飛兆數(shù)字麥克風(fēng)技術(shù)提升移動用戶體驗

　　摘要

　　隨著麥克風(fēng)技術(shù)和小信號模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)集成電路的進(jìn)步，駐極體電容式麥克風(fēng)(ECM)現(xiàn)在已經(jīng)能夠提供數(shù)字音頻輸出，這就為麥克風(fēng)這類產(chǎn)品的應(yīng)用開辟了一個新的領(lǐng)域。多年來，制造商一直都在致力于提高ECM的性能，比如靈敏度、信噪比(SNR)、回流焊接性和A/D轉(zhuǎn)換器性能。如今，不僅A/D轉(zhuǎn)換器IC有了相當(dāng)大的進(jìn)步，能實現(xiàn)高性能數(shù)字麥克風(fēng)，而且現(xiàn)在麥克風(fēng)可采用MEMS技術(shù)制作，這兩方面的發(fā)展成果也在融合當(dāng)中。本文將介紹現(xiàn)代移動麥克風(fēng)的一些關(guān)鍵市場及技術(shù)發(fā)展前景。

　　1. 背景

　　隨著麥克風(fēng)技術(shù)和小信號A/D集成電路的進(jìn)步，駐極體電容式麥克風(fēng)(ECM)現(xiàn)在已經(jīng)能夠提供數(shù)字音頻輸出，這就為手機、平板電腦和PC等領(lǐng)域的麥克風(fēng)應(yīng)用，比如回聲消除、風(fēng)噪聲過濾及其它先進(jìn)的音頻處理，開辟了一塊新的疆土。數(shù)字麥克風(fēng)具有更強的抗拾音噪聲能力，而由于系統(tǒng)在緊湊空間里整合了大量的噪聲源，如蜂窩無線電IC、藍(lán)牙和WiFi IC、超快速應(yīng)用處理器及其它眾多器件，這一點顯得越來越重要。

　　多年來，制造商一直在努力提高ECM的性能，如靈敏度、信噪比(SNR)、回流焊接性能和A/D轉(zhuǎn)換器性能。不僅A/D轉(zhuǎn)換器IC有了相當(dāng)大的進(jìn)步，能實現(xiàn)高性能數(shù)字麥克風(fēng)，而且現(xiàn)在麥克風(fēng)可采用MEMS技術(shù)制作，這兩方面的發(fā)展成果也在融合當(dāng)中。

　　2. 市場狀況

　　ECM 及 MEMS A / D轉(zhuǎn)換器正在嶄露頭角，挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的結(jié)型場效應(yīng)晶體管(JFET)過去數(shù)十年間在麥克風(fēng)領(lǐng)域的霸主地位。現(xiàn)在，以具成本效益的價格就能獲得數(shù)字音頻輸出麥克風(fēng)，這就讓麥克風(fēng)能夠設(shè)計在手機、平板電腦或PC中的任何位置，而不像模擬輸出麥克風(fēng)那樣受到限制。

　　MEMS麥克風(fēng)使用了一層硅隔膜，而這種硅隔膜是通過微機電技術(shù)在半導(dǎo)體上蝕刻壓力感測膜片而制成。

　　MEMS的優(yōu)勢(相比ECM)

　　固有平坦的溫度系數(shù)(無需溫度補償)
　　更易于裝配
　　回流焊接的耐熱性更好(性能不因熱應(yīng)力而改變)

　　MEMS的缺點(相比ECM)

　　帶寬較窄
　　MEMS隔膜比較脆弱
　　成本稍高(目前暫時)

　　麥克風(fēng)的市場規(guī)模大大超過了采用它們的設(shè)備的量，原因很簡單，即先進(jìn)音頻處理功能，如三維環(huán)繞聲、回聲消除和噪聲消除等，需要的麥克風(fēng)不止一個。這種倍增效應(yīng)推動了麥克風(fēng)市場所有領(lǐng)域的增長。數(shù)字ECM領(lǐng)域現(xiàn)在已開始增長，其后是數(shù)字MEMS領(lǐng)域，預(yù)計到2014年數(shù)量將超過8.5億個。　　

圖1 麥克風(fēng)市場規(guī)模

　　飛兆半導(dǎo)體作為模擬IC產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)廠商，為適應(yīng)這一數(shù)字化趨勢，正在積極利用ECM麥克風(fēng)中的第四階Σ- Δ(sigma-delta)技術(shù)來開發(fā)高性能前置放大器+A/D麥克風(fēng)IC。