什麼是 MEMS MIC 麥克風 ？(一)

1.認識 MEMS MIC 麥克風？

無論是你的藍牙揚聲器、智慧型手機，還是家中具有語音命令功能的電器，這些現代化的音訊產品內部，幾乎都藏著一個默默工作的關鍵零件。如果你的裝置是幾年前設計的，它內部可能裝著一顆「駐極體電容麥克風 (ECM)」；但如果是近幾年的新產品，那麼幾乎可以肯定，它使用的就是我們今天的主角——MEMS 麥克風。

MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems) 麥克風，中文稱為「微機電系統麥克風」，是半導體技術發展下的革命性產物。它以微小的體積、優異的性能和與現代化生產流程的絕佳相容性，迅速取代了傳統麥克風的地位。別擔心，本文將會用最簡單的方式，帶你一步步拆解這個微小卻強大的零件，讓你了解它究竟是什麼、如何運作，以及為何它在今日的消費性電子產品中如此重要。

現在，讓我們一起揭開 MEMS 麥克風的神秘面紗，看看它的內部到底藏了什麼。

2.MEMS MIC 麥克風的核心：內部結構解析

一個完整的 MEMS 麥克風，可以看作是一個高度整合的微型模組。它的內部主要由兩個核心部件組成，兩者被精密地封裝在一起：

• 麥克風元件 (Microphone Element) 這個微小的結構是真正負責「感測」聲音的部件。最常見的設計是「電容式」拓撲，利用聲波改變電容來偵測聲音；而新一代的技術也開始採用「壓電」元件，透過聲波擠壓材料產生電訊號。
• ASIC (特定應用積體電路) 這是一塊與麥克風元件搭配使用的電子晶片，扮演著大腦的角色。其主要功能是作為「前置放大器」，將麥克風元件感測到的微弱訊號放大。對於數位輸出的 MEMS 麥克風，ASIC 還會整合「模數轉換器 (ADC)」，直接將類比的聲音訊號轉換成數位訊號。

這兩個部件會被一同封裝在一個微小的「表面黏著封裝 (Surface-Mount Package)」中，使其能夠像其他電子晶片一樣，被自動化設備快速地安裝到電路板上。

了解了內部結構後，下一個關鍵問題是：它與我們過去常用的傳統麥克風有何不同？

3.新舊對決：MEMS 與傳統 ECM 麥克風的關鍵差異

MEMS 麥克風的崛起並非偶然，它在幾個關鍵特性上，相較於傳統的駐極體電容麥克風 (ECM)，展現出顯著的優勢。下表為你整理了最重要的差異：

總結來說，這就意味著，當你在設計一款輕薄的產品時，MEMS 麥克風在尺寸和與現代製造流程的整合性方面，具有壓倒性的優勢。正是這些顯著的差異，解釋了為什麼 MEMS 麥克風能在今日的消費性電子產品中佔據主導地位。

4.0 MEMS 麥克風為何可以應用於現代電子產品？

綜合來看，MEMS 麥克風之所以能在消費性產品市場中迅速普及並佔據主導地位，主要歸功於以下四大核心原因：

1. 極致小型化 其微型的 SMT 封裝，完美滿足了智慧型手機、無線耳機、穿戴裝置等產品對內部空間的嚴苛要求，讓產品設計更具彈性。

2. 與現代製程完美整合 由於其 SMT 特性，製造商可以將 MEMS 麥克風無縫融入高度自動化的電路板組裝流程中，與處理器、記憶體等其他電子元件一同進行流焊，大幅提升生產效率並降低製造成本。

3. 卓越的抗干擾能力 特別是「數位 MEMS 麥克風」，它能直接輸出數位訊號，有效抵抗來自手機訊號、Wi-Fi 等來源的電磁干擾 (EMI/RF)。這就好比在吵雜的環境中，數位訊號是清晰的「打字訊息」，幾乎不會出錯；而類比訊號則像是「輕聲耳語」，很容易被周遭的噪音干擾而聽不清楚。這在充滿無線訊號的裝置中至關重要，不僅確保了音訊品質，更有助於縮短產品上市時間。

