中国企业主导，全球最大的电子产业链看上了这条MEMS赛道，产品有望加速普及！
近日，全球首个MEMS扬声器行业标准——《MEMS 微型扬声器通用技术要求》团体标准正式发布。
MEMS，即微机电系统（Micro electronic mechanical system），是将微电子技术与机械工程融合到一起的一种工业技术，它的操作范围在微米尺度内。MEMS技术是实现微型化、智能化和集成化的关键技术之一。它使得各种传感器和执行器得以小型化，为更先进更便携的智能设备提供了可能。
当前，MEMS技术已经发展出多种多样的产品，包括压力传感器、加速度计、陀螺仪、麦克风、扬声器、振荡器、喷墨打印头等，其中，许多MEMS器件已经被广泛商用，并且颠覆了多个行业。（相关内容参看《5种商用最成功的MEMS传感器，颠覆了这些行业》）
MEMS扬声器作为年轻的MEMS器件，随着技术的成熟，近几年逐渐获得市场的关注，目前在全球范围内，MEMS扬声器技术仍没有广泛使用的统一标准，一定程度上制约了MEMS扬声器产品的推广。
▲来源：中国标准化研究院
本次《MEMS 微型扬声器通用技术要求》的发布，意味着全球首个广泛使用的MEMS扬声器统一标准来了！
值得一提的是，该标准由中国企业及团体主导，起草单位包括了：
深圳市音响行业协会、美特科技（苏州）有限公司，深圳市韶音科技有限公司、USOUND GmbH、瑞声开泰科技（武汉）有限公司、立讯精密工业股份有限公司、歌尔股份有限公司、合肥领航微系统集成有限公司、苏州感测通信息科技有限公司、深圳市盛佳丽电子有限公司、苏州声学产业技术研究院有限公司、精拓丽音科技（北京）有限公司、智联音频科技（深圳）有限公司
其中，除了USOUND GmbH为奥地利领先的MEMS扬声器企业外，均为中国团体，包括了瑞声科技、歌尔股份等中国MEMS产业巨头。
20年前，MEMS喷墨打印头在打印机里广泛使用，取代了传统的机械式打印头，使惠普、佳能等打印机厂商成为MEMS领域巨头。
10年前，随着智能手机崛起，MEMS麦克风被广泛应用，取代传统的驻极体麦克风，我国多个MEMS企业借着这股东风崛起，譬如歌尔股份、瑞声科技、敏芯股份都是我国乃至全球MEMS麦克风的市场领导者。
在这些浪潮中，中国企业都是追随者。今天，中国企业参与拟定MEMS扬声器技术全球首个标准，意味着中国企业在全球MEMS扬声器产业中占据领先位置。
该标准将于2024年12月25日开始实施，具体而言，《MEMS 微型扬声器通用技术要求》规定了：
本文件规定了 MEMS 微型扬声器（以下简称“MEMS_SPK”）的标号、等级与产品规格书、测量条件、技术要求、测量方法、检验规则、包装运输与贮存。本文件适用于典型工作频率范围为20Hz～100kHz、振膜（或声辐射体）最大尺寸在 60 mm 以内的按照使用 MEMS 工艺制成的单个或模组性微型扬声器。包含基于压电原理、动圈原理、动磁原理、静电原理的MEMS型发声器件。
▲来源：中国标准化研究院
随着该标准的推出，也向外界发出了声音——全球最大的电子产业链看上了这条MEMS赛道！
作为全球最大、拥有最完整电子制造产业链的国家，中国企业主导制定、实施首个MEMS扬声器团体标准，从侧面反映了中国企业对该MEMS技术市场潜力的看好，接下来，在中国企业强大的制造实力下，相关MEMS扬声器产品有望快速推向全球市场，从而加速MEMS微型扬声器技术的普及。
未来6年复合年均增长率达180%！市场爆发前夕，资本进入！博世、中金等巨头看好MEMS扬声器赛道
据知名产业研究机构Yole此前发布的《MEMS产业现状2023》报告预测，全球MEMS微型扬声器2022-2028年复合年均增长率（CAGR）高达180%，是未来6年增长最快速的MEMS细分领域，而全部MEMS器件的CAGR为5%。
多方资料显示，目前早期 MEMS 扬声器产品已经开始放量，例如内置MEMS扬声器企业USound MEMS扬声器的智能眼镜 2021 年在美国收入达到百万级美金。
▲来源：Yole
越来越多的行业巨头注意到MEMS扬声器这条处于市场爆发前夕的MEMS赛道，今年6月份，我国MEMS微型扬声器初创企业——地球山（苏州）微电子科技有限公司（下文简称：地球山），获得新一轮战略融资，由知名资本中金公司及中金资本投资。
▲来源：天眼查
地球山是全球领先的MEMS扬声器企业，地球山的创新技术平台正在颠覆传统扬声器的发声方式，并将引发一场产业革命，预计将带动超过1000亿美元的全球市场。
地球山的数字MEMS扬声器芯片采用MEMS+数字音频算法技术，将声波像素化，通过半导体工艺实现在发声端的数字化。相比传统的动圈纸盆技术，地球山的技术突破了传统发声原理，将音频质量提高到了一个全新的水平。地球山团队自2018年起，开始与以色列Audio Pixels合作，并不断的提高自身的研发创新能力，地球山在MEMS结构、制造工艺、信号处理、音频算法和封装等领域都拥有创新突破。
