敏芯股份：高可靠性电容式MEMS麦克风在车载中的应用

MEMS 2022-05-24 00:00 1704浏览 0评论 0点赞

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电容式MEMS麦克风

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采用MEMS技术制造的电容式硅麦克风在小型化、性能、可靠性、环境耐受性、成本及量产能力上与ECM（Electret Capacitance Microphone）相比具有巨大优势，一经推出变迅速占领手机、PDA（Personal Digital Assistant）、耳机等消费电子产品市场。

而随着半导体电子行业快速发展，芯片制程及封装技术的快速迭代。MEMS硅麦克风产品在保证性能稳步提升的情况下，芯片及封装成品的可靠性均得到很大的提升，已可满足于更高可靠性、更高性能要求的汽车应用，如汽车人机交互，ANC（Active Noise Cancellation），RNC（Road Noise Control）等需求。

电容式MEMS麦克风工作原理

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采用MEMS技术制造的硅麦克风通常由两层平行板组成，一层为固态背板，一层为弹性的可移动膜片，膜片和背板形成可变电容器。膜片响应于入射的声波而移动，以改变电容，并且由此产生用于表示入射声能的电信号，实现声音信号到电信号的转变。

车载应用

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车内多位置的MEMS麦克风应用，大致分为语音交互与噪声自消除功能。

1）语音交互：

车内多位置的语音交互是智能座舱的入口，包括语音识别、唤醒、定位等功能。能够操控导航、打电话、查找附近好吃的、操作空调和车窗甚至讲冷笑话等，语音交互能够实现的功能越来越多，也呈现出逐渐取代物理按键和多点触控，成为车厢内主流人机交互方式的趋势。

（图片来源于网络侵删）

2）主动降噪：

汽车ANC主动降噪的工作原理：所有的声音都由一定的频谱组成，通过找到一种声音，其频谱与所要消除的噪音完全一样，只要相位相反就可以将这噪声中和抵消掉，从而实现降噪效果，车载ANC可用于消除发动机和传动系统噪音等，目前一般应用在高端车型中。

解决方案

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为了满足车载应用的质量需求，敏芯及全资子公司德斯倍电子通过了车规行业的质量体系IATF16949的认证。IATF 16949是国际汽车行业的技术规范，是基于ISO9001的基础，加进了汽车行业的技术规范。该体系旨在指导与规范企业生产按照汽车行业标准“保供”，确保能及时并可持续地提供稳定满足质量要求的产品。

产品方面，敏芯股份推出两款高可靠性模拟、数字MEMS麦克风，并均满足汽车市场AEC-Q100/Q103可靠性要求。

在汽车类音频应用领域（如用户与智能汽车的语音交互），对MEMS麦克风的工作温度范围提出了更高的要求：−40至105℃（通常消费类产品的工作温度为−40至85℃）。该麦克风的工作温度范围为-45至105℃，灵敏度具有高一致性，可控制在±1dB之内。

其次，两款MEMS麦克风还具有130dB SPL的High AOP（Acoustic Overload Point），可以在嘈杂环境下获取音频指令，适合车载应用中进行语音交互。此外，两款MEMS麦克风产品均为ANC MIC，较平的低频频率响应；66dB 的High SNR（Signal-Noise Ratio）。将高SNR与高AOP相结合，两款MEMS麦克风适合作为车载，ANC应用。