追求低失真、豐富細節展現的高音質聆聽,是現在耳機聲學技術所追求的目標,而單體技術的突破也是為了達到這種高音質聆聽的享受為目的!我們都知道,耳機單體是透過振膜上下移動推動空氣產生聲音,振膜材質可以說是決定音質好壞的重要關鍵,以最普遍的動圈單體來說,振膜是透過線圈來驅動,但線圈與振膜的接觸面不大,振膜運動時容易產生不均勻的現象,容易對聲音產生失真,而近年耳機市場出現一種全新型態的單體,就可以完全改善這個問題。
▲今年九月在台灣舉辦的xMEMS Live Asia 2024研討會,原廠除了技術分享座談,也在現場準備多款採用Cowell與Cypress單體的耳機,讓與會者體驗MEMS單體的聲音效果。
使用壓電微機電(piezoMEMS)、專事生產全矽微型單體的xMEMS Labs(知微電子),過去就推出全球第一款適用於真無線耳機、和個人音訊設備的「固態真MEMS單體」,這個以超薄的固態矽做為振膜材質的單體,以壓電效應來做驅動,這種「半導體」單體技術可以說是現時耳機單體技術的尖端科技,品質好又能大量自動化封裝,跟需要人工黏膠組裝的傳統動圈單體比起來,方方面面都優勢滿載,所以也被譽為是耳機單體的革命性產品。
▲已經上市販售的Soundpeats Capsule3 Pro+,是現階段市場上最知名採用xMEMS單體(搭配12mm動圈單體)的真無線耳機。
厚度僅1mm的xMEMS單體採用的剛性超高的矽做為振膜材質,透過電壓驅動也能讓振膜獲得受力一致的均勻做動,所以能全頻段發聲的單體基本上不會有任何的相位誤差,反應速度也會比傳統線圈驅動的動圈單體高出150倍之多,能大幅降低延遲與能量耗損,單體振膜的耐受力也更強。半導體製程的xMEMS單體是由台積電來代工,無庸置疑具備一流的封裝製成品質。
▲搭載最新Cypress單體的耳機,標榜提供>140dB的低頻音壓,低頻不僅量感足,ANC 效果也非常好。
xMEMS開發的第一代單體為Cowell,今年發表全新的Cypress單體,全新的Cypress單體標榜採用超音波原理,跟前一代比起來具有更好的動態效果,而且低頻音質表現也更加出色,連帶地也提升的降噪性能。
▲xMEMS現場帶來兩款採用Cypress單體的耳機,眼前這款標榜低頻經過特別調音,具有更豐沛的能量感與更強勁的力道,雖然低頻表現搶眼,中高頻段依舊能維持細緻的音質,這也是MEMS單體最具優勢的所在。
現階段在耳機市場上,已有許多品牌的入耳式耳機採用Cowell單體,實際應用上,xMEMS跟動圈單體、平衡電樞單體或者平面振膜單體比起來,具有非常多的優勢,像是具有更開闊的頻寬,更快的反應速度,以及極低的失真,這些都是有助於耳機音質大幅提升的關鍵。而全新的Cypress單體性能更好,不僅比傳統動圈單體具有更好的音壓表現,特別是低頻,在20Hz能比一般動圈單體創造40倍的聲音,所以除了能為中高頻帶來細節豐富的音質,低頻段表現也具有非常高的水準。
▲除了入耳式耳機,耳罩式耳機也有產品可以透過動圈單體搭配MEMS單體來創造更出色的音質表現。現場就展示一款密閉式與一款開放式耳機,兩機皆以xMEMS Cowell MEMS高音單體搭配40mm動圈單體提供不同的聽感效果。
另外就是xMEMS單體具有空氣閥門,聆聽時完全不會有入耳帶來的密閉式壓力,能讓聲音在耳道裡維持舒適的暢通感。由於xMEMS單體採用先進的封裝製程,所以單體模組還具備IP58防護等級,能達到高強度的防塵、防水效能。還有就是厚度僅1mm的xMEMS單體,體積極小,置入真無線耳機也內意味有更多空間去規劃容量更大的電池,所以也能為產品帶來更長的電池續航力。
現在市場上包含Noble Audio、CREATIVE、SoundPeats等眾多品牌的真無線耳機都已經採用xMEMS的單體,實際呈現出來的效果不僅廣受市場好評,甚至獲得許多國際大獎的肯定。除了耳機,全矽MEMS也可以應用在XR眼鏡、智慧型手機、智慧型手錶等產品上,未來甚至能朝家庭劇院音響上發展,是一項非常值得大家期待且持續關注的創新聲學技術。