _3 X
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全球MEMS麦克风裸晶供应商出货量排行榜
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. S+ n7 P( I: ]/ Q$ z; l& A; h在已封装MEMS麦克风市场,排名第二的供应商为瑞声(AAC),营收市占率13%;排名第三的则是歌尔(Goertek),营收市占率7%。瑞声与歌尔都是中国厂商,其业务也重度依赖苹果和三星;
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6 O, S4 U$ e* U0 C& d7 i瑞声供应iPhone5三颗高性能MEMS麦克风中的一颗,也进驻了iPhone5S;歌尔则是iPhone专用的耳机MEMS麦克风主要供应商。瑞声2013年营收成长8%,歌尔则因为开始供应手机用高性能麦克风,2013年营收成长率高达35%。当然,经过这3年市场变化,楼市、瑞声和歌尔这三家的市场份额其实也发生了悄然改变,楼氏继续强化了其行业龙头的地位。1 x% D- J7 W5 O2 g+ L! L/ P4 H
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排名全球第四大已封装MEMS麦克风供应商的是韩国BSE,其业绩表现来自于拥有苹果最大对手三星这个大客户;BSE的2013年营收与2012年相较,成长率超过250%。紧追在BSE之后排名第五大的厂商则是欧洲业者意法半导体(ST),该公司的MEMS麦克风业务因为赢得了iPad设计案而持续扩张。5 O; p) ^$ h" ?. P6 R& V/ ]
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