Akustica推模擬MEMS麥克風單芯片方案

Akustica公司發布宣稱是全球最小的麥克風。這款僅有1-mm2大小的麥克風采用了一個微機電系統(MEMS)振膜和芯片上互補型CMOS模擬電路。該整合芯片占位面積據稱只有其它雙芯片MEMS麥克風競爭產品的25%。 

    “Akustica的這種小型模擬MEMS麥克風非常適用于手機，”SemicoResearch公司技術長TonyMassimini表示。“而且，采用單芯片的產品可說是意義重大，畢竟在封裝時會占用較多的空間，而采用單芯片解決方案將使用戶能夠直接把它貼裝在電路板或可撓性基板上，甚至分別根據需求來進行特殊的多芯片封裝。”


    其該領域的他競爭公司如樓氏電子(KnowlesAcoustics)的模擬MEMS麥克風解決方案則采用雙芯片解決方案。例如，Knowles分別貼裝自有的2.5mm2MEMS振膜芯片，并與ASIC并排置放，再透過線接合把振膜的原始輸出饋入ASIC。這種雙芯片解決方案采用4.72x3.76mm的17.75mm2的封裝。 

    “其它MEMS麥克風都必須進行封裝，這也使得其產品面積變得相當大，”BourneResearch公司首席分析師MarleneBourne指出。“而Akustica的麥克風是一顆CMOS芯片，無需傳統封裝，就可以直接貼裝在印刷電路板上，或者可以和手機等小型電子設備中的其它ASIC一起整合在一個封裝中。” 

    Akustica的上一代單芯片MEMS麥克風是數字式的，且必須內建A/D轉換器電路，故其尺寸比較大，采用的是4x4mm的封裝。為了節省芯片面積，目前這款全新的設計已放棄了數字電路，“我們一直致力于縮小模擬部份的尺寸，現在我們終于可以發布全球最小的模擬麥克風了，”Akustica公司創始人之一的KenGabriel表示。 

    迄今為止，Akustica所宣布的所有設計訂單都是采用其數字式麥克風的，尤其是Gateway和富士通的筆記型計算機。現在，這家位于美國匹茲堡的Akustica公司也希望能夠打入模擬麥克風市場。 

    KnowlesAcoustics目前在數十億部規模的手機市場已擁有好幾項設計訂單。隨著Akustica模擬麥克風的推出，行動電話廠商有了第二個MEMS麥克風的供貨來源。丹麥SonionMEMS公司也正設計MEMS麥克風，不過根據分析師Bourne透露，該公司尚未量產。英飛凌也發布了一款瞄準手機廠商的MEMS麥克風，但也還沒有發布任何設計訂單。 

    “KnowlesAcoustics在模擬MEMS麥克風方面已領先多年，但也因為市場上沒有第二家相關產品的貨源可供比較，他們曾陷入難以說服手機廠商采用其組件的困境，”Bourne提到。“所以，Akustica進入這一市場其實對兩家公司都有所助益。因為現在手機廠商在設計時中便會較愿意采用具有兩家MEMS麥克風的產品選擇。” 

    “目前的手機市場已達到數十億部的規模，因此對于Akustica、Knowles、Sonion和英飛凌等公司來說，市場空間仍無限廣闊，”Bourne表示。 

    避免噪聲 

    雖然Knowles、Sonion和英飛凌都宣稱雙芯片MEMS解決方案是更具成本效益的選擇，但Akustica則主張它所開發的芯片尺寸小得多，在成本方面可與任何雙芯片產品競爭。

此外，根據Akustica公司表示，這種芯片還能夠避免手機等設備中因電路過于密集而造成的噪聲問題。特別是在來自MEMS振膜的訊號通過ASIC后，開關的瞬變現象會被放大。 
    “對于行動電話應用，我們的單芯片解決方案所具有的抗電磁干擾能力比雙芯片解決方案更強得多，特別是對那些在芯片之間使用線接合的應用而言──事實上，幾乎沒有什么接線會像天線一樣引起噪聲干擾，”Gabriel表示。 

    雙芯片MEMS制造商也表示，他們能夠客制其解決方案中的第二顆芯片──包含CMOS電路的ASIC──以滿足不同組件的特定要求。但是Akustica則說明，由于其整顆芯片都是CMOS，包括MEMS組件在內，因此能夠客制整個芯片。 

    “我們認為，目前采用模擬麥克風的許多設計人員都能夠使用我們所推出的1mm2麥克風現貨，”Gabriel表示。“但有鑒于它只是另一款CMOS芯片，因此，相較于為雙芯片解決方案重新設計一款ASIC的時間而言，我們根據特定客戶要求修改其設計所需的時間可能更快。” 

    根據分析師表示，Akustica的這款麥克風已經擁有一家客戶了，但該公司尚未正式發布該設計訂單。 

    Akustica的CMOS芯片目前交由X-FAB半導體的晶圓廠制造。而Dalsa公司則為Akustica公司的單芯片解決方案進行移除基板材料的最后階段，并釋放機械組件，使其可順利轉換為CMOSMEMS芯片。