根據Counterpoint發布的市場跟蹤數據,盡管面對新冠疫情帶來的經濟危機,不斷增長的移動視頻應用,以及智能手機制造商取消耳機插孔(甚至不附贈耳機),仍推動全球TWS耳機市場在2020年第三季度的季度環比增長了24%,預計2020年的整體出貨量將略高于最初的市場預期。
另一方面,疫情帶來的“非接觸式”需求推動了門禁控制、電梯控制、信息顯示等應用逐漸向語音交互轉變,越來越多的智能語音設備支持“永久在線(Always On)”的語音喚醒。此外,在家辦公、遠程辦公已成氣候,人們越來越接受線上會議、視頻辦公等“新常態”,這對高性能麥克風陣列和語音捕獲算法提出了新要求。綜合來看,2020年新冠疫情突如其來的短期挑戰,并沒有對MEMS麥克風的市場需求帶來多大影響,預計2020年MEMS麥克風出貨量仍將實現兩位數的快速增長。
“支持Always On語音喚醒的設備,一般采用CPU/AP/DSP以10 ms間隔反覆啟動并偵測用戶的語音信息,以判斷是否有喚醒語音輸入。這種CPU/AP/DSP不間斷工作方案,使系統靜態電流很大(>10 mA),縮短了電子產品的電池續航時間。我們的新款MEMS麥克風ZT6311內建語音活動監測(Voice activity Detection,VAD)功能,采用多模式(Multi-mode)模擬前端(AFE),VAD算法消耗的靜態電流極小,可大大提升電子產品的電池續航時間。”鈺太科技有限公司副總經理莊育民在接受麥姆斯咨詢采訪時表示,“高品質遠場拾音需要高性能麥克風陣列,MEMS麥克風靈敏度正負誤差需要控制在±1 dB以內。另外,主動降噪還要求MEMS麥克風低頻響應好,鈺太科技可以做到最低10 Hz有響應。”
無錫芯奧微傳感技術有限公司銷售副總顧悅在受訪麥姆斯咨詢采訪時表示:“TWS耳機目前已經被各大智能手機廠商和AIoT企業認可為未來兩年最可見增長的智能終端,依然將是MEMS麥克風未來兩年的重要增長點。除此之外,高度集成化的智能可穿戴設備以及更多應用場景下的智能家居,也將有力推動MEMS麥克風的需求增長。”芯奧微自2010年起從事MEMS傳感器的研發和生產,現已逐步發展成中國知名的MEMS麥克風專業品牌制造商。
針對當前熱門應用對MEMS麥克風提出的新要求,顧悅補充說:“主動降噪和高品質拾音需求,對MEMS麥克風的信噪比(SNR)、聲學過載點(AOP)、更低的低頻截止頻率和相位一致性提出了更高的要求。為此,芯奧微將在2021年推出系列高SNR(70~72 dB)、高AOP的智能數字麥克風,以及一款超低功耗的模擬麥克風(<30 uA)。”
TDK在2020年中推出了一款全球超低功耗的脈沖密度調制(PDM)麥克風InvenSense T3902,這款麥克風在3.5mm x 2.65mm x 0.98mm的封裝中提供了效率極高的185 μA超低功耗模式(Always On)、64.5 dB的高信噪比和120 dB的高聲學過載點,支持遠場通信(視頻和電話會議),可在嘈雜的環境中實現清晰的音頻捕捉。“T3902是目前市場上功耗最低的PDM麥克風,旨在滿足高性能、超低功耗音頻市場不斷增長的需求。”TDK InvenSense音頻產品董事總經理Kieran Harney評價稱,“TDK在可穿戴設備和物聯網領域具備強大的實力,全系列MEMS麥克風使我們成為解決客戶音頻挑戰的理想合作伙伴。”
3、MEMS氣體傳感器,為新興的健康和環境應用打開了大門
隨著智能化、信息技術的發展,工業轉型升級、環境監測、空氣品質改善、智能家居、醫療器械開發等各個領域對氣體傳感器的需求持續升級,新興的細分應用不斷涌現。
目前市場上的氣體傳感器,以半導體、電化學、催化燃燒、光學等技術為主。其中,光學原理(紅外、光散射等)的氣體傳感器出現及應運較晚,技術難度較大、成本較高,目前所占市場份額較小。根據Yole統計,2017年全球氣體傳感器市場中電化學、紅外、半導體技術共同占據了95%以上的市場份額,其中,電化學、半導體、紅外技術的氣體傳感器占比分別達44.2%、38.3%和15.1%,催化燃燒、光電離子探測、超聲波氣體傳感技術的市場份額占比較低,分別為1.5%、0.5%和0.4%。
全球氣體傳感器領先企業主要集中在美國、日本和歐洲地區,主要包括:城市技術、費加羅、安費諾、博世、盛思銳、艾邁斯半導體等。國內企業在技術水平上整體仍處于追趕階段,研究和產業化相對成熟的領域主要是半導體和催化燃燒氣體傳感器,這兩類在國內市場占有率較高,并具有較強的國際競爭力,在電化學和紅外氣體傳感器領域起步晚,缺乏系統深入的研究,相較國際廠商影響力較弱。國內氣體傳感器代表企業主要有:漢威科技(旗下煒盛電子)、四方光電、攀藤科技、慧聞科技、睿感(ScioSense)、戴維萊傳感、武漢微納、合肥微納等。