今年以來，由于Amazon Echo，Google Home的持續(xù)火熱，加上蘋果和小米的相繼入局，被譽為未來家居中控最好選擇的“智能音箱”市場進入了大爆發(fā)階段，進而給上游供應鏈帶來了巨大利好。除了聯(lián)發(fā)科和瑞芯微這些做主控的廠商以外，智能音箱“控制入口”所依仗的MEMS麥克風繼續(xù)智能手機時代大熱之后，再次迎來了一波新高潮。

智能音箱將MEMS麥克風推向新的高潮

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)概念的興起，早已存在的智能家居又搭著這股東風重新火熱起來。除了電視、冰箱、空調和風扇以外，如什么電燈、窗簾等也都成為了智能家居廠商“下手”的對象。但是如何控制這些設備，成為開發(fā)者和消費者關注的話題。在經(jīng)歷了不同設備不同遙控器、手機統(tǒng)一遙控、第三方遙控統(tǒng)一這些嘗試以后，終于迎來了智能音箱這個用語音來控制的形態(tài)。

按照這種方向發(fā)展，最后的應用場景就像小羅伯特唐尼在《鋼鐵俠》里面跟Jarvis對話一樣。這樣簡便的操控背后的市場必然巨大，加上入口的吸引了，因此吸引了無數(shù)廠商混戰(zhàn)其中。

Iron Man“吩咐”人工智能機器人Jarvis工作。（sorce：internet）

為了更好地拾取聲音，現(xiàn)在流行的智能音箱都是采用麥克風陣列的架構。根據(jù)科大訊飛的相關科普，所謂的麥克風陣列（Microphone Array），從字面上，指的是麥克風的排列。也就是說由一定數(shù)目的聲學傳感器（一般是麥克風）組成，用來對聲場的空間特性進行采樣并處理的系統(tǒng)。

早在20世紀70、80年代，麥克風陣列已經(jīng)被應用于語音信號處理的研究中，進入90年代以來，基于麥克風陣列的語音信號處理算法逐漸成為一個新的研究熱點。而到了“聲控時代”，這項技術的重要性顯得尤為突出。

科大訊飛繼續(xù)表示，麥克風陣列則能達成語音增強、聲源定位、去混響、聲源信號提?。ǚ蛛x）等功能，這就為在復雜環(huán)境中執(zhí)行語音控制提供了可能。這種多個麥克風組成的陣列大大推動了MEMS麥克風的需求。

Amazon Echo的拆解（綠色圈起來的就是MEMS麥克風S1053 0090 V6，source：ifixit）

以現(xiàn)在最流行的智能音箱Amazon Echo為例，它采用的是環(huán)形6+1的麥克風陣列（上圖綠色標志的位置），其面市迄今近千萬的銷量，加上其他品牌智能音箱源源不斷的需求推動。對于MEMS麥克風的制造商來說，這無疑是一管興奮劑。加上MEMS麥克風在智能手機、智能手表、平板電腦、汽車等其他領域的應用，MEMS麥克風市場在迅速崛起。。

根據(jù)調研機構Yole預測，2017年MEMS麥克風的市場將會達到10億美元，并在接下來的幾年保持11.3%的年復合增長率，有利潤的地方就吸引了足夠多的關注。

MEMS麥克風的未來幾年的市場走勢（source：Yole）

四大廠商壟斷MEMS麥克風市場，中國居其二

在談MEMS麥克風的市場之前，我們先了解一下什么是MEMS麥克風，這就要求我們必須知道什么是MEMS。

所謂MEMS (Micro ElectroMechanical System，微機電系統(tǒng))，就是利用半導體制程技術，整合電子及機械功能制作而成的微型裝置；其定義為一個智能型微小化的系統(tǒng)，包含傳感、處理或致動的功能，包含兩個或多個電子、機械、光學、化學、生物、磁學或其他性質整合到一個單一或多芯片上。

MEMS麥克風就是由MEMS芯片和一個ASIC芯片組成。

據(jù)ADI的一篇文章介紹，MEMS 麥克風包含一個靈活懸浮的薄膜，它可在一個固定背板之上自由移動，所有元件均在一個硅晶圓上制造。該結構形成一個可變電容，固定電荷施加于薄膜與背板之間。傳入的聲壓波通過背板中的孔，引起薄膜運動，其運動量與壓縮和稀疏波的幅度成比例。這種運動改變薄膜與背板之間的距離，進而改變電容，如下圖所示。在電荷恒定的情況下，此電容變化轉換為電信號。

MEMS 麥克風的構造圖

相較于ECM麥克風的聚合材料振動膜，在不同溫度下，MEMS麥克風所展現(xiàn)的性能都相當穩(wěn)定，不會受到時間、溫度、濕度和振動的影響。MEMS麥克風的耐熱性相當強，可以承受攝氏260度的高溫回流焊，但是其性能不會有任何變化。再加上MEMS麥克風可以有效的降低射頻所產(chǎn)生的干擾，這就讓其逐漸發(fā)展成為麥克風主流。和很多其他半導體相關領域一樣，MEMS麥克風這個市場，同樣是由幾個巨頭壟斷的市場。不同的是，當中有兩家是來自中國的企業(yè)，這在其他半導體相關領域是非常罕見的。

據(jù)IHS的數(shù)據(jù)顯示，2015年全球的MEMS麥克風市場幾乎被樓氏、歌爾、瑞聲科技和ST四家給壟斷，其中尤其以樓氏遙遙領先，其出貨量約占了全球出貨量的43%。排名第二的歌爾聲學和第三的瑞聲科技的當年的市場份額分別約為18%和14%。緊隨其后的是ST，其在2015年MEMS麥克風供應中約占10%。下面我們來看一下這四大企業(yè)的概況。

