引述IPRdaily中文网消息,7月1日,国家知识产权局公布了第50579号无效决定,宣告歌尔股份的实用新型专利“一种MEMS麦克风的专利”(ZL201420430405.4)专利权全部无效。
这一决定再次引出了在2020年4月歌尔股份针对敏芯股份提起的3件侵权诉讼案,(2020)鲁02民初63号、64号和65号。其中64号案件涉及的便是此次公布的无效专利。
其实在此前,3个案件中的63号、64号已经被判决为不构成侵权,而65号案青岛中院于6月7日做出了敏芯股份的侵权判决。但由于在声孔结构是否侵权方面存在争议,敏芯微表示将上诉至最高院。
此次案件主要围绕的MEMS麦克风在电子消费领域是非常常见的电声器件,是一种采用MEMS技术将声学信号转换为电学信号的声学传感器,被广泛应用到手机、电脑、智能穿戴、智能家居等产品上,拥有着巨大的市场。
在音频产品中,MEMS麦克风主要用于语音通话、AI语音助手、降噪等功能。此次,我爱音频网以该事件为引子,来详细为大家分享一下目前MEMS麦克风技术现状、在TWS耳机中的重要性,以及在TWS耳机中的市场现状。
MEMS麦克风市场现状
MEMS麦克风是基于MEMS(Micro-Electro Mechanical System,微机电系统)技术制造的麦克风,MEMS是将传统机械系统的部件进行微型化后,通过半导体加工技术,将其固定在晶圆上,制成相应的元器件。
MEMS麦克风主要由MEMS传感器和ASIC芯片两部分构成,传感器将外界信号转换为电信号,执行器与外界产生作用,信号传输单元能够对信号进行处理以及与其他微系统连接。
MEMS麦克风产业链主要包括四个重要环节,分别是设计、制造、封装和测试。其中,设计和制造难度相对较大,而封装和测试相对难度较小。在国内市场,多数厂商先从封装和测试开始,再逐步掌握了核心芯片技术,但也有极少数厂商从开始就自主研发核心芯片。
在设计和制造层面,由于技术的限制,目前依旧由楼氏电子、英飞凌、意法半导体等国外厂商占据着主导地位。国内芯片设计有歌尔股份、瑞声声学、敏芯微,芯片制造有中芯集成电路制造有限公司、华润上华等,但都仅能占有少量的市场份额。
MEMS麦克风在TWS耳机产品里的重要性
TWS耳机是近几年销量非常火爆的音频产品,凭借着无线的蓝牙传输方式为用户带来更加自由和便捷的使用体验。随着性能的不断提升,功能的逐渐丰富,越来越受到消费者的认可。
麦克风是TWS耳机内部必备的一个非常重要的声学器件,MEMS麦克风拥有体积小、可SMT、稳定性强等众多优势,在TWS耳机中应用最为广泛。但也有极少数产品采用了驻极体麦克风。
并且由于降噪功能的加入对于麦克风的性能提出了更高的要求,因此MEMS麦克风就成为了TWS耳机产品中的首选。
歌尔镭雕G091 1B18的MEMS麦克风。
MEMS麦克风在TWS耳机中的作用主要是用于拾音功能,搭配降噪算法,为用户提供清晰地语音通话效果、精准的AI语音操控以及主动降噪等功能。因此,可以想象,如果TWS耳机中缺少了麦克风加入,将有众多核心功能无法正常使用。
敏芯微镭雕MB41 H123的MEMS麦克风。
根据我爱音频网历往拆解报告可以了解到,由于定位、价格以及功能性的不同,目前的TWS耳机中采用的MEMS麦克风数量也从1颗-3颗不等。
