Vesper应该继续专注于将压电MEMS麦克风推向市场

据麦姆斯咨询报道，近年来压电MEMS技术的发展取得了巨大进步，例如总部位于美国马萨诸塞州波士顿的Vesper Technologies（以下简称Vesper）的压电MEMS麦克风、Chirp Microsystems公司用于测距的PMUT（压电式MEMS超声波换能器）传感器、总部位于奥地利格拉茨的USound公司将压电薄膜用于音频扬声器等。这些企业都是推动压电MEMS技术快速发展的功臣。

eeNews Europe近日采访了Vesper首席执行官Matt Crowley，就压电MEMS的前景以及Vesper进入相关市场的时机等问题进行了专访。

Vesper首席执行官Matt Crowley

Crowley首先声明Vesper没有宣布过进军扬声器市场的公告，从技术到产品都采用MEMS换能器的复杂性不应低估。他还补充道，作为一家小公司，Vesper应该继续专注于将压电MEMS麦克风推向市场。

Vesper压电MEMS麦克风

“我们是压电MEMS的坚定拥护者。我们是最早使用该技术的公司之一，现在我们已进入量产阶段。”Crowley说，“这就像建造一座摩天大楼，似乎花了很多时间在夯实地基上，但是一旦地基完成，摩天大楼就会很快竣工。”Crowley接着说道：“我们制定了改进压电材料的路线图。尽管可以使用替代材料，但我们仍使用氮化铝（AlN）。压电传感器完全能够遵循比例规律。

如果将薄膜厚度减半，就可以将薄膜面积和芯片尺寸缩小一半。虽然目前我们正在使用物理气相沉积（physical vapor deposition，PVD）来溅射氮化铝，但我们也仍继续对减少薄膜厚度的工艺进入投资。将来也会采用其他的物理沉积技术。”Crowley说，原子层沉积（atomic layer desposition，ALD）工艺更昂贵，但优点是便于控制，且薄膜厚度更薄，厚度通常是纳米级而不是微米级。

“我们目前正在与Globalfoundries合作，但总的来说，MEMS代工厂更倾向于使用滞后的工艺技术，无论是在光刻还是沉积工艺。”Crowley说，“氮化铝是一种很好的材料，可以通过掺杂来改变其特性。我们有点像材料不可知论者。但不得不承认新材料将有助于提高灵敏度。”Crowley补充说道：“作为一家创业公司，我们倾向于在从研究到研发的这个过程中更加努力。”压电MEMS麦克风的灵敏度已经领先了，难道还不够好吗？“

在智能手机市场，现有麦克风已经满足了大部分的需求。但是有些应用对灵敏度要求会更高，用于主动降噪（automatic noise reduction，ANR）耳机的麦克风就是其中之一。高灵敏度允许我们就芯片尺寸与灵敏度做权衡。此外，一旦你开始制造性能更佳的麦克风，人们就会立马开发出对应的应用程序。”

压电式麦克风 vs. 电容式麦克风

Crowley列举了高动态范围麦克风的例子，它可以放置在距离工业机械中的噪声源特别近的地方或诸如此类的地方。此时压电在这些应用变得非常有利，因为它能够防尘。“压电MEMS的另一有用属性是，它是对传统工艺相对简单的补充，允许在同一基板上集成多种类型的传感器”，Crowley说。他举了一个例子，涉及温度传感器与音频、超声检测、超声波感应探测的结合。

“超声波技术是我们目前可以做的，但再次开发MEMS产品又是一项重大项目。”提到将多个传感器集成到一块基板，由此引出了麦克风阵列的话题，可作为提高MEMS传感器的性能或改变其功能的手段。

“麦克风阵列正在慢慢发生变化。你本质上得到了方向性和灵敏度的提高，但你所希望得到的麦克风阵列的音频元素可能会减少，这是一种抗衡性驱动。”但Crowley补充说，如果客户需要准备大尺寸芯片，号称某边为两厘米，或是基于FR4的元器件，可能会联想到独立的阵列。在任何情况下，麦克风都需要合理的封装厚度以防止衰减。Crowley说道，考虑到某些防御应用的客户一直在关心Vesper的MEMS麦克风阵列。

然而，Crowley说，未来会有更多通用麦克风阵列。目前，Vesper专注于零功耗监听麦克风，可用作基本的永久在线传感器。“它的设计允许完全断电，除了压电MEMS麦克风和小型监听电路。任何噪音都会使麦克风膜产生振动，但可以设置阈值来唤醒MEMS ASIC的其余部分，然后再唤醒设备。”Crowley说，“这充分表明压电MEMS麦克风阵列对智能音箱、智能遥控器、耳戴式设备更具诱惑。”这表明，虽然智能手机是MEMS麦克风最大的市场，但现在的增长率并不高。部分增长来自设备中的麦克风数量增加。不过，Crowley表示，MEMS麦克风的非智能手机市场正以每年50%的速度增长。这也是Vesper持续关注麦克风市场的另一主要原因。