MEMS麦克风的应用优势加速取代传统驻极体麦克风

    愿景：完全集成的单芯片高级麦克风音频系统

    想象一下尺寸不到手表大小并带有集成麦克风的微型单芯片手机。想象一下内置麦克风的单芯片蓝牙耳机。

    想象一下比普通麦克风小的多并带有集成回声抵消和噪声消除系统的麦克风。

    新型MEMS（微型机电系统）技术的市场潜力包括麦克风还有待挖掘。但是第一批采用这种技术的产品如MEMS麦克风已经在多种应用中体现出了诸多优势，特别是中高端手机。

    半导体传感器替代传统传感器并打开新的应用领域

    MEMS及其它半导体系统包含光学、电磁、射频、机械和微流体工作原理。基于这些系统的传感器有温度、磁场、指尖、加速度、压力或气流传感器。

    基于MEMS技术的压力传感器包括复杂的汽车轮胎压力监测系统、简单的用于测高计和MEMS麦克风的消费设备压力传感器。

    半导体传感器不仅替代了传统传感器，而且打开了新的应用领域，比如消费设备（游戏控制器或手机）中的加速度传感器。

    MEMS麦克风不仅取代了现有麦克风，而且为应用带来了新的价值。

    MEMS麦克风的工作原理是将一个微型电容器蚀刻到半导体中

    英飞凌麦克风SMM310内含两块芯片：MEMS芯片和ASIC（专用集成电路）芯片。两颗芯片被封装在一个表面贴装器件中。如图1所示。MEMS芯片包括一个刚性穿孔背电极和一片弹性硅膜。

    MEMS芯片用作电容，将声压转换为电容变化。MEMS芯片的截面图如图2所示。在英飞凌的设计中，硅膜的典型直径为900μm左右。在该设计中，弹性硅膜的面积在总的芯片表面中是最大的。因此，优化了特定芯片尺寸上的信噪比。

    ASIC芯片用于检测MEMS电容变化，并将其转换为电信号，传递给相关处理器件，如基带处理器或放大器等。ASIC芯片是标准的IC技术。因此，这种双芯片式方法能够快速向ASIC增添额外功能。这种功能既可以是额外构件，如音频信号处理、RF屏蔽，也可以是任何可以集成在标准IC上的功能。

    MEMS麦克风外型小巧，功能强大，并且可进行回流焊接，而不会降低灵敏度

    今天我们使用的大多数麦克风都是驻极体电容器麦克风(ECM)，这种技术已经有几十年的历史。ECM的工作原理是利用具有永久电荷隔离的聚合材料振动膜。

    与ECM的聚合材料振动膜相比，MEMS麦克风在不同温度下的性能都十分稳定，不会受温度、振动、湿度和时间的影响。由于耐热性强，MEMS麦克风可承受260℃的高温回流焊，而灵敏度不会有任何变化。

    MEMS麦克风需要ASIC提供外部偏置。而ECM则不需要这种偏置。有效的偏置将使整个操作温度范围内都可保持稳定的声学和电气参数。

    传统ECM的尺寸通常比MEMS麦克风大，并且不能进行SMT操作。SMT回流焊简化了制造流程，可以省略一个制造步骤，而该步骤现在通常以手工方式进行。这种麦克风现在是标准的SMT元器件，像其它SMT元器件一样，它不需要进行特殊处理。