其中,对于入门级的中低端产品,多采用单颗麦克风的方案,主要应用于语音通话拾音功能;中高端产品中则多采用2-3颗麦克风方案,搭配波束成型技术、混合主动降噪技术,实现双麦/三麦通话降噪以及主动降噪功能。
总的来说,MEMS麦克风在TWS耳机中可以看做是“耳朵”的作用,通过收集外部声音传递到“大脑”,再由“大脑”运算后或传输到对方的设备实现语音通话功能,或传输到扬声器发出反向声波实现主动降噪功能。
双麦、三麦的应用类似于我们的双耳定位,通过多麦克风的协同,根据收集声音、响度、时间差等不同,针对各项功能进行相应的运算。
MEMS麦克风在TWS耳机产品上的市场现状
TWS耳机作为近几年电子消费市场最为火爆的产品,随着产品的快速普及,以及消费者接受度的不断提升,产品销量在持续的快速增长。
到2020年,全球TWS耳机出货量仅品牌产品就已经达到了约2.5亿,预计到2024年,全球品牌TWS耳机出货量将达到5.5亿副,加上白牌市场出货量,预计2024年TWS耳机市场总出货量将超过10亿。
TWS真无线耳机的快速发展,也带动了主控芯片、电源管理IC、无线充电接收芯片、充电盒电池、耳塞电池、传感器等相关产业链销量的快速增长,MEMS麦克风厂商就是其中受益颇多的厂商之一。
并且随着通话降噪功能在TWS耳机中的地位不断上升,以及主动降噪功能逐渐成为中高端产品的标配,MEMS麦克风在TWS耳机中搭载的数量从单耳1颗双耳2颗,单耳2颗双耳4颗上升到了单耳3颗双耳6颗,未来还有极大可能再次突破,市场需求将进一步攀升。
因此,MEMS麦克风在目前的TWS耳机市场中,依然存在着很大包容度,产品出货量还将随着TWS耳机的增速呈现出更大的增长趋势,能够使从身这一行业的厂商均获得不错的收益。
目前的TWS耳机领域MEMS麦克风厂商除了此次事件中的歌尔和敏芯微之外,还包括瑞声科技、共达、芯易邦、新港电子、瑞勤电子、台湾钰太、台湾鑫创、韦尔半导体等厂商。
各家硅麦厂商瞄准的市场有一定差异化。其中手机品牌TWS耳机,主要由歌尔、楼氏、共达等手机硅麦厂商供货;电商品牌TWS耳机,主要由敏芯、歌尔等厂商供货。
MEMS麦克风从目前的市场状况来看,虽然已经有数十家厂商在同台竞争,但基于MEMS麦克风在多领域的重要地位,以及电子消费市场所存在的巨大市场容量,每家厂商都能够在快速发展的市场洪流中取得不错的收益。
我爱音频网总结
MEMS麦克风是TWS耳机中非常重要的声学器件,麦克风性能的不断提升,以及多麦克风协同技术的应用有效的提升了TWS耳机通话、降噪、语音操控等功能终端使用体验。而随着TWS耳机的快速发展,其也为MEMS麦克风提供了更广阔的市场。
在MEMS麦克风技术上,虽然目前国内厂商还无法动摇国际厂商的地位,但通过如歌尔、敏芯微、瑞声声学等厂商的不断努力发展,国产替代化未来可期。而在这一过程中,专利则是起到了保护市场能够持续健康稳定发展的作用。
此次歌尔和敏芯微的专利纠纷,也反映出了国内MEMS麦克风市场的良好发展。对于敏芯微,能够看到其在不断地投入研发新的技术,而新技术的诞生或多或少会触碰到固有利益,专利问题是其发展过程中必不可少的历程,只有突破了专利技术的限制,才能在未来保持继续前进的势头。
对于歌尔,专利有效的保护了其大量投入的研发成果,使其能够更加坚定地朝着前进的方向不断努力。从此次事件中,也能够看出专利保护对于市场良性发展的重要性。一方面,专利保护了研发企业的成果,另一方面则促进了企业的创新,促使更多优质产品的诞生。