前言：
基於MEMS技術的微型揚聲器或將變革移動通訊設備的語音和音樂播放。新創公司xMEMS發表全球第一款的單晶片微機電喇叭，將徹底顛覆當前市場上最普遍的音圈喇叭。
打破動圈揚聲器的技術壁壘
目前市場上絕大多數運動傳感器都基於20世紀80年代開發的多晶片工藝。這種傳感器涉及的微機電傳感部分晶片（MEMS）和驅動電路部分晶片（IC）分別由不同的廠家使使用不同的處理工藝製成。用這種工藝製成的傳感器存在一些劣勢, 包括尺寸、成本、產量和性能限制等。
近日，據外媒消息，美國xMEMS公司近日發布了一款採用MEMS（微機電系統）技術打造的單片式揚聲器單元，取名為「Montara」，與傳統動圈式揚聲器相比，MEMS揚聲器體積小巧，具有更高的頻率響應和更低THD（總諧波失真），可以實現主動降噪功能，對於真無線耳機市場是一個重大的利好消息。
後起之秀新一代單片式揚聲器
xMEMS公司成立於2017年，總部位於美國加州聖克拉拉，在臺灣設有分公司。據悉，該公司的創始人具有在多家MEMS設計公司積累的深厚經驗，想要用全新的純矽解決方案重塑聲音，打破動圈揚聲器的技術壁壘。
xMEMS公司沒有透露Montara的實際製程節點（Process Node），只確認其所採用的是8.4 x 6.06 mm的矽模（50.9mm），有6個所謂的揚聲器 "單元"，是在整個晶片上重複出現的單個揚聲器MEMS元件，揚聲器的頻率響應覆蓋了從10Hz到20KHz的全部範圍。
據稱，這種設計具有極好的失真特性，能夠與平面磁性設計相比。採用單晶片式設計不僅可以簡化生產線，另一方面MEMS揚聲器的製造精度和可重複性也要優於傳統動圈設計。據悉Montara具有極佳的失真控制特性，能夠確保在200Hz–20KHz 時只有0.5% 的THD。由於這些喇叭皆屬電容式壓電驅動而不是電流驅動，因此功耗只有42W 的程度。
電容式壓電驅動的一個關鍵面向在於，它需要一個與傳統喇叭不同的功率擴大器設計。Montara 可以驅動高達30V 的峰值到峰值（peak-to-peak）輸出訊號電壓，這遠遠高於現有擴大器設計的能耐範圍。因此，客戶希望為Montara 部署一個需要額外輔助晶片的MEMS 喇叭設計。
這無疑會成為阻礙該技術能被普遍採用的最大障礙之一，因為它將限制其使用能提供適當擴大器設計來驅動喇叭的更高效IC 解決方案。
其它MEMS揚聲器廠商
①Audio Pixels
Audio Pixels是揚聲器數位化全球領導者，它開發了一項技術平臺，能夠利用MEMS結構而非傳統揚聲器元件，直接將數字音頻流轉化為聲波。該技術平臺的基礎——數字聲音重建技術（Digital Sound Reconstruction，DSR）實現了基於矽晶片的音頻揚聲器的量產，並使揚聲器更小、更薄、聲音更清晰、能效更高，而且具有更好的兼容性，能夠滿足現代電子製造和器件的各種要求。
Audio Pixels目前已開發出革命性技術平臺來再現聲音，從而能夠生產出新一代的MEMS揚聲器，其性能將超出世界頂級消費電子製造商的性能規格和設計要求。Audio Pixels專注於製造一種基於MEMS技術的矽晶片，既能夠作為一個獨立的微型揚聲器使用，又能夠實現多倍級聯以滿足幾乎所有的揚聲器應用。
②USound
目前，市場上領先的壓電MEMS揚聲器開發商是奧地利的USound。USound是全球首家發布壓電MEMS揚聲器的廠商。USound為耳機、可穿戴/耳戴產品開發的壓電MEMS揚聲器已經完成設計定型、產能爬坡，以及首批量產前產品的出貨。
據麥姆斯諮詢報導，USound廣泛的合作夥伴包括：Austria Technologie & Systemtechnik AG（AT&S，奧地利科技與系統技術股份公司）、ISIT（獲得了ISIT在微系統功率電子製造方面的經驗）；Institute for Electronic Music（IEM，電子音樂研究所）；STMicroelectronics（意法半導體），利用意法半導體產業領先的薄膜壓電技術（TFP），雙方合作進行全球首款微型壓電MEMS揚聲器的產業化和生產製造。
TWS產業將迎來新方向
目前xMEMS公司還在生產一種能讓聲音從封裝裡呈垂直角度向外發出的標準封裝解決方案，該封裝尺寸為8.4×6.05×0.985 mm，這可以讓TWS耳機的內部設計變得更有創造力。TWS會是Montara 的主要目標市場，因為其可在設計上解決擴大器方面的問題，而且這類產品可以充分利用新喇叭技術在尺寸、重量和功率上的優勢。
目前xMEMS公司還沒有透露相關的價格信息，但是已有樣品給供應商，預計2021年春季正式量產。
結尾：
隨著微機電系統技術的發展，不僅半導體製造變得更加普及，我們也可以藉以設計出特性上與傳統動圈式單體或平衡電樞式單體截然不同的喇叭。xMEMS 全新Montara設計很可能成為這樣的替代方案。