超声压电MEMS技术掀起扬声器领域革新，孕育创新MEMS风扇散热解决方案
2025-11-26 20:22:43 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
xMEMS旨在将突破性的超声压电MEMS技术融入日常生活。从公司创立之初，便打造小型、低功耗、全频MEMS扬声器，并开发出创新的片上MEMS风扇散热解决方案。
微访谈：xMEMS联合创始人兼首席执行官Joseph Jiang
据麦姆斯咨询介绍，在音频领域，微型扬声器是最新采用MEMS技术的器件之一。经过数十年的发展，首批压电MEMS扬声器已集成到消费类TWS耳机中，预计未来将在其它终端系统中得到更广泛的应用。这得益于压电材料的开发和压电MEMS技术的进步，详情请查看《压电MEMS技术及市场-2025版》报告。压电MEMS技术广泛应用于射频滤波器、喷墨打印头，以及近年来兴起的MEMS微镜、指纹识别传感器、MEMS振荡器和MEMS风扇等领域。
各种压电MEMS出货量及未来增长趋势
由于能够集成到真无线立体声（TWS）耳机、智能眼镜、AR头戴式设备和智能手表中，MEMS扬声器相比传统的电动扬声器（ES）和平衡电枢扬声器（BA）等技术具有诸多优势，包括更低的功耗、更高的重复性和一致性、更高的组装可靠性、防尘防水，以及通过规模经济效应降低平均售价（ASP）的潜力。根据《MEMS产业现状-2025版》报告数据显示，2024年MEMS扬声器市场规模为390万美元，销量约为200万颗，预计2024-2030年期间将以79.8%的复合年增长率成长。
xMEMS、USound和瑞声科技（AAC Technologies）等公司是MEMS扬声器领域的领先企业，其中xMEMS和USound合计占据了93%的市场份额。而博世（Bosch）、Sonic Edge、MyVox、富迪科技（Fortemedia）和Audio Pixels等公司也在开发各自的MEMS扬声器解决方案。
MEMS扬声器厂商的全球分布图
xMEMS一直是引领MEMS扬声器技术发展的先锋初创公司之一。如今，该公司已推出四款MEMS扬声器、一款MEMS声学通风口器件、一款MEMS微型风扇。xMEMS的未来发展方向清晰明确，目前专注于两大热门领域：音频、冷却散热。
据麦姆斯咨询报道，近期，Yole分析师Clyde Midelet和Pierre-Marie Visse非常荣幸采访了xMEMS联合创始人兼首席执行官Joseph Jiang。您可以通过本次采访了解xMEMS如何应对音频行业挑战，并致力于成为压电MEMS技术未来发展的领先创新者。
Yole：请简要介绍一下xMEMS及其在MEMS行业的核心使命。
xMEMS：xMEMS成立于2018年，旨在将突破性的压电MEMS技术创新融入日常生活。从一开始，我们就设定了很高的目标：打造能够取代传统扬声器的小型、低功耗、全频MEMS扬声器，并开发出能够彻底改变家庭娱乐体验的MEMS扬声器阵列，从而无需在客厅摆放笨重的低音炮。
全球首款集成DynamicVent动态通风技术的单片集成式MEMS扬声器，可用于打造兼具封闭式和开放式耳机优势的智能TWS耳机和助听器，带来两全其美的用户体验。
如今，xMEMS已朝着上述目标迈进了一半，而新的迫切需求正在拓展我们的使命，例如可穿戴设备对先进MEMS扬声器的需求日益增长，以及对实现自然人工智能（AI）语音交互的需求不断增加。这些都进一步强化了我们致力于重新定义人们聆听体验的承诺。
xMEMS的MEMS扬声器在TWS耳机中的应用
Yole：我们是否可以预期MEMS扬声器也会像MEMS麦克风一样实现类似的增长？
xMEMS：为了避免误解，需要指出的是，我们使用的是“MEMS扬声器”而非“MEMS微型扬声器（microspeakers）”。很多人会将微型扬声器与TWS耳机和小型可穿戴设备联系起来。从一开始，我们的技术目标就是扬声器（loudspeakers），而许多人认为MEMS技术无法实现这一点。
