Xmems & # 39; Montara reemplaza los parlantes de bobina de alambre con pequeños chips de audio

Xmems presenta Montara, un nuevo altavoz que utiliza un chip para eliminar cables voluminosos y difíciles de fabricar en los altavoces de los auriculares sin sacrificar el rendimiento, el costo o la confiabilidad.

Montara utiliza sistemas microelectromecánicos o MEMS. Una tecnología de semiconductores que reemplaza los cables de la bobina de voz que generan vibraciones y ondas de sonido en los altavoces. Según el investigador de mercado Canalys, esta podría ser una gran oportunidad de mercado ya que se enviaron más de 200 millones de altavoces de audio reales (estéreo inalámbrico) en 2019.

Xmems de Santa Clara, California, ha estado en modo sigiloso desde su fundación en octubre de 2017. Ahora la compañía quiere reemplazar los altavoces de bobina de voz que han existido durante un siglo.

“Este es el primer altavoz MEMS del mundo en un chip de silicio. El actuador, la membrana, la membrana, todo, está en un chip de silicio monolítico ", dijo Mike Housholder, vicepresidente de marketing y desarrollo comercial de Xmems, en una entrevista con VentureBeat. Eso significa que todo está en un chip de milímetro de grosor, hecho con tecnología de semiconductores de estado sólido.

Añadió: “Estamos tratando de integrar altavoces en componentes de estado sólido. Sigue siendo uno de los pocos componentes no sólidos en la electrónica de consumo. “

¿Por qué cambiar ahora?

Arriba: los altavoces Xmems & # 39; Montara se pueden usar en los auriculares.

Créditos de las imágenes: Xmems

Los altavoces actuales convierten la energía eléctrica en energía mecánica. Un altavoz consta de un imán y una bobina de alambre, que crea un campo eléctrico que interactúa con el imán. Cuando se envían pulsos eléctricos a través de la bobina, son atraídos o repelidos por el imán. La bobina está unida a una membrana y una membrana que se mueve hacia adelante y hacia atrás dependiendo de lo que le pase al imán y a la bobina. Hoy en día, todos estos son componentes discretos que se construyen por separado y deben ensamblarse manualmente en altavoces, ya sean altavoces de entretenimiento doméstico grandes o altavoces de auriculares pequeños para teléfonos inteligentes.

Dado que Montara es un altavoz MEMS real monolítico, que está construido en tecnología analógica, todo el altavoz (actuador, membrana, bobina y membrana) consta de componentes de un chip semiconductor. El dispositivo usa PiezoMEMS. Entonces, si aplica tensión al material, se doblará. Esto significa que se puede usar para producir el actuador que crea la presión de aire requerida para mover la membrana y generar sonido. Auriculares internos como Apple Air Pods, auriculares estéreo inalámbricos reales. Dado que los componentes están sellados en un chip, el dispositivo es resistente al agua y al polvo con una buena clase de protección IP-57.

MEMS es una tecnología de chip confiable con la cual los dispositivos mecánicos generalmente se reproducen usando tecnología de semiconductores. Los diseñadores de chips lo han usado para crear componentes para dispositivos como impresoras de inyección de tinta, acelerómetros en todas las áreas, desde bolsas de aire para automóviles hasta controladores de juegos Nintendo Wii y giroscopios para helicópteros y drones.

Más fácil de fabricar

Arriba: el dispositivo Xmems es un altavoz en un chip.

Crédito de la foto: Xmems

En la fábrica de altavoces de hoy, miles de trabajadores pueden estar trabajando de forma semiautomática. Debe ensamblar los altavoces en varios pasos, envolver las bobinas de voz alrededor de los imanes y unirlos a las membranas y membranas. Xmems automatiza gran parte de este trabajo, ahorrando tiempo y costos de fabricación y asegurando la calidad.

"Con los semiconductores, se beneficia de la uniformidad, la repetibilidad y la consistencia", dijo Housholder. “Con los altavoces de bobina de voz, debe pasar por este proceso de ajuste del controlador hoy para asegurarse de que la izquierda suene como la derecha. Dado que las personas están involucradas en el proceso de ensamblaje, naturalmente obtiene variabilidad. Con un proceso de semiconductores, obtienes esa uniformidad que creemos que podemos eliminar este paso de calibración y adaptación de los altavoces. “

Xmems puede trabajar con fabricantes o fundiciones por contrato de chips para fabricar sus chips en un proceso estándar. Xmems afirma que su altavoz MEMS ha mejorado la fidelidad de audio, con mayor claridad y detalle para instrumentos y voces, y una latencia extremadamente baja. Todo esto se debe a los diferentes tipos de movimiento de aire, dijo Housholder.

Arriba: Xmems usa la tecnología de chip MEMS, que se usa en los controladores de juegos.

Crédito de la foto: Xmems

Mientras que las primeras versiones de los altavoces MEMS híbridos, Xmems afirmaba que Montara era mejor porque implementaba todo el altavoz (actuador y diafragma / diafragma) en silicio, no solo una parte. Esto reduce la altura de la carcasa y hace innecesaria la calibración manual en una fábrica.

Menlo Scientific revisó la tecnología Xmems y concluyó que esto representa un avance importante para los oradores MEMS. Montara tiene el ancho de banda completo para el sonido con una respuesta de frecuencia plana de más de 110 decibelios. Dado que el diseño también reduce el consumo de energía del controlador, la solución Xmems da como resultado un dispositivo más pequeño y tiempos de escucha más largos.

"Este es un altavoz de ancho de banda completo para que podamos producir todo el rango de frecuencia audible de 20 Hertz a 20 Kilohertz", dijo Housholder. "Esto puede ser un reemplazo y servir como un solo altavoz en un auricular".

Arriba: Xmems recaudó $ 11 millones.

Crédito de la foto: Xmems

Housholder dijo que los productos de su compañía igualarán el rendimiento de todo, desde auriculares populares hasta altavoces de alta gama.

"Podemos comparar esto con algunos de los mejores productos de la industria que cuestan alrededor de $ 800", dijo Housholder. "Creemos que hemos construido un altavoz muy competitivo con todas las ventajas de fabricación y montaje que destaqué anteriormente".

La primera versión del chip se puede usar en orientación vertical. La compañía también producirá un nuevo paquete para el chip para que pueda usarse en una orientación horizontal o lateral, dijo Housholder. Xmems ha obtenido 10 patentes y otras 70 han sido registradas.

Las muestras de Montara y los kits de evaluación están disponibles para clientes seleccionados este mes. Se esperan pedidos de producción en masa en el primer trimestre de 2021.

Xmems actualmente tiene 26 empleados. La mitad del equipo provenía de Invensense, que utiliza la tecnología MEMS para fabricar acelerómetros y giroscopios para dispositivos como el controlador Nintendo Wii. La compañía ha recaudado $ 11 millones hasta la fecha.