声学与散热双重突破 xMEMS打造卓越移动体验
- 萧怡恩／台北
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压电MEMS技术引领移动电子产品迈向新纪元，为声学与散热方案带来革命性突破。xMEMS Labs日前举办的xMEMS Live 台北场活动中，汇集音讯与移动消费电子领域的顶尖专家，深入探讨MEMS扬声器及全新的气冷式全矽主动散热芯片的技术应用，让与会者亲身体验尖端科技带来的卓越音质和高效散热体验，重塑个人音讯装置和移动电子产品的未来发展蓝图。
创新MEMS技术Skyline与Cypress 翻转TWS耳机市场
位于硅谷，并在台湾拥有研发团队的xMEMS （知微电子），以创新的MEMS平台技术打造出高度竞争力，目前已在台积电投产，拥有完整的产业供应链。论坛中首先探讨TWS耳机市场现况及其高保真度MEMS扬声器技术。面对市场竞争激烈、产品同质化的挑战，xMEMS提出音质、配戴舒适度和环境感知、噪音抑制以及制程效率等四大差异化支柱，该公司的技术优势，包括采用全矽制程的扬声器，具有更快的频率响应速度、相位一致性高、高稳固性等特点，能重现更多音乐细节，音质更清晰精准。xMEMS还推出MEMS动态通气阀 「Skyline」Dynamic Vent，可改善闭塞效应，提高配戴舒适度。制程方面，xMEMS的技术也带来诸多优势，例如半导体制程确保产品一致性，耐用度高，无需磁铁减少EMI问题，可为客户带来差异化和竞争优势。
xMEMS紧接着在「超声波发声原理、全频段入耳扬声器性能」演讲中，介绍该公司最新技术Cypress。这是首个在20Hz达到140 dB SPL的MEMS扬声器器，频率响应范围广泛，采用创新的超声波发声原理。Cypress拥有频率响应平坦、THD极低、反应快和相位一致等多项特性，设计上不需搭配动圈单体即可以实现ANC应用，设计上更有弹性、体积小更轻薄等优点。xMEMS透露，目前此产品正与美国知名医学院合作进行独立安全性研究，确保技术安全性，并为大规模量产做好准备，整体而言，Cypress技术在音质、主动降噪效果和设计灵活性等方面均有显着优势，将为音讯产品市场带来革新性改变。
xMEMS打造声学新高度Creative采用MEMS扬声器Cowell屡获大奖
耳机知名大厂Creative Technology也在现场介绍与xMEMS合作开发的新款耳机Aurvana ACE 2。这款TWS产品搭载LE Audio、aptX和无损音讯功能，采用 xMEMS 的压电 MEMS 驱动技术，配备6个麦克风，聚焦于高端音讯发烧友市场，音质可媲美高端IEM，在日本和美国市场表现出色。产品获得多项大奖，包括2024 年欧洲硬件奖 （European Hardware Awards；EHA） 中荣获 最佳耳机奖。Creative Technology强调，希望以优雅方式呈现高品质音讯体验，未来将深化与xMEMS的合作，推出更多创新产品。
针对耳罩式耳机设计，此次论坛以「xMEMS Presidio 2路耳机参考设计审视：音质和舒适性提升及市场推出的优势」为题，深入剖析xMEMS与安普新股份有限公司（AMPACS）合作开发的Presidio 2路扬声器的耳机样品。此款耳机设计基于同轴2路扬声器设计，适用于高保真度和优异空间定位需求的耳机。Presidio的主要设计优势包括缩短产品上市时间、降低设计复杂度、提供卓越空间音讯定位和语音清晰度。AMPACS 的动圈杨声器提供深沉、令人满意的低音 ，xMEMS 的 Cowell（世界上最小的固态微型扬声器）来精确渲染高音和中音 。多年来书架扬声器制造商将高中音与低音分开，以提供更清晰、更乾净、更细致的聆听体验 ，如今在有限的耳机空间中也可以轻易实现双音路的优点。
Presidio设计可与现有耳机主芯片兼容，使用I2S界面和外部扩大机驱动低音单体，产品优势同时包括更小更轻的设计，无需复杂声学腔体，单体经100%测试，有线版Presidio参考设计目前已可使用，无线版则预计11月推出。
推出革命性µCooling气冷式全矽主动散热芯片 xMEMS克服携带式装置散热瓶颈
近年携带式装置运算能力快速提升，散热设计对产品性能影响渐大，论坛中提到，此类装置因内部空间有限，正面临严峻的散热挑战，首先是空间限制，由于设备体积缩小，导致散热零件安装空间受限，甚至无法容纳传统散热方案。现有散热策略多着重于热扩散，将热量从热点分散到整个机壳，但未真正解决热量累积问题，反而使整个装置温度升高。在紧凑空间中，自然对流散热效果有限，无法有效带离热量。这些散热困境直接影响装置效能，为维持系统稳定常需降频或限制功耗，压缩产品性能。因此业界急需创新主动式散热方案，在有限空间提供高效能强制对流冷却。然而，整合先进散热系统仍面临材料选用、封装设计、系统整合等挑战。
对此xMEMS推出的XMC-2400「µCooling」（气冷式全矽主动散热芯片），则可协助客户解决相关挑战。XMC-2400 “µCooling”为全球首款全矽微型气冷式主动散热芯片，提供了小型3C装置创新散热解决方案。此产品基于压电MEMS平台，利用超声波空气脉冲技术，具备静音、无振动、固态设计等优势。µCooling尺寸仅9.26 x 7.6 x 1.08mm，重量不到150毫克，但可能在1,000Pa背压下每秒移动高达39立方厘米空气，比非全矽竞品小96%且轻96%。
µCooling可整合到智能手机、平板电脑等先进移动设备，特别适合SoC、SiP等极小型封装的主动式散热。µCooling还具有半导体级可靠性、高稳健性和耐撞性，达IP58防护等级。xMEMS已与台积电、博世（BOSCH）等业界尖端夥伴合作，预计2025年底或2026年初量产，并提供快速定制化服务，借此提升小型化、高效能电子装置的散热效能和使用体验，协助客户扩大市场竞争力。
