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2021年,MEMS传感器的下一轮技术变革进行时


  来源: 麦姆斯咨询 时间:2021-03-09 编辑:清风
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根据Counterpoint发布的市场跟踪数据,尽管面对新冠疫情带来的经济危机,不断增长的移动视频应用,以及智能手机制造商取消耳机插孔(甚至不附赠耳机),仍推动全球TWS耳机市场在2020年第三季度的季度环比增长了24%,预计2020年的整体出货量将略高于最初的市场预期。


另一方面,疫情带来的“非接触式”需求推动了门禁控制、电梯控制、信息显示等应用逐渐向语音交互转变,越来越多的智能语音设备支持“永久在线(Always On)”的语音唤醒。此外,在家办公、远程办公已成气候,人们越来越接受线上会议、视频办公等“新常态”,这对高性能麦克风阵列和语音捕获算法提出了新要求。综合来看,2020年新冠疫情突如其来的短期挑战,并没有对MEMS麦克风的市场需求带来多大影响,预计2020年MEMS麦克风出货量仍将实现两位数的快速增长。


“支持Always On语音唤醒的设备,一般采用CPU/AP/DSP以10 ms间隔反覆启动并侦测用户的语音信息,以判断是否有唤醒语音输入。这种CPU/AP/DSP不间断工作方案,使系统静态电流很大(>10 mA),缩短了电子产品的电池续航时间。我们的新款MEMS麦克风ZT6311内建语音活动监测(Voice activity Detection,VAD)功能,采用多模式(Multi-mode)模拟前端(AFE),VAD算法消耗的静态电流极小,可大大提升电子产品的电池续航时间。”钰太科技有限公司副总经理庄育民在接受麦姆斯咨询采访时表示,“高品质远场拾音需要高性能麦克风阵列,MEMS麦克风灵敏度正负误差需要控制在±1 dB以內。另外,主动降噪还要求MEMS麦克风低频响应好,钰太科技可以做到最低10 Hz有响应。”


无锡芯奥微传感技术有限公司销售副总顾悦在受访麦姆斯咨询采访时表示:“TWS耳机目前已经被各大智能手机厂商和AIoT企业认可为未来两年最可见增长的智能终端,依然将是MEMS麦克风未来两年的重要增长点。除此之外,高度集成化的智能可穿戴设备以及更多应用场景下的智能家居,也将有力推动MEMS麦克风的需求增长。”芯奥微自2010年起从事MEMS传感器的研发和生产,现已逐步发展成中国知名的MEMS麦克风专业品牌制造商。


针对当前热门应用对MEMS麦克风提出的新要求,顾悦补充说:“主动降噪和高品质拾音需求,对MEMS麦克风的信噪比(SNR)、声学过载点(AOP)、更低的低频截止频率和相位一致性提出了更高的要求。为此,芯奥微将在2021年推出系列高SNR(70~72 dB)、高AOP的智能数字麦克风,以及一款超低功耗的模拟麦克风(<30 uA)。”


TDK在2020年中推出了一款全球超低功耗的脉冲密度调制(PDM)麦克风InvenSense T3902,这款麦克风在3.5mm x 2.65mm x 0.98mm的封装中提供了效率极高的185 µA超低功耗模式(Always On)、64.5 dB的高信噪比和120 dB的高声学过载点,支持远场通信(视频和电话会议),可在嘈杂的环境中实现清晰的音频捕捉。“T3902是目前市场上功耗最低的PDM麦克风,旨在满足高性能、超低功耗音频市场不断增长的需求。”TDK InvenSense音频产品董事总经理Kieran Harney评价称,“TDK在可穿戴设备和物联网领域具备强大的实力,全系列MEMS麦克风使我们成为解决客户音频挑战的理想合作伙伴。”


3、MEMS气体传感器,为新兴的健康和环境应用打开了大门


随着智能化、信息技术的发展,工业转型升级、环境监测、空气品质改善、智能家居、医疗器械开发等各个领域对气体传感器的需求持续升级,新兴的细分应用不断涌现。


目前市场上的气体传感器,以半导体、电化学、催化燃烧、光学等技术为主。其中,光学原理(红外、光散射等)的气体传感器出现及应运较晚,技术难度较大、成本较高,目前所占市场份额较小。根据Yole统计,2017年全球气体传感器市场中电化学、红外、半导体技术共同占据了95%以上的市场份额,其中,电化学、半导体、红外技术的气体传感器占比分别达44.2%、38.3%和15.1%,催化燃烧、光电离子探测、超声波气体传感技术的市场份额占比较低,分别为1.5%、0.5%和0.4%。


全球气体传感器领先企业主要集中在美国、日本和欧洲地区,主要包括:城市技术、费加罗、安费诺、博世、盛思锐、艾迈斯半导体等。国内企业在技术水平上整体仍处于追赶阶段,研究和产业化相对成熟的领域主要是半导体和催化燃烧气体传感器,这两类在国内市场占有率较高,并具有较强的国际竞争力,在电化学和红外气体传感器领域起步晚,缺乏系统深入的研究,相较国际厂商影响力较弱。国内气体传感器代表企业主要有:汉威科技(旗下炜盛电子)、四方光电、攀藤科技、慧闻科技、睿感(ScioSense)、戴维莱传感、武汉微纳、合肥微纳等。


关键词:MEMS 传感器 红外探测器    浏览量:13854

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