飛兆數字麥克風技術提升移動用戶體驗

　　摘要

　　隨著麥克風技術和小信號模數轉換(A/D)集成電路的進步，駐極體電容式麥克風(ECM)現在已經能夠提供數字音頻輸出，這就為麥克風這類產品的應用開辟了一個新的領域。多年來，制造商一直都在致力于提高ECM的性能，比如靈敏度、信噪比(SNR)、回流焊接性和A/D轉換器性能。如今，不僅A/D轉換器IC有了相當大的進步，能實現高性能數字麥克風，而且現在麥克風可采用MEMS技術制作，這兩方面的發展成果也在融合當中。本文將介紹現代移動麥克風的一些關鍵市場及技術發展前景。

　　1. 背景

　　隨著麥克風技術和小信號A/D集成電路的進步，駐極體電容式麥克風(ECM)現在已經能夠提供數字音頻輸出，這就為手機、平板電腦和PC等領域的麥克風應用，比如回聲消除、風噪聲過濾及其它先進的音頻處理，開辟了一塊新的疆土。數字麥克風具有更強的抗拾音噪聲能力，而由于系統在緊湊空間里整合了大量的噪聲源，如蜂窩無線電IC、藍牙和WiFi IC、超快速應用處理器及其它眾多器件，這一點顯得越來越重要。

　　多年來，制造商一直在努力提高ECM的性能，如靈敏度、信噪比(SNR)、回流焊接性能和A/D轉換器性能。不僅A/D轉換器IC有了相當大的進步，能實現高性能數字麥克風，而且現在麥克風可采用MEMS技術制作，這兩方面的發展成果也在融合當中。

　　2. 市場狀況

　　ECM 及 MEMS A / D轉換器正在嶄露頭角，挑戰傳統的結型場效應晶體管(JFET)過去數十年間在麥克風領域的霸主地位。現在，以具成本效益的價格就能獲得數字音頻輸出麥克風，這就讓麥克風能夠設計在手機、平板電腦或PC中的任何位置，而不像模擬輸出麥克風那樣受到限制。

　　MEMS麥克風使用了一層硅隔膜，而這種硅隔膜是通過微機電技術在半導體上蝕刻壓力感測膜片而制成。

　　MEMS的優勢(相比ECM)

　　固有平坦的溫度系數(無需溫度補償)
　　更易于裝配
　　回流焊接的耐熱性更好(性能不因熱應力而改變)

　　MEMS的缺點(相比ECM)

　　帶寬較窄
　　MEMS隔膜比較脆弱
　　成本稍高(目前暫時)

　　麥克風的市場規模大大超過了采用它們的設備的量，原因很簡單，即先進音頻處理功能，如三維環繞聲、回聲消除和噪聲消除等，需要的麥克風不止一個。這種倍增效應推動了麥克風市場所有領域的增長。數字ECM領域現在已開始增長，其后是數字MEMS領域，預計到2014年數量將超過8.5億個。　　

圖1 麥克風市場規模

　　飛兆半導體作為模擬IC產品的領導廠商，為適應這一數字化趨勢，正在積極利用ECM麥克風中的第四階Σ- Δ(sigma-delta)技術來開發高性能前置放大器+A/D麥克風IC。