回到您的问题，我们认为是的，的确如此！从xMEMS诞生之初，我们就坚信MEMS扬声器的增长轨迹将与MEMS麦克风类似，甚至可能更胜一筹，因为MEMS扬声器优势实在太诱人了。与传统的动圈式扬声器不同，MEMS扬声器采用MEMS工艺制造而成，而非劳动密集型的流水线生产。这意味着扩大生产规模无需大量人力，从而可以更快地提升产能，并实现更可预测的供货。除了提供卓越的音频质量和更稳定的芯片间性能外，MEMS扬声器还具有尺寸紧凑和SMT兼容性——这两点对客户而言至关重要。
微型扬声器发展路径
价格方面，我们预计MEMS扬声器最终将与传统的动圈式扬声器的价格相当。随着我们的MEMS扬声器和MEMS风扇的快速普及，晶圆价格将在未来一两年内下降，从而提高MEMS扬声器普及率，类似于MEMS麦克风的发展趋势。
正如MEMS麦克风重塑了音频采集市场一样，我们相信MEMS扬声器也将重塑消费电子产品的音频产业。
Yole：MEMS扬声器的主要机遇和挑战是什么？xMEMS计划如何满足市场需求？你们的发展路线图是什么？
xMEMS：MEMS扬声器面临的主要挑战始终是物理特性。为了产生可听见的声音，扬声器必须推动大量的空气，而传统上，这种需求倾向于使用更大的振膜和更大的位移——但这并非MEMS器件的天然优势。
xMEMS从一开始就意识到这一点，并率先研发出一种超声压电MEMS平台（ultrasonic piezoMEMS platform），旨在克服这一限制。如今，我们能够展示出在低频段比传统MEMS扬声器“空气推动”方式响度高出40倍的性能，证明了MEMS扬声器在以往被认为无法实现的应用领域中的可行性。经过七年的研发，我们自豪地宣布这一突破性压电MEMS平台的成功。
未来的机遇无限。几乎所有语音界面和人工智能（AI）设备都需要微型扬声器——从智能眼镜到TWS耳机和智能手表，再到智能手机乃至下一代智能音箱。这些市场正迅速趋同，对更小巧、更轻便、更均匀、更可靠且音质卓越的扬声器有着共同的需求。
xMEMS发展路线图基于将我们的超声压电MEMS平台扩展到多个产品系列——例如用于智能眼镜和可穿戴设备的MEMS扬声器Sycamore、用于主动降噪耳机的MEMS扬声器Cypress，以及未来用于家庭和娱乐系统的MEMS扬声器阵列。
简而言之，物理学的挑战驱动了我们的创新。如今，这些挑战正转化为我们的竞争优势。由此，我们制定了一条清晰的发展路线图：利用超声压电MEMS技术的独特优势，革新消费电子及其它商用领域的音频和散热解决方案。
Yole：实现MEMS扬声器大规模生产的主要技术挑战是什么？
xMEMS：MEMS扬声器大规模生产面临着技术和市场两方面的挑战。2023年11月，我们迎来了一个重要的里程碑，首款搭载MEMS扬声器的TWS耳机——Creative Aurvana Ace和Ace 2——正式上市。到2024年，我们已向TWS耳机应用领域交付了超过一百万颗高频MEMS扬声器。尽管Aurvana Ace 2耳机荣获多项全球大奖，并因其“惊艳的音质”而备受赞誉，但仅凭赞誉并不能推动MEMS扬声器的大规模普及。
MEMS扬声器的核心挑战在于，要实现规模化应用，其必须从“锦上添花”的组件转变为“必不可少”的组件。关键的第一步是提供能够为目标应用提供全频带发声的扬声器。凭借我们的超声压电MEMS平台，xMEMS现在提供新一代全频MEMS扬声器，其体积和重量比传统驱动单元小10倍，同时还能在传统扬声器无法安装的外形尺寸中实现卓越的音频性能。这使得MEMS扬声器从利基创新转变为可穿戴设备、智能眼镜和TWS耳机等应用的关键赋能技术。
随着应用范围的扩大，MEMS晶圆消耗量自然也会随之增长，进而通过提高制造效率降低晶圆成本。这种良性循环降低了价格，消除了人们对MEMS扬声器可行性的疑虑，为更广泛的市场渗透和更大的市场份额铺平了道路。简而言之，最大的技术挑战——证明MEMS扬声器能够规模化生产——已经成为我们最大的优势，因为我们能够将MEMS扬声器的性能、外形尺寸、成本与消费电子产品的需求完美结合。
