2023-07-31 17:34:39 凤凰网科技
为进一步引领智能穿戴领域的发展，推动TWS、智能眼镜、助/辅听器等产品实现高性能和轻薄化，近日瑞声科技推出了一款里程碑式的创新产品——超小型MEMS扬声器高音单元SOPRANO，封装尺寸仅16.2mm³，可能是目前业界体积最小的MEMS扬声器单元。
SOPRANO基于PZT薄膜压电技术，振膜与驱动结构一体，采用纯MEMS工艺制备。在声学表现方面，SOPRANO具备优异的高频段延展性，可轻松拓展至40kHz以上，实现符合Hi-Res认证的极佳音质体验，同时能在医疗健康领域，实现听力辅助，为高频听力损失用户提供有力支撑。
显著拓展Hi-Fi音频范围，带来全新音频体验
在TWS耳机的音频链路中，高清音频信号的完美播放需要全流程各模块的综合协作：丰富的无损音源、无损音质蓝牙传输技术，以及多单元扬声器方案等。“如何在有限的空间内实现高清音频的完美再现”成为各大TWS整机厂商及声学解决方案厂商面临的共同挑战。
对扬声器而言，Hi-Res高清音频要求其不仅覆盖人耳可听频段(20Hz-20kHz)，同时可以向超声频段(20kHz-40kHz)拓展，在全频段提供卓越的音频解析力，精准再现原始声音细节。
然而，受限于固有的系统架构，目前TWS产品主要采用传统的动圈或动铁扬声器单元——动圈单元其频宽特性相对较窄，频响曲线往往在14kHz之后就开始急速衰减，无法满足Hi-Res认证音频需求;动铁单元的外形及尺寸，则导致其在TWS耳机内堆叠困难。具备优异高频性能的AAC MEMS扬声器，则能有效弥补传统方案在高频性能及体积维度的不足，与低频动圈单元互补，形成完美的全频组合，显著拓展Hi-Fi音频范围，让TWS耳机实现更好的声音广度、宽度和响度。
AAC SOPRANO：全面赋能TWS声学体验和设计
经过设计及工艺上的多轮迭代优化，AAC SOPRANO在产品形态、尺寸、性能及可靠性等方面，均完美契合TWS耳机场景的应用要求，可为TWS整机厂商在耳机设计、堆叠组装等维度提供了更多灵活性及便利性，为终端用户提供更高品质的音频体验。
1、尺寸小，易堆叠
SOPRANO采用六边形产品设计，封装尺寸为φ5mm，厚度仅1mm，重量仅23.5mg，轻薄度远超市面传统方案产品及同类型产品。对比传统的矩形产品设计，SOPRANO可灵活地布局在TWS前腔结构中，更好地适配TWS人体工程学设计，同时可与AAC自研的TWS专用高性能FB MIC进行模组化集成，形成一体化解决方案。
受益于MEMS工艺特性及极佳的设计，SOPRANO实现了极小的产品体积，重量也得以大幅减轻，相较传统高音单元，可在TWS内节约近75%空间，为TWS整机厂商的器件堆叠提供了极大的便利性及可拓展性，可有效提升终端用户的使用舒适度体验。
2、无需PA，音质表现优异
为实现符合TWS应用场景需要的声压级(SPL)技术指标，目前市面上已有的压电式MEMS扬声器方案都需要额外配置一颗专用PA芯片，以保持较大的驱动电压;然而，PA芯片的采用必然导致更大的堆叠空间及更高的静态功耗，这与TWS器件应用的小型化、低功耗趋势明显是相悖的。
SOPRANO在1Vrms驱动电压下，就可以轻松实现SPL≥100dB@6kHz~40kHz性能。这一技术突破，意味着无需PA放大，仅借助现有的TWS耳机蓝牙芯片直驱，便可实现高保真的高音音频效果，极大地降低了MEMS扬声器新技术的应用门槛。
3、响应速度快，相位一致性高
受益于优秀的MEMS结构设计以及半导体工艺能力加持，SOPRANO具有卓越的响应速度及声压级(±1dB)、相位(±1°)一致性，可有效满足终端用户对空间音频和左右耳平衡度的要求，实现快速、精准的3D全景声环绕效果。这一产品特性，助力TWS整机厂商大幅简化左右耳耳机组装筛选及校准的环节，优化产线制造流程，提升生产效率，降低综合成本。
4、低功耗，持久续航
续航能力一直是可穿戴设备的使用痛点及待提升体验项，多功能集成及体验提升对器件的功耗提出了更严苛的要求。SOPRANO采用纯MEMS工艺制备，功耗表现极其出色，MEMS芯片的功耗仅为50uW。更值得一提的是，AAC独特技术开发的高灵敏度SOPRANO无需PA放大，完美适配业界成熟的蓝牙驱动条件，极大提升了TWS设备的使用寿命，为TWS持久续航提供保障。
5、自研“类倒装”技术，可靠性高
不同于业内同类型产品采用的贴片和引线键合封装方案，SOPRANO采用了AAC专属开发的“类倒装”封装工艺，在保证高性能及超小封装尺寸的同时，实现了高可靠性——目前产品已通过全部环境及机械可靠性评估测试，以及整机汗液测试，具备IP58防水防尘等级，可抗10000g机械冲击。
6、全自动制造，生产效率更高
在规模化制造方面，SOPRANO耐高温回流焊，可集成到SMT全自动制造工艺中，相比于传统扬声器方案，完全消除了人工或半自动化焊接流程，极大提升生产效率，具备大批量规模化生产优势及更好的品质保障。同时，AAC可为TWS整机厂商提供MEMS扬声器+MEMS FB MIC的一体化模组解决方案，充分利用TWS耳机前腔空间，大幅降低客户端器件堆叠应用门槛，提升组装良率。
小型化、低功耗、高性能，致力于打造更先进的MEMS新技术体验
此次超小型MEMS扬声器高音单元SOPRANO的成功发布，进一步丰富了SSE BU产品矩阵，将成为瑞声科技智能穿戴业务发展的强大助力。
瑞声科技传感器及半导体事业部营销副总裁施铁勇表示，近年来，可穿戴应用场景对通话降噪、续航、佩戴舒适度等体验维度有了更多更丰富的需求，进而对产品性能要求更高。AAC MEMS扬声器以其小尺寸、轻量化、出色的声音品质、低功耗、高可靠性等特点，有效助力TWS整机厂商解决了Hi-Res音质播放最后一公里的问题。
相信随着技术的不断进步，MEMS扬声器技术未来将呈现更高的性能，迎来更广泛的应用场景。无论是TWS、AR/VR、汽车音响等娱乐休闲场景，还是助听器、辅听器等医疗健康专业领域，MEMS扬声器技术都会为用户带来更优质的音频体验，打开一个全新的听觉世界。