2015年MEMS麥克風供應商營收前十廠商（source：IHS）

樓氏電子是1946年由Hugh Knowles創(chuàng)立。成立的第二年，公司就開發(fā)出了第一款晶體管式微型麥克風，多年的開拓也給樓氏帶來了不少的客戶和收益，就連上世紀六十年代末阿姆斯特朗在月球上講話的聲音，也是通過樓氏電子的設備放大的。

在發(fā)展早年，消費電子使用的麥克風都是駐極體電容麥克風，這種設備與生俱來帶有體積龐大、聲音降噪能力差的缺點。為了進一步提升體驗，樓氏電子在1996年搭建了MEMS系統(tǒng)，并與2002年推出了第一款的SiSonic MEMS麥克風。因為其先天優(yōu)勢，逐漸受到了移動設備的歡迎。

樓氏電子的SiSonic MEMS麥克風（source：樓氏電子）

接下來，伴隨著智能移動設備的爆發(fā)，樓氏電子的MEMS麥克風也進入了快車道。從2003年賣第一顆MEMS麥克風給日本京瓷到今年三月份的十幾年間，樓氏電子已經(jīng)售出了100億顆SiSonic MEMS麥克風。

第二名的歌爾聲學則是來自中國山東的一個企業(yè)。這家成立于2001年的企業(yè)同樣是一個專注于消費類電聲產(chǎn)品研發(fā)和制造的企業(yè)。該公司創(chuàng)始人姜濱原先是山東濰坊市無線電八廠的一個車間技術員。上世紀九十年代，這家做微型話筒的廠子倒閉了以后，姜濱就和同事創(chuàng)建了一家小私營企業(yè)，從事同樣的業(yè)務。直到2001年，他和妻子胡雙美創(chuàng)立了歌爾聲學，進而打造了一個國內(nèi)MEMS麥克風龍頭。

最近幾年，歌爾聲學業(yè)績暴漲，相信這與歌爾聲學打入蘋果iPhone供應鏈有強關系。據(jù)IHS的數(shù)據(jù)，2015年，歌爾聲學營收的70%來自于蘋果，這是歌爾傳奇的一個保證。

歌爾聲學MEMS麥克風（source：歌爾聲學）

瑞聲科技則是國內(nèi)MEMS麥克風的另一個傳奇，這家1993年成立于廣東深圳的高科技企業(yè)在今年五月份還被卷入了一單“做空”風波中。不過可以肯定的是，同為蘋果供應商的瑞聲科技也是國內(nèi)MEMS產(chǎn)業(yè)的一個佼佼者。

自從2005年上市以來，瑞聲科技的股價漲了10幾倍，毛利也維持在比較高的水平。

至于ST就不用說了，作為MEMS的大玩家，雖然在MEMS麥克風他們市場份額不高，但在MEMS傳感器的其他領域，他們擁有絕對的優(yōu)勢。

從營收或者市值上看，毫無疑問，在這波MEMS麥克風的需求潮中，中國企業(yè)成為最大的贏家。

大挑戰(zhàn)近在眼前

雖然MEMS麥克風給企業(yè)帶來了不錯的收益，但也會給他們帶來挑戰(zhàn)。

首先我們從供應鏈上看一下。

前面提到，MEMES麥克風主要是由MEMS芯片和一個ASIC芯片組成，當中尤其以MEMS芯片最為重要。行內(nèi)人士告訴半導體行業(yè)觀察記者，在制造MEMS芯片的過程中，需要將MEMS的部分按需要掏空，作為聲音震動的壓強感應，這就需要用到wet etch來掏空內(nèi)部，這里非?？简灱夹g，也有比較高的壁壘。

現(xiàn)在的MEMS die供應商有英飛凌、Sony，另外還有XFab、ST、博世和TSMC等，但英飛凌和索尼占領了約80%的市場。

2016 MEMS麥克風的 MEMS Die市場份額（source: Yole）

如果一直按照這種方式發(fā)展，各司其職，對于現(xiàn)在的MEMS麥克風供應商來說，一切都是極好的。但現(xiàn)在英飛凌做了一個決定，讓他們對自己的前途又有了新的思考。

作為全球最大的MEMS die供應商，英飛凌也對MEMS麥克風的火熱不淡定了起來。擁有MEMS die設計絕對優(yōu)勢的英飛凌在月初宣布，將進軍封裝硅麥克風市場，以滿足市場對高性能、低噪聲MEMS麥克風的需求。這次推出的模擬和數(shù)字麥克風基于英飛凌的雙背板MEMS技術，70 dB信噪比（SNR）使其脫穎而出。同時該麥克風在135 dB聲壓級（SPL）時失真度非常低——10%。這款麥克風采用4 mm x 3 mm x 1.2 mm MEMS封裝，非常適于高品質錄音和遠場語音捕獲應用。

這樣簡單粗暴的切入，應該會對MEMS麥克風供應商市場造成不少的影響。尤其是國內(nèi)幾家購買英飛凌裸晶的廠商。

其次，從價格看，這些年來MEMS麥克風的 ASP持續(xù)走低，如何提高自身產(chǎn)品競爭優(yōu)勢，爭取更多市場，也成為了各大供應商需要考慮的重點問題。

MEMS麥克風這些年來的平均價格走勢（source:Yole）

在技術方面，隨著智能音箱這類設備的興起，在嘈雜環(huán)境下使用MEMS麥克風的情況會成為主流，對于麥克風來說，如何進一步提高SNR和抗射頻干擾特性，提高自己在封裝設計方面的實力，就是硅麥供應商需要考慮的重中之重。

一切也許正在進行，讓我們看他們能給出什么樣的答案。