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MEMS技术的里程碑——CMOS片上麦克风
许多《Electronic Design》的读者都投票选择Akustica公司的AKU2000 MEMS片上麦克风作为本年度最有意义的技术进步(参见Breaking A New Sound Barrier: It's A Mic-On-A-Chip。April 27, 2006, ED Online 12361)。这一CMOS器件在体积、成本和性能参数上都创下了新纪录。
不过，Akustica并未因此而止步。第一代AKU2000只是在插件的下面开了一个声洞；第二代AKU2001则能在一个芯片上集成两个麦克风；而 2006年九月问世的数字AKU2004则将集成度提升到了照相机模式，既有了接口和用户选项(图1)。
与其他电介体麦克风相比，这些数字麦克风的噪声免疫性能要高得多。它们对来自诸如射频干扰、电磁干扰和电源波动一类的噪声源均具有免疫力。
这种表面装配插件的尺寸是4*4*1.8毫米，在115dB声压级别的总谐波失真小于10%，其输出为脉冲密度可调制的一个一位数字串，可以用一个位于像 音频codec、DSP或基带电路那样的向下转换式电子器件里的数字式滤波器将该数字串转换为十进制，从而提高设计灵活性。
这一设计赋予多种音频系统使用一个数字总线体系的能力，简化了系统设计并且加快了市场化的速度。由于其寄生效应比其他麦克风低10%，这样的芯片对射频干 扰和电磁干扰信号具有免疫力。它们的工作电压是2.8-3.6V，在能量向下模式下的耗电量小于75A，时钟频率为1-4MHz，信噪比为55dB。
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这些器件的高性能使得它们能够飞速进入市场。考虑到这些器件总体上是采用一个标准的CMOS工艺(这意味着器件数量大而能耗很低)制成这样一个事实，这一进步足以成为MEMS技术的里程碑。
VOIP推动了应用的发展
对个人和商业通信而言，VOIP电话和视频会议日渐流行。所以，对用于小型电脑和笔记本电脑的高质量音频器件不断增长的需求正在推动对像Akustica类型的MEMS麦克风芯片的需求。
考虑到小型电脑与其用户之间的距离，这类通话就需要一个更复杂的麦克风。这也正是Fujitsu为自己的LifeBook Q2010笔记本电脑选择了AKU2000的原因所在(图2)。正如Fujitsu电脑系统公司的移动产品高级营销总监Paul Moore所说的那样：“对笔记本电脑用户来说，通信能力正变得越来越重要”。
Paul Moore还说：“VoIP、听写以及其他应用对所用器件提供的录制和声音质量提出的要求越来越高。因此，在我们的Q2010笔记本电脑中配置AKU2000使得我们在一个极小的空间拥有了一个真正的超级数字麦克风解决方案”。
正等待上市的微软视窗Vista具有在每台电脑里使用多达四只麦克风的特性，这肯定会增加对MEMS麦克风的需求。“所有主要的笔记本电脑制造商都在他们 的2007年产品的设计中设立了至少一个VoIP平台”。Akustica的产品营销经理Ed Pawlak如是说。
麦克风芯片的潜在市场巨大。Yole Developpement研究公司认为其市场份额将从2005年的1亿美元/年增加到2010年的8亿美元/年。由于Akustica的芯片每1000 片批次的成本少于4美元，所以它有理由对其MEMS麦克风的销售感到乐观。Akustica的营销和产品管理副总裁Davin Yuknis是样说的：“我们预计明年的数字麦克风销售将达到数千万个”。
广泛合作
对Akustica的MEMS麦克风感兴趣者不止Fujitsu一家。Ricoh公司也正在与Akustica合作以推进声音和VoIP的应用。事实上，Ricoh已经开发了一款新型照相机，它可以通过USB端口实现音频和视频的最优化。
由此不难预见：这两家公司将怂恿计算机生产商使用一个完全集成的音频/视频USB照相机解决方案。它们提供了一个参考设计，该设计将一个Akustica 的AKU2004麦克风阵列与Ricoh的R5U872 USB 2.0音频/视频接口控制器(该控制器具有4通道数字麦克风接口)配在了一起。
与此同时，IDT是第一家在Akustica认证的Codec项目中获得生产许可的codec生产商。Codec项目用于验证将一个Akustica数字 麦克风成功地集成进其他产品所需的全部性能。用IDT电脑音频产品副总裁兼总经理Phil Bourekas先生的话来说就是：“参与这一项目表明我们的目标就是帮助推动正在进行的PC市场的改进和创新”。
此外，还有其他方面的应用。Akustica预见到了一个广阔的市场，不仅为它的硅片麦克风，而且为它的CMOS MEMS传感器技术的全部产品。它将“敏感硅片”作为产品商标，以图描绘出一个平台，在此之上建立一个单片集成电路模拟和数字敏感系统，用来听、说和感知 围绕在它周边的世界。
Akustica预见CMOS MEMS可在加速计、陀螺仪、射频元件、信号处理芯片、麦克风、混合传感器、声音信号到无线因特网的入口以及智能麦克风阵列等方面找到用途。就潜在意义而 言，由于在消费产品中手机使用最多的MEMS器件，所以手机可能是所有应用中的最大的市场。
