MEMS声学传感器是一种用于声信号采集的 MEMS微系统，包括声功率和声强度。它可以检测出多达24种不同的频率，然后根据数据进行分类和计算并输出数据。MEMS声学传感器目前主要有两个用途：一是与智能手机以及汽车相关的产品监控；二是语音控制、家庭监控、人体健康监控等。近年来，在传统声学传感器基础上发展起来的声学技术在未来的消费电子产品和医疗器械领域具有广阔前景，例如对微型化(smart mesh)制造和无源(em)医疗保健等方面应用。本文将主要介绍这些声学传感器的原理、发展趋势及在智能手机/汽车领域的应用。

一、 MEMS声学传感器原理

    MEMS声学传感器的原理类似于电子电路中的电流或电压等电流器件，其本质是利用外部电路将超声波(1 Hz~10 Hz)通过硅 MEMS模块传至传感器内，进而对声波进行检测。MEMS声学传感器由两个基本部分组成：内部电路；外部电路由两个分立的小型 MEMS模块组成，在两个分立的小型 MEMS模块之间放置声透镜。在一定时间内通过声音透镜照射到硅 MEMS模块上后产生反射波而被传感器内部的半导体芯片采集到信息并将其传输到数字处理单元进行处理。因此, MEMS声学传感器可通过检测两个分立的小型晶体管之间发出的声波进行分类和计算；然后将数据输出到传感器控制单元中进行处理并输出结果。

二、 MEMS声学传感器的主要技术

    MEMS声学传感器具有低成本、小型化、集成化、高性能等特点，其原理涉及半导体加工制造工艺，还包括射频、声表面处理、声学传感器封装等环节。不同的 MEMS声传感器在功能上有一定区别，但在传感器的外形设计、工艺制造、封装形式等方面都存在一定的共性。此外, MEMS声传感器的声学特性在不同方向上也会有所差异。MEMS声学传感器由于其特殊的封装形式以及工艺特性导致其应用范围广泛。此外, MEMS声传感器需要与多种传感器连接才能实现数据监测、无线通信和自动检测功能，因此 MEMS声学传感器需要具备智能化、集成化和微型化的特点。基于传统工艺制造方法所生产出来的 MEMS声学传感器主要采用物理法封装和化学工艺制造两种实现方式，即以材料为基础的加工制造、以微纳加工或光刻技术为基础的微纳加工制造。其中，物理法封装(Physical Foundry)和化学工艺制造(Ceramic Sierra Chemistry)相结合是目前最为主流以及常用的两种传统工艺设计方法。

三、 MEMS声学传感器在智能手机/汽车领域应用

    智能手机是智能设备的主要载体，与物联网(IoT)、人工智能、虚拟现实(VR)和移动支付等应用密切相关。根据 IDC发布的2018年第二季度全球智能手机出货量报告，智能手机市场总体出货量为3.99亿部，同比下降1.3%。其中，中国所占份额超过三分之一，成为最大出口市场。随着5 G网络的快速发展，智能机作为连接人与设备、服务的重要载体功能逐渐被应用于各个领域。在智能手机领域中有两个重要应用：一是用于记录声音信号；二是检测语音指令中所用的频率。

四、结语

    随着无线音频技术的发展，人们对声音质量的要求越来越高在生活中的各个方面，如智能手机、汽车等产品已经开始广泛地使用声学技术。因此，通过采用 MEMS声学传感器技术实现对声音信号的采集以及对声音的处理已经成为未来语音控制、汽车控制等领域的重要技术之一。本文介绍的 MEMS声学传感器基本原理、结构、种类、封装以及应用领域等方面的相关内容是目前 MEMS声学传感器在消费电子产品中应用主要内容之一。因此从消费电子产品的应用和市场需求出发，选择合适的声学传感器方案对于 MEMS声学传感器的发展至关重要。