Yole：微型扬声器领域竞争非常激烈。那么，xMEMS的技术和产品与其它厂商（包括传统扬声器厂商和MEMS厂商）相比有何不同？
xMEMS：微型扬声器市场竞争确实激烈，传统的动圈式扬声器由于数十年的发展，仍然保持着成本优势。然而，价格本身并不能决定未来。MEMS扬声器真正机遇在于突破传统物理学的束缚——以更小更轻的外形尺寸实现更大的声音输出。该优势并非渐进式的，而是变革性的！MEMS扬声器正在迅速进入智能眼镜等新兴领域，在这些领域，轻薄可靠的固态MEMS解决方案对于产品的普及至关重要。
MEMS扬声器在智能眼镜中的应用
Yole：为什么几乎所有MEMS扬声器领域的参与者都是新兴公司？
xMEMS：的确，大多数MEMS扬声器厂商都是相对较新的入局者，不过也有像瑞声科技（AAC）这样一些老牌声学公司参与其中。几年前，我在TDK InvenSense工作时，也评估过MEMS扬声器的可行性。如今的不同之处在于，xMEMS已经证明了MEMS扬声器在技术和商业上的规模化生产可行性。这一成功必然会吸引更多成熟厂商进入市场。换句话说，这不仅仅是初创公司的问题——成功会引发竞争，随着MEMS在音频领域获得越来越多的关注，我们预计整个行业的投资将会增加。
Yole：作为MEMS扬声器领域的领导者，您认为xMEMS在未来几年还有哪些机会可以利用超声压电MEMS平台拓展新市场？
xMEMS：我们的µCooling片上MEMS风扇就是一个很好的例子，它展示了我们如何将压电MEMS平台的应用范围扩展到扬声器之外。这个概念可以追溯到2017年，当时我们对MEMS扬声器架构的研究展现了在微尺度上移动大量空气的潜力。这一发现直接促成了µCooling片上MEMS风扇的诞生，如今它已成为智能手机、智能眼镜、固态硬盘和数据中心应用中主动散热的突破性解决方案。
µCooling片上MEMS风扇
µCooling片上MEMS风扇在智能眼镜中的应用
展望未来，我们看到压电MEMS在那些对尺寸、效率和固态可靠性要求极高的领域拥有更多机遇。我们正在开发一些新的应用，一旦准备就绪，我们将与您分享详细信息。
Yole：xMEMS是否正在研究PZT材料的替代方案？为什么替代PZT如此具有挑战性？
xMEMS：我们一直在探索替代压电MEMS器件中PZT材料的方案，并与MEMS代工厂合作伙伴和部分客户合作，取得了一些令人鼓舞的成果。然而，尽管整个行业进行了多年的研究，PZT在机电效率、工艺成熟度和可靠性方面仍然无可匹敌。目前，PZT仍然是我们压电MEMS应用的最佳选择，但我们也将继续评估新材料。
Yole：展望未来，您如何看待xMEMS的业务发展？您的短期和长期目标是什么？
xMEMS：我们预计MEMS扬声器业务在未来几年将呈指数级增长，这将降低晶圆价格，并使更多客户和应用能够采用MEMS扬声器。我们的近期目标是在新兴的AI界面应用领域（例如智能眼镜、智能手表和其它可穿戴设备）占据主导地位。在这些领域中，MEMS扬声器相比传统动圈技术具有明显的竞争优势。
从长远来看，我们的产品发展路线图涵盖面向智能手机、汽车和家庭娱乐的下一代扬声器（loudspeakers），旨在将我们的领先地位拓展至那些既需要规模又需要卓越性能的市场。
我们的µCooling片上MEMS风扇也将成为公司增长和多元化发展的重要支柱，为xMEMS在音频和散热管理方面奠定坚实的基础。鉴于大多数电子设备的性能瓶颈在于散热而非计算能力，我们预计µCooling片上MEMS风扇——全球最小的主动散热管理解决方案——将成为多个小型电子产品领域的新标准，而传统散热解决方案在这些领域根本无法应用。我们的µCooling片上MEMS风扇将于2026年投入量产。
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