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麦克风山寨数组摆脱被动组件刻板印象 电声组件扮手机创新要角

谈起电声组件,由于其发展历史悠久,在技术成熟与供货商林立的先天条件下,往往被视为大宗商品。然而在音乐手机与大陆山寨机的带动下,电声组件除了应用方式更趋多样化之外,许多新材料与设计架构的导入,更让整体产业呈现朝气蓬勃的样貌。

若从1876年贝尔与爱迪生各自发明电话与留声机起算,电声组件发展至今已有超过130年历史。在这段逾一世纪的漫长发展过程中,随着技术成熟与市场供货商不断增加,电声组件的市场规模也不断扩大,根据目前全球最大电声组件制造地中国大陆的中国电声组件行业协会预估,到了2010年,中国大陆的电声组件年出货量可望达七十一亿颗,销售金额也将成长至59亿美元。驱动电声组件市场规模成长的主要动力,正是以手机为主的手持式装置。

音乐手机当道 电声组件使用量倍数成长

随着手机内建音乐播放功能与数字电视讯号接收能力的比例越来越高,手机的音讯播放能力也日渐成为使用者采购手机时考虑的因素之一。从诺基亚(Nokia)、三星(Samsung)、索尼爱立信(Sony Ericsson)等手机大厂陆续推出内建多颗超薄型喇叭的音乐手机款式,以及半导体厂商如德州仪器(TI)、国家半导体(NS)、欧胜(Wolfson)等纷纷推出具备多路喇叭驱动能力的手机音讯放大器方案,便可察觉手机内建多喇叭的趋势已经确立。专业声学量测厂商易禄达也指出,从近来海峡两岸手机原始设备制造商客户所委托进行声学检验的案例来看,手机内建多声道喇叭的比例已显著提升。


易禄达CNLA校正与测试领域负责人陈本立指出,从最近许多客户的委托案便可嗅出,许多手持式装置制造商已意识到只具备基本音乐播放功能的产品,将无法在竞争激烈的市场上脱颖而出,因此纷纷开始强调其产品的音质,而多声道喇叭便是目前最热门的设计潮流。事实上,不仅正规手机品牌如此,近来屡屡成为热门话题的山寨手机,在多声道喇叭的运用上更是大胆,内建六到八颗喇叭的山寨手机可说比比皆是。


除了喇叭之外,麦克风的市场规模成长也同样值得期待。楼氏电子(Knowles Acoustics)亚太区业务协理何美静指出,在经过多年耕耘后,手机等可携式装置客户采用数组式麦克风架构的意愿已有显著提升,因为随着噪音消除等软件算法技术日趋成熟、麦克风组件本身的公差范围缩小,以及麦克风组件的微型化等因素交互影响,采用数组式麦克风所带来的效益,不论是提升语音通话质量,或实现更精准的声控功能,都比以往更为显著。楼氏电子业务经理张慈斌更指出,以某家智能型手机大厂2009年的产品蓝图来看,便将有高达四成的比例内建数组式麦克风,显示数组式麦克风在手机应用上地位已经更形稳固。


除了楼氏电子之外,Akustica也非常看好麦克风数组的发展前景。Akustica营销暨产品管理副总裁Davin Yuknis指出,过去几年,Akustica陆续发表了五款针对麦克风数组应用所开发的数字麦克风组件,目前已有许多在笔记型计算机上的设计导入案例。笔记型计算机制造商之所以对麦克风数组的需求如此殷切,跟笔记型计算机普遍内建多种射频通讯技术所带来的吵杂射频环境,以及笔记型计算机内建风扇、硬盘等会发出声响的吵杂组件有关。数字化的麦克风数组除具备优异的抗射频与电磁干扰能力外,可以实作回声消除、噪音消除等功能以有效对抗风切声、背景噪音的特点,也是其吸引笔记型制造商之处。

对手机制造商而言,所要面对的环境除了没有硬盘跟风扇外,其它条件跟笔记型计算机大致相同,因此Akustica近来也开始看到有手机客户导入多重麦克风架构,以改善手机的收音质量,带给使用者更好的语音通讯与录音体验。但是对手机应用而言,由于其空间限制比笔记型计算机更为严苛,因此组件尺寸微型化将是手机能否全面导入麦克风数组的关键。对此,Akustica早有布局,已推出目前最微型化的微机电麦克风方案,其感应器裸片尺寸仅1平方毫米。

ECM麦克风不让MEMS专美于前

在数组式架构大行其道下,许多微机电系统(MEMS)麦克风供货商皆宣称传统驻极体电容式(ECM)麦克风的时代即将结束,然而,ECM麦克风近年来也屡有技术突破,不仅大幅提升其耐高温能力以支持回焊(Reflow)制程,也出现内建模拟数字转换器的数字ECM麦克风,不让以硅为基础的微机电系统麦克风专美于前。

