敏芯股份：高可靠性電容式硅麥克風在車載中的應用

發布時間：2022-05-18
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敏芯股份：高可靠性電容式硅麥克風在車載中的應用

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?高可靠性電容式硅麥克風在車載中的應用

敏芯股份

電容式硅麥克風

采用MEMS（Micro-Electro-Mechanical System）技術制造的電容式硅麥克風在小型化、性能、可靠性、環境耐受性、成本及量產能力上與ECM（Electret Capacitance Microphone）相比具有巨大優勢，一經推出變迅速占領手機、PDA（Personal Digital Assistant）、耳機等消費電子產品市場。

而隨著半導體電子行業快速發展，芯片制程及封裝技術的快速迭代。MEMS硅麥克風產品在保證性能穩步提升的情況下，芯片及封裝成品的可靠性均得到很大的提升，已可滿足于更高可靠性、更高性能要求的汽車應用，如汽車人機交互，ANC（Active Noise Cancellation），RNC（Road Noise Control）等需求。

電容式硅麥克風工作原理

采用MEMS技術制造的硅麥克風通常由兩層平行板組成，一層為固態背板，一層為彈性的可移動膜片，膜片和背板形成可變電容器。膜片響應于入射的聲波而移動，以改變電容，并且由此產生用于表示入射聲能的電信號，實現聲音信號到電信號的轉變。

車載應用

車內多位置的硅麥克風應用，大致分為語音交互與噪聲自消除功能。

1）語音交互：

車內多位置的語音交互是智能座艙的入口，包括語音識別、喚醒、定位等功能。能夠操控導航、打電話、查找附近好吃的、操作空調和車窗甚至講冷笑話等，語音交互能夠實現的功能越來越多，也呈現出逐漸取代物理按鍵和多點觸控，成為車廂內主流人機交互方式的趨勢。

2）主動降噪：

汽車ANC主動降噪的工作原理：所有的聲音都由一定的頻譜組成，通過找到一種聲音，其頻譜與所要消除的噪音完全一樣，只要相位相反就可以將這噪聲中和抵消掉，從而實現降噪效果，車載ANC可用于消除發動機和傳動系統噪音等，目前一般應用在高端車型中。

解決方案

為了滿足車載應用的質量需求，敏芯及全資子公司德斯倍電子通過了車規行業的質量體系IATF16949的認證。IATF 16949是國際汽車行業的技術規范，是基于ISO9001的基礎，加進了汽車行業的技術規范。該體系旨在指導與規范企業生產按照汽車行業標準“保供”，確保能及時并可持續地提供穩定滿足質量要求的產品。

產品方面，敏芯分別推出一款模擬、一款數字MEMS硅麥克風，具有更高可靠性，均滿足汽車市場AEC-Q100/Q103可靠性要求。

在汽車類音頻應用領域（如用戶與智能汽車的語音交互），對MEMS麥克風的工作溫度范圍提出了更高的要求：−40至105℃（通常消費類產品的工作溫度為−40至85℃）。該麥克風的工作溫度范圍為-45至105℃，靈敏度具有高一致性，可控制在±1dB之內。

其次，兩款麥克風還具有130dB SPL的High AOP（Acoustic Overload Point），可以在嘈雜環境下獲取音頻指令，適合車載應用中進行語音交互。此外，兩款麥克風產品均為ANC MIC，較平的低頻頻率響應；66dB 的High SNR（Signal-Noise Ratio）。將高SNR與高AOP相結合，兩款麥克風適合作為車載，ANC應用。