▲来源：地球山
2022 年 4 月 28 日，全球MEMS龙头企业博世（Bosch），收购了总部位于德国的MEMS 微型扬声器专家 Arioso Systems，从而向业界宣布大举入局MEMS扬声器领域，这为博世 MEMS 产品组合带来扩充，同时也吹响全球MEMS扬声器市场增长的号角。
Bosch Sensortec认为，MEMS扬声器未来或许成为博世在MEMS领域的又一发力点：
“声学对我们而言是个新的领域”——Bosch去年收购了MEMS扬声器厂商Arioso Systems，这对Bosch而言，应该是非常重要的一步——“我们通过收购获得了很棒的技术，产品现在还没有上市”，Sebastien在采访中反复提到了MEMS扬声器产品，言及Arioso的技术很独特，在传感器尺寸、功耗方面很出色，未来大概可以期待一下。
▲博世MEMS传感解决方案产品组合（来源：博世）
什么是MEMS扬声器技术？与其他技术对比有什么优劣？以 TWS 和入耳式设备进入市场
扬声器的种类很多，在个人音频及智能穿戴市场，主流应用包括了动圈单元（动态驱动器）和动铁单元（平衡电枢驱动器）两种。目前的主流方案是动圈保留，动铁被MEMS扬声器替代。
MEMS扬声器是一种新兴的扬声器技术，是将电信号转变为声信号的微型换能器，其核心组件（例如执行器/驱动器、振膜、热声膜等）利用MEMS技术在半导体材料上制造而成。MEMS扬声器工作原理主要有四种：压电式、电动式、静电式、热声式。
当前，压电式MEMS 扬声器占据主流，以USound、xMEMS为代表的压电式MEMS扬声器创业公司不断打磨技术能力并完善产业链，多款MEMS扬声器新产品应运而生并逐步渗透至可穿戴及便携式设备，以取代平衡电枢式扬声器等传统扬声器。
压电式 MEMS 扬声器的工作原理是使用压电薄膜作为有源元件，当施加电压时会发生变形，这种机械偏转使周围的空气发生位移并产生声波。
▲MEMS扬声器工作原理示意图（来源：麦姆斯咨询）
与平衡电枢扬声器相比，MEMS 扬声器可以提供显着的尺寸优势。
该技术的一个主要优点是它与硅工艺的兼容性，这意味着它可以以低成本大规模和极小尺寸生产。例如，USound 扬声器中的 MEMS 电机厚度不到 0.5 毫米，比其电动同类产品小一个数量级。
此外，MEMS扬声器可以定向发声，增加智能手机免提的效果和通话私密性。目前MEMS扬声器驱动距离1-1.5m，理想是驱动距离5-8m的距离，如果MEMS扬声器能做到5-8m的声音传输距离，那么在电视机市场、智能家居市场的应用会迅速升温。
除了尺寸之外，MEMS 扬声器还具有极低的功率（由于其高固有阻抗的结果）以及出色的音频质量。MEMS 扬声器也可以构建在与放大器相同的 PCB 基板上，从而节省电路板空间，有利于系统集成商添加更多传感器以实现更多功能，或者采用更大容量的电池以提升系统的运行时间。
▲使用三种不同扬声器在 94 dB SPL 时测得的电流消耗：USound MEMS 扬声器、Knowles 26824 平衡电枢扬声器和 Samsung HS330 动圈扬声器（来源：USound）
因为MEMS扬声器使用硅工艺进行全自动化生产线制造，而平衡电枢式扬声器需要手工组装，因此，随着技术进步和大规模量产，MEMS扬声器还具有低成本、低功耗、高可靠性、易于集成等优点。
▲MEMS扬声器构建于PCB基板中（来源：Usound）
目前，几乎所有MEMS扬声器初创企业的切入点都是 TWS 和入耳式监听器以及有线/无线耳戴式设备。 市场上，TWS 、耳戴式设备等MEMS扬声器产品已经存在。在未来几年，预计产量将迅速提升。
除 TWS 和入耳式设备外，智能手机、汽车电子等将成为MEMS扬声器的下一个广阔应用市场。
结语：这次能重现前辈的成功吗？
自从诞生以来，MEMS技术总被认为是可以创造奇迹的技术，并成功颠覆了许多应用领域。
最初MEMS麦克风被集成到第一款摩托罗拉RAZR手机中，之后，随着智能手机兴起，传统的驻极体麦克风被MEMS麦克风替代，退出历史舞台。中国MEMS企业，歌尔股份、瑞声股份、敏芯股份等抓住了这股浪潮迅速成长。
同样，因为智能手机创新的交互需要，MEMS陀螺仪和加速度计开始变的流行，应美盛果断从向任天堂等掌上游戏机厂商提供MEMS传感器，转而推出面向手机的MEMS惯性传感器，从而应美盛的MEMS业务获得了飞速成长。
扬声器是目前智能设备里，极少数未被MEMS替代的器件，这个已有数十年历史的行业将在未来几年被MEMS所颠覆。
未来，或许我们就能在身边的TWS、手机、电脑等各种设备中看到MEMS扬声器的身影，就如同今天无处不在的MEMS麦克风一样。
MEMS扬声器能重现前辈的成功吗？