然而，除非高端手机领域，否则，价格就是一个重要因素，因为大多数手机用户是付费给提供移动电话服务的公司，而不是给手机本身的。不过，由于 Akustica的麦克风是按标准的CMOS工艺集成的，因而，当在这些芯片上能够集成更多数量的麦克风时，即便是最普通的手机都将用得起这些MEMS麦 克风啦。
作者：Roger Allan,特约编辑,《Electronic Design》
不过，Akustica并未因此而止步。第一代AKU2000只是在插件的下面开了一个声洞；第二代AKU2001则能在一个芯片上集成两个麦克风；而 2006年九月问世的数字AKU2004则将集成度提升到了照相机模式，既有了接口和用户选项(图1)。
与其他电介体麦克风相比，这些数字麦克风的噪声免疫性能要高得多。它们对来自诸如射频干扰、电磁干扰和电源波动一类的噪声源均具有免疫力。
这种表面装配插件的尺寸是4*4*1.8毫米，在115dB声压级别的总谐波失真小于10%，其输出为脉冲密度可调制的一个一位数字串，可以用一个位于像 音频codec、DSP或基带电路那样的向下转换式电子器件里的数字式滤波器将该数字串转换为十进制，从而提高设计灵活性。
这一设计赋予多种音频系统使用一个数字总线体系的能力，简化了系统设计并且加快了市场化的速度。由于其寄生效应比其他麦克风低10%，这样的芯片对射频干 扰和电磁干扰信号具有免疫力。它们的工作电压是2.8-3.6V，在能量向下模式下的耗电量小于75A，时钟频率为1-4MHz，信噪比为55dB。
这些器件的高性能使得它们能够飞速进入市场。考虑到这些器件总体上是采用一个标准的CMOS工艺(这意味着器件数量大而能耗很低)制成这样一个事实，这一进步足以成为MEMS技术的里程碑。
VOIP推动了应用的发展
对个人和商业通信而言，VOIP电话和视频会议日渐流行。所以，对用于小型电脑和笔记本电脑的高质量音频器件不断增长的需求正在推动对像Akustica类型的MEMS麦克风芯片的需求。
考虑到小型电脑与其用户之间的距离，这类通话就需要一个更复杂的麦克风。这也正是Fujitsu为自己的LifeBook Q2010笔记本电脑选择了AKU2000的原因所在(图2)。正如Fujitsu电脑系统公司的移动产品高级营销总监Paul Moore所说的那样：“对笔记本电脑用户来说，通信能力正变得越来越重要”。
Paul Moore还说：“VoIP、听写以及其他应用对所用器件提供的录制和声音质量提出的要求越来越高。因此，在我们的Q2010笔记本电脑中配置AKU2000使得我们在一个极小的空间拥有了一个真正的超级数字麦克风解决方案”。
正等待上市的微软视窗Vista具有在每台电脑里使用多达四只麦克风的特性，这肯定会增加对MEMS麦克风的需求。“所有主要的笔记本电脑制造商都在他们 的2007年产品的设计中设立了至少一个VoIP平台”。Akustica的产品营销经理Ed Pawlak如是说。
麦克风芯片的潜在市场巨大。Yole Developpement研究公司认为其市场份额将从2005年的1亿美元/年增加到2010年的8亿美元/年。由于Akustica的芯片每1000 片批次的成本少于4美元，所以它有理由对其MEMS麦克风的销售感到乐观。Akustica的营销和产品管理副总裁Davin Yuknis是样说的：“我们预计明年的数字麦克风销售将达到数千万个”。
广泛合作
对Akustica的MEMS麦克风感兴趣者不止Fujitsu一家。Ricoh公司也正在与Akustica合作以推进声音和VoIP的应用。事实上，Ricoh已经开发了一款新型照相机，它可以通过USB端口实现音频和视频的最优化。
由此不难预见：这两家公司将怂恿计算机生产商使用一个完全集成的音频/视频USB照相机解决方案。它们提供了一个参考设计，该设计将一个Akustica 的AKU2004麦克风阵列与Ricoh的R5U872 USB 2.0音频/视频接口控制器(该控制器具有4通道数字麦克风接口)配在了一起。
与此同时，IDT是第一家在Akustica认证的Codec项目中获得生产许可的codec生产商。Codec项目用于验证将一个Akustica数字 麦克风成功地集成进其他产品所需的全部性能。用IDT电脑音频产品副总裁兼总经理Phil Bourekas先生的话来说就是：“参与这一项目表明我们的目标就是帮助推动正在进行的PC市场的改进和创新”。
此外，还有其他方面的应用。Akustica预见到了一个广阔的市场，不仅为它的硅片麦克风，而且为它的CMOS MEMS传感器技术的全部产品。它将“敏感硅片”作为产品商标，以图描绘出一个平台，在此之上建立一个单片集成电路模拟和数字敏感系统，用来听、说和感知 围绕在它周边的世界。
Akustica预见CMOS MEMS可在加速计、陀螺仪、射频元件、信号处理芯片、麦克风、混合传感器、声音信号到无线因特网的入口以及智能麦克风阵列等方面找到用途。就潜在意义而 言，由于在消费产品中手机使用最多的MEMS器件，所以手机可能是所有应用中的最大的市场。
然而，除非高端手机领域，否则，价格就是一个重要因素，因为大多数手机用户是付费给提供移动电话服务的公司，而不是给手机本身的。不过，由于 Akustica的麦克风是按标准的CMOS工艺集成的，因而，当在这些芯片上能够集成更多数量的麦克风时，即便是最普通的手机都将用得起这些MEMS麦 克风啦。
作者：Roger Allan,特约编辑,《Electronic Design》
