聲學與散熱雙重突破 xMEMS打造卓越行動體驗
- 蕭怡恩／台北
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壓電MEMS技術引領移動電子產品邁向新紀元，為聲學與散熱方案帶來革命性突破。xMEMS Labs日前舉辦的xMEMS Live 台北場活動中，匯集音訊與行動消費電子領域的頂尖專家，深入探討MEMS揚聲器及全新的氣冷式全矽主動散熱晶片的技術應用，讓與會者親身體驗尖端科技帶來的卓越音質和高效散熱體驗，重塑個人音訊裝置和行動電子產品的未來發展藍圖。
創新MEMS技術Skyline與Cypress 翻轉TWS耳機市場
位於矽谷，並在台灣擁有研發團隊的xMEMS （知微電子），以創新的MEMS平台技術打造出高度競爭力，目前已在台積電投產，擁有完整的產業供應鏈。論壇中首先探討TWS耳機市場現況及其高保真度MEMS揚聲器技術。面對市場競爭激烈、產品同質化的挑戰，xMEMS提出音質、配戴舒適度和環境感知、噪音抑制以及製程效率等四大差異化支柱，該公司的技術優勢，包括採用全矽製程的揚聲器，具有更快的頻率響應速度、相位一致性高、高穩固性等特點，能重現更多音樂細節，音質更清晰精準。xMEMS還推出MEMS動態通氣閥 「Skyline」Dynamic Vent，可改善閉塞效應，提高配戴舒適度。製程方面，xMEMS的技術也帶來諸多優勢，例如半導體製程確保產品一致性，耐用度高，無需磁鐵減少EMI問題，可為客戶帶來差異化和競爭優勢。
xMEMS緊接著在「超音波發聲原理、全頻段入耳揚聲器性能」演講中，介紹該公司最新技術Cypress。這是首個在20Hz達到140 dB SPL的MEMS揚聲器器，頻率響應範圍廣泛，採用創新的超音波發聲原理。Cypress擁有頻率響應平坦、THD極低、反應快和相位一致等多項特性，設計上不需搭配動圈單體即可以實現ANC應用，設計上更有彈性、體積小更輕薄等優點。xMEMS透露，目前此產品正與美國知名醫學院合作進行獨立安全性研究，確保技術安全性，並為大規模量產做好準備，整體而言，Cypress技術在音質、主動降噪效果和設計靈活性等方面均有顯著優勢，將為音訊產品市場帶來革新性改變。
xMEMS打造聲學新高度Creative採用MEMS揚聲器Cowell屢獲大獎
耳機知名大廠Creative Technology也在現場介紹與xMEMS合作開發的新款耳機Aurvana ACE 2。這款TWS產品搭載LE Audio、aptX和無損音訊功能，採用 xMEMS 的壓電 MEMS 驅動技術，配備6個麥克風，聚焦於高階音訊發燒友市場，音質可媲美高階IEM，在日本和美國市場表現出色。產品獲得多項大獎，包括2024 年歐洲硬體獎 （European Hardware Awards；EHA） 中榮獲 最佳耳機獎。Creative Technology強調，希望以優雅方式呈現高品質音訊體驗，未來將深化與xMEMS的合作，推出更多創新產品。
針對耳罩式耳機設計，此次論壇以「xMEMS Presidio 2路耳機參考設計審視：音質和舒適性提升及市場推出的優勢」為題，深入剖析xMEMS與安普新股份有限公司（AMPACS）合作開發的Presidio 2路揚聲器的耳機樣品。此款耳機設計基於同軸2路揚聲器設計，適用於高保真度和優異空間定位需求的耳機。Presidio的主要設計優勢包括縮短產品上市時間、降低設計複雜度、提供卓越空間音訊定位和語音清晰度。AMPACS 的動圈楊聲器提供深沉、令人滿意的低音 ，xMEMS 的 Cowell（世界上最小的固態微型揚聲器）來精確渲染高音和中音 。多年來書架揚聲器製造商將高中音與低音分開，以提供更清晰、更乾淨、更細緻的聆聽體驗 ，如今在有限的耳機空間中也可以輕易實現雙音路的優點。
Presidio設計可與現有耳機主晶片相容，使用I2S介面和外部擴大機驅動低音單體，產品優勢同時包括更小更輕的設計，無需複雜聲學腔體，單體經100%測試，有線版Presidio參考設計目前已可使用，無線版則預計11月推出。
推出革命性µCooling氣冷式全矽主動散熱晶片 xMEMS克服攜帶式裝置散熱瓶頸
近年攜帶式裝置運算能力快速提升，散熱設計對產品性能影響漸大，論壇中提到，此類裝置因內部空間有限，正面臨嚴峻的散熱挑戰，首先是空間限制，由於設備體積縮小，導致散熱零件安裝空間受限，甚至無法容納傳統散熱方案。現有散熱策略多著重於熱擴散，將熱量從熱點分散到整個機殼，但未真正解決熱量累積問題，反而使整個裝置溫度升高。在緊湊空間中，自然對流散熱效果有限，無法有效帶離熱量。這些散熱困境直接影響裝置效能，為維持系統穩定常需降頻或限制功耗，壓縮產品性能。因此業界急需創新主動式散熱方案，在有限空間提供高效能強制對流冷卻。然而，整合先進散熱系統仍面臨材料選用、封裝設計、系統整合等挑戰。
對此xMEMS推出的XMC-2400「µCooling」（氣冷式全矽主動散熱晶片），則可協助客戶解決相關挑戰。XMC-2400 “µCooling”為全球首款全矽微型氣冷式主動散熱晶片，提供了小型3C裝置創新散熱解決方案。此產品基於壓電MEMS平台，利用超音波空氣脈衝技術，具備靜音、無振動、固態設計等優勢。µCooling尺寸僅9.26 x 7.6 x 1.08mm，重量不到150毫克，但可能在1,000Pa背壓下每秒移動高達39立方公分空氣，比非全矽競品小96%且輕96%。
µCooling可整合到智慧型手機、平板電腦等先進行動裝置，特別適合SoC、SiP等極小型封裝的主動式散熱。µCooling還具有半導體級可靠性、高穩健性和耐撞性，達IP58防護等級。xMEMS已與台積電、博世（BOSCH）等業界尖端夥伴合作，預計2025年底或2026年初量產，並提供快速客製化服務，藉此提升小型化、高效能電子裝置的散熱效能和使用體驗，協助客戶擴大市場競爭力。