泉声电子总经理温增丰指出,麦克风数字化已经是麦克风产业的共识,但事实上数字麦克风并非MEMS麦克风的专利,拜半导体制程技术进步之赐,数字麦克风的核心组件--模拟数字转换器早已微缩到可以整合至麦克风组件内的程度。此外,针对传统ECM麦克风不耐高温,无法兼容于回焊制程的缺点,泉声电子也已提出对应解决方案(图1)。新一代ECM麦克风不仅具备直接数字输出能力,更能与回焊制程兼容,可有效协助客户降低产品导入量产时的组装成本。因此,ECM麦克风仍将是市场上的主流技术之一,具备与MEMS麦克风分庭抗礼的实力。



图1 传统ECM麦克风无法以表面黏着制程整合到系统主机板上以及不支持直接数字输出的缺点,在新一代ECM麦克风上皆已改善。

有关麦克风数组的产品策略,泉声电子也早已展开布局动作,以模块方式出货给下游客户。温增丰指出,虽然目前业界仍以单麦克风配置为主流,但由于数字式数组麦克风波束成型的特性,使其特别适用于背景噪音大的吵杂环境,因此泉声认为,数组式麦克风未来一定有机会在手机等手持式装置市场上成为一股不可忽视的势力。但不可否认的是,数组式麦克风架构是声学、电学、软件、机构设计等跨领域知识的结晶,因此客户在导入时的门坎势必较高,须与有经验的协力伙伴配合才能收事半功倍之效,而这正好是泉声的专长项目。事实上,泉声目前已在中国大陆的数字麦克风数组市场上拥有超过70%的市占率,其应用客户从笔记型计算机制造商到专业仪器厂商都有。透过与各领域客户的合作经验,泉声电子有信心能提供给未来手机客户导入数字数组式麦克风时最专业的技术协助。

山寨机对决山贼机 胜负结果牵动电声产业未来

虽然电声组件产业的规模可望乘这波音乐手机与山寨手机的风潮加速成长,然而,对电声组件产业而言,在出货量成长的背后,仍存在些许隐忧。陈本立便指出,对于手机产业链,特别是上游的零组件供货商而言,山寨机的总体市场规模虽然可观,但沉重的价格竞争压力以及游走于灰色地带所造成的各种奇怪现象,却很有可能让相关供货商感到水土不服。

陈本立分析说,除了这波金融海啸所导致的低价为王时代,为山寨机的崛起预备了千载难逢的大环境之外,山寨机业者由于贴近消费大众的缘故,因此比国际大厂更能掌握消费者的需求。如内建高达八颗喇叭的夸张手机设计,便是为了迎合中国大陆农民或工人消费者在开阔场所听调频(FM)广播或利用休息时间看电视的需求而出现的产品设计。然而,在终端产品的价格必须尽可能压低的情况下,姑且不论逃漏税、规避检测验证等灰色的降低成本手段,组件供货商也一定会承担部分成本压力。


欧胜微电子亚洲业务副总裁卢能相则认为,山寨手机是一个非常微妙的市场。首先,山寨手机制造商在音讯子系统上的一些创意配置颇有值得正规手机厂商借镜之处,例如有些山寨手机制造商采用喇叭并联的方式,用原本只能驱动双声道喇叭的驱动放大器驱动六个喇叭,便是相当值得参考的创意。卢能相说:「山寨机制造商的产品开发投资小,回收也快,所以很多制造商在产品设计上非常勇于尝试,这是其对电声产业、乃至整个音讯讯号链上的组件供货商最有价值的地方。」但是,诚如陈本立的观察,并非每一家零组件厂商都有能力进军山寨市场。

有些山寨机市场区隔的游戏规则很简单,就是价格决定一切,对质量与可靠度完全不在乎,像这类市场便是一般正规组件供货商不会去切入的市场。

事实上,若仔细观察这波中国山寨风潮的走向,便可看出山寨市场也难脱M型发展轨迹。例如天语朗通的崛起,便是中国山寨手机转型成为民族品牌的成功案例,但相对来说,也有不少山寨机市场上的后进者,靠着模仿其它山寨机业者的创意,与同业进行价格战的现象产生,这种模仿山寨机的山寨业者,在中国大陆称为山贼机,也是目前山寨市场上价格杀戮最为惨烈的领域。几乎所有业界人士都同意,由于山寨机市场仍以现金交易为主,因此除非为了创造现金流量,否则以正规厂商之姿进军山贼市场绝对无利可图。

楼氏电子同样将眼光放在出身山寨,却有心成为民族品牌的山寨机客户上。何美静认为,随着过去几年山寨文化的发展,中国大陆的山寨手机市场已经孕育出少数几家可望成为中国民族品牌的手机业者。这些业者的产品规格不仅丝毫不逊于国际品牌,就连在卖场上的陈列位置都跟国际品牌平起平坐,像这种客户就是楼氏电子锁定的目标。至于纯粹打价格战的市场,则不在楼氏电子的市场范围内。

从以上各家供货商对山寨市场进行细致切割的操作手法来看,没有三两三,要上梁山还真是谈何容易!

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