4. 持續進步的音訊性能 雖然早期的 MEMS 麥克風在音訊性能上曾落後於傳統 ECM，但在過去五年中，其技術已取得長足進步。如今，主流 MEMS 麥克風的性能（信噪比 S/N 常見可達 60 dB 以上）不僅追上、甚至超越了 ECM，更能滿足需要 65 dB S/N 或更高信噪比的主動降噪耳機等高品質音訊應用的嚴苛需求。

透過以上的解析，相信你已經對 MEMS 麥克風有了全面的基本認識。

5.總結：給初學者的重點回顧

為了幫助你鞏固今天所學的知識，以下是關於 MEMS 麥克風最重要的三個核心概念：

• 核心定義 MEMS 麥克風是一種先進的半導體裝置，它在一個微小的封裝中，結合了負責感測聲音的「微型機械感測器」與負責處理訊號的「ASIC 電子晶片」。
• 關鍵優勢 相較於傳統的 ECM 麥克風，它的主要優勢在於：體積小、易於整合到自動化生產線，並提供抗干擾能力更強的數位輸出選項。
• 市場地位 正是憑藉這些優勢，MEMS 麥克風已成為實現清晰通話、精準語音助理互動與沉浸式主動降噪體驗的基石，深深融入你我每日使用的智慧型手機、真無線耳機、智慧音箱與筆記型電腦之中。

MEMS 麥克風是一種用半導體製程製造出來的微型麥克風，它就像一個「會聽聲音的晶片」，是現代所有智慧型手機、耳機、智慧音箱等電子設備的「耳朵」。

Zilltek 鈺太科技提供全方位的 MEMS MIC選擇.

Q/A 關於 MEMS 麥克風

第一題：基礎概念

第二題：內部結構
問： 一個完整的 MEMS 麥克風模組，內部主要由哪兩個核心部件構成？它們分別負責什麼功能？
答：

1. MEMS 感測元件（麥克風元件）： 這是它的「心臟」，負責感測聲音。通常是一個微小的可動振膜，會因聲波而振動，將聲音的物理能量轉換成電容變化。
2. ASIC（特定應用積體電路）： 這是它的「大腦」，負責處理訊號。主要功能是將感測元件產生的微弱電訊號放大。如果是數位麥克風，ASIC 還會包含一個「模數轉換器（ADC）」，直接輸出數位訊號。

第三題：新舊差異
問： 相較於傳統的駐極體電容麥克風（ECM），MEMS 麥克風在「生產組裝方式」上有何革命性的不同？這帶來了什麼好處？
答：

• 革命性不同： MEMS 麥克風採用 SMT（表面黏著技術） 封裝，而傳統 ECM 是「插件式」的。
• 帶來的好處： SMT 封裝使得 MEMS 麥克風可以像其他晶片（如電阻、CPU）一樣，被全自動化的貼片機快速、精準地安裝到電路板上。這大幅提升了生產效率、降低了人力成本，並且非常適合現代電子產品大規模、高速的生產流程。

第四題：關鍵優勢
問： 為什麼在充滿無線訊號（如手機、Wi-Fi）的現代電子設備中，數位輸出的 MEMS 麥克風比類比輸出的傳統 ECM 表現更好？
答： 關鍵在於「抗干擾能力」。數位 MEMS 麥克風直接在內部將聲音訊號轉換成數位訊號（0和1）再輸出，這就像傳送一段穩定的「打字訊息」，不易受到外界電磁雜訊的干擾。而類比 ECM 輸出的訊號是連續變化的電壓波形，就像一段「輕聲耳語」，在傳輸過程中很容易被電磁波干擾而變質，影響音質。

第五題：應用總結
問： 綜合來看，MEMS 麥克風能成為現代消費性電子產品主流的三大關鍵優勢是什麼？
答：

1. 極小尺寸： 微型化的體積滿足了智慧型手機、真無線耳機等產品對內部空間的極致要求。
2. 生產性佳： SMT 封裝能完美整合到自動化生產線，提升效率、降低成本。
3. 性能優異： 具備優良的信噪比和卓越的抗干擾能力（特別是數位輸出），能滿足高品質通話、語音助理和主動降噪等高階音訊應用的需求。