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Akustica推類比MEMS麥克風單晶片方案

上網時間: 2007年08月15日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:微機電系統  MEMS 

Akustica公司發佈宣稱是全球最小的麥克風。這款僅有1-mm2大小的麥克風採用了一個微機電系統(MEMS)振膜和晶片上互補型CMOS類比電路。該整合晶片佔位面積據稱只有其他雙晶片MEMS麥克風競爭產品的25%。

Akustica的這種小型類比MEMS麥克風非常適用於手機,”Semico Research公司技術長Tony Massimini表示。“而且,採用單晶片的產品可說是意義重大,畢竟在封裝時會佔用較多的空間,而採用單晶片解決方案將使用戶能夠直接把它貼裝在電路板或可撓性基板上,甚至分別根據需求來進行特殊的多晶片封裝。”

其該領域的他競爭公司如樓氏電子(Knowles Acoustics)的類比MEMS麥克風解決方案則採用雙晶片解決方案。例如,Knowles分別貼裝自有的2.5 mm2MEMS振膜晶片,並與ASIC並排置放,再透過線接合把振膜的原始輸出饋入ASIC。這種雙晶片解決方案採用4.72 x 3.76 mm 的17.75 mm2的封裝。

“其他MEMS麥克風都必須進行封裝,這也使得其產品面積變得相當大,”Bourne Research公司首席分析師Marlene Bourne指出。“而Akustica的麥克風是一顆CMOS晶片,無需傳統封裝,就可以直接貼裝在印刷電路板上,或者可以和手機等小型電子設備中的其他ASIC一起整合在一個封裝中。”

Akustica的上一代單晶片MEMS麥克風是數位式的,且必須內建A/D轉換器電路,故其尺寸比較大,採用的是4 x 4 mm的封裝。為了節省晶片面積,目前這款全新的設計已放棄了數位電路,“我們一直致力於縮小類比部份的尺寸,現在我們終於可以發佈全球最小的類比麥克風了,”Akustica公司創始人之一的Ken Gabriel表示。

迄今為止,Akustica所宣佈的所有設計訂單都是採用其數位式麥克風的,尤其是Gateway和富士通的筆記型電腦。現在,這家位於美國匹茲堡的Akustica公司也希望能夠打入類比麥克風市場。

Knowles Acoustics目前在數十億部規模的手機市場已擁有好幾項設計訂單。隨著Akustica類比麥克風的推出,行動電話廠商有了第二個MEMS麥克風的供貨來源。丹麥Sonion MEMS公司也正設計MEMS麥克風,不過根據分析師Bourne透露,該公司尚未量產。英飛凌也發佈了一款瞄準手機廠商的MEMS麥克風,但也還沒有發佈任何設計訂單。

“Knowles Acoustics在類比MEMS麥克風方面已領先多年,但也因為市場上沒有第二家相關產品的貨源可供比較,他們曾陷入難以說服手機廠商採用其元件的困境,”Bourne提到。“所以,Akustica進入這一市場其實對兩家公司都有所助益。因為現在手機廠商在設計時中便會較願意採用具有兩家MEMS麥克風的產品選擇。”

“目前的手機市場已達到數十億部的規模,因此對於Akustica、Knowles、Sonion和英飛凌等公司來說,市場空間仍無限廣闊,”Bourne表示。

避免雜訊

雖然Knowles、Sonion和英飛凌都宣稱雙晶片MEMS解決方案是更具成本效益的選擇,但Akustica則主張它所開發的晶片尺寸小得多,在成本方面可與任何雙晶片產品競爭。此外,根據Akustica公司表示,這種晶片還能夠避免手機等設備中因電路過於密集而造成的雜訊問題。特別是在來自MEMS振膜的訊號通過ASIC後,開關的瞬變現象會被放大。

“對於行動電話應用,我們的單晶片解決方案所具有的抗電磁干擾能力比雙晶片解決方案更強得多,特別是對那些在晶片之間使用線接合的應用而言──事實上,幾乎沒有什麼接線會像天線一樣引起雜訊干擾,”Gabriel表示。

雙晶片MEMS製造商也表示,他們能夠客製其解決方案中的第二顆晶片──包含CMOS電路的ASIC──以滿足不同元件的特定要求。但是Akustica則說明,由於其整顆晶片都是CMOS,包括MEMS元件在內,因此能夠客製整個晶片。

“我們認為,目前採用類比麥克風的許多設計人員都能夠使用我們所推出的1mm2麥克風現貨,”Gabriel表示。“但有鑒於它只是另一款CMOS晶片,因此,相較於為雙晶片解決方案重新設計一款ASIC的時間而言,我們根據特定客戶要求修改其設計所需的時間可能更快。”

根據分析師表示,Akustica的這款麥克風已經擁有一家客戶了,但該公司尚未正式發佈該設計訂單。

Akustica的CMOS晶片目前交由X-FAB半導體的晶圓廠製造。而Dalsa公司則為Akustica公司的單晶片解決方案進行移除基板材料的最後階段,並釋放機械元件,使其可順利轉換為CMOS MEMS晶片。

作者:羅克鈴




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