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引领新时代声学革命 让扬声器走进半导体时代

  • 杜育绮台北

圣德斯贵颠覆既有扬声器架构,让扬声器走进半导体时代。圣德斯贵
圣德斯贵颠覆既有扬声器架构,让扬声器走进半导体时代。圣德斯贵

不管是音箱爱好者等级的高端喇叭,或近几年人手一副的真无线蓝牙耳机,目前的扬声器始终维持使用传统的架构,虽然声音品质佳,但随着各种穿戴式装置快速普及,传统架构的体积与成本都居高不下,圣德斯贵CEO周宏达指出,过去半导体翻转了麦克风,半导体成为现在的主流技术,「这波变革也会在扬声器发生,半导体扬声器模块,将是声学领域的未来趋势。」

圣德斯贵成立於2019年,并且在Pre-A轮募资拿到新台币4,500万元的资金,投资人看好的点,无非是他们颠覆时代的概念与技术。现在市面上常见的扬声器,都是由线圈、磁铁、振膜所组成,电流通过线圈後与磁场产生作用力,带动薄膜产生共振,进而发出声音。

这种电、磁、机械互相转换能量的作法已有多年历史,不过也因为行之有年且技术成熟,技术很难再有突破,成本也无下降空间。除此之外,机械式架构也难与现在的电子产品紧密整合,无法让半导体技术的优势最大化。

颠覆既有扬声器架构 在耳朵里放进家庭剧院

圣德斯贵的技术颠覆了现有的扬声器架构。周宏达回忆,他与另一位共同创始人各自对声学以及半导体产业有所涉略,在讨论技术与应用时,即谈论到若利用半导体制程做出扬声器模块,不但尺寸可以大幅缩小、整合度可以更高,未来进入量产後,成本还能进一步降低,更重要的是这项技术除了可实践之外,市面上还没有人做过,「因此我们很快就定调公司的产品方向,着手进行研发。」

尽管是利用半导体制程,要扬声器发出声音还是不能违反自然定律,必须透过振动发声,只是在圣德斯贵的产品架构中,振动的不是线圈而是半导体。「我们把自己产品称为『会跳舞的半导体』,利用电流控制芯片的振动,进而产生声音。」周宏达分析这种作法有几个好处,首先是半导体可以更精准控制振动,不像动圈式架构无论如何精细都仍会有误差产生,「我们的声音效果可调控的细致度,是动圈式音箱的50倍。」

其次是半导体的体积可以大幅缩小,圣德斯贵采用了台积电的65纳米制程,芯片尺寸仅有1x1x0.2mm,未来还可以做到更小。半导体制程可以大量堆叠磁场,一个硬币大小的半导体扬声器模块,就堪比过去家里的随身音箱。

他解释小体积的好处是应用组合可以更多元,对体积由严苛的载体,可以只放一组模块,如果空间较大者,则可以置入多组模块,形成阵列式结构,「这就等於把一组家庭音箱放到耳朵里,配戴者可以从耳机里听到完美的音色。」

第三个好处是容易跟其他半导体制程的设备快速整合,除了耳机外,助听器、智能眼镜之类的穿戴式装置都是可应用的产品,「尤其是智能眼镜,我们的小体积扬声器模块,可以做到真正意义的隐藏式喇叭,从眼镜外观上完全看不出来。

至於在成本方面,周宏达坦言现在成本仍高,不过这是半导体制程的原罪。他指出半导体的最大成本在光罩设计与制作,在初期少量制作时单位成本必然高昂,开始量产後,单位成本就会因为大量均分而降低,一旦进入量产,圣德斯贵扬声器模块不输线圈的成本优势,就会进一步凸显出来。

革命性技术成果丰硕 圣德斯贵抢占庞大商机

从2019年至今,圣德斯贵的成果相当丰硕,不仅已经取得技术专利,也在2020年做出原型机,并与声学设备业者合作,准备全力抢攻市场。周宏达指出,目前全球扬声器的产值大约2,000亿美元,耳机则占大约100亿美元,他预估後者未来至少有60%的产品会采用半导体式模块,圣德斯贵初期以中高端市场为主,当成本随着量产规模下降後,将进一步扩展至其他领域。

对於未来发展,他则深具信心,「如前面提到,麦克风已经从过去的机械式走到半导体,相同模式也会发生在扬声器,我们的技术和产能都已经备妥,将可在最短时间内提供消费者一场最佳的声音飨宴。」

本文原刊载於TTA杂志2021年10月号,更多新创团队故事欢迎至TTA杂志浏览。