MEMS微機電麥克風晶片設計公司，鈺太(6679.TW)

來簡單理解一下，MEMS微機電麥克風晶片公司，鈺太(6679.TW)。

鈺太是以感測器元件(MEMS Sensor)及三角積分調變器(Delta-Sigma Modulator, DSM)技術開發為基本主軸，積極擴展MEMS麥克風產品線，包含微機電麥克風元件本身產品線與微機電麥克風模組產品為目標。此外亦研發高效率D類音訊放大器晶片(Class-D Audio Amplifier)，包含內部的迴圈濾波器(Loop Filter)設計及低電磁干擾功率級(Power Stage)，使產品線完整涵蓋聲學相關的主要晶片。微機電麥克風是由微機電感測器(Sensor)、前置放大器+轉換電路(ASIC)、 聲腔及RF抗噪電路所組成; 需深諳電子與聲學兩大系統，進入技術門檻相當高。

產業之現況與發展

(a)MEMS麥克風(MEMS Microphone)

麥克風已是我們日常生活中不可或缺的一部份，舉凡需要接收聲音的電子產品都有它的蹤跡，例如手機、智慧手環、智能音箱、耳機、筆記型電腦、錄音筆、輔(助)聽器，以及智慧家庭(Smart home)、物聯網(IoT)的聲控裝置等新興潛力應用。麥克風本質上是一種將聲學能轉換為電能的機構，能將聲音轉換成電訊號來記錄、處理，目前市面上消費性市場使用的麥克風可分為兩類：駐極體電容麥克風(Electret Condenser Microphone)及微機電麥克風(MEMS Microphone)。 其中，MEMS麥克風利用半導體製程及微精密技術，同時整合電子、電機或機 械等各種功能於一微型元件或裝置內。相較於以組裝方式形成的傳統駐極體麥克風，MEMS麥克風具有小尺寸、低電耗的優勢，且不易受周圍環境干擾(溫度 變化、振動、電磁干擾、電源波動等)；此外，個體與個體性能差異度低並能夠進行自動貼裝。

隨著語音個人助理(Voice-based personal assistants，VPA)應用越來越普及，進駐如智慧型手機、智慧揚聲器、智慧手錶、無線耳塞式耳機、汽車、智慧電視及其遙控器等裝置。未來幾年，AI 語音辨識介面的應用將會更廣泛，不過由於語音VPA要求更高的訊號雜訊比(SNR)，才能在吵雜的環境中準確擷取人聲， 此外，再加上這些裝置大部分是使用電池作為電源，因此為了達到較高語音辨識性能及較長電池續航力，MEMS麥克風將往高信噪比、低功耗的方向發展。 

根據Yole的說法，麥克風、微型揚聲器的全球消費性應用市場預計將從2018年的141億美元成長到2024年的208億美元，複合年平均成長率(CAGR)為6.6%。MEMS麥克風由於價格低廉、體積小且易於整合而被廣泛採用，達到非常高的銷售量(估計市場上有60億個麥克風)。根據市調機構 Mordor Intelligence，2019年的MEMS麥克風市價為$1.354B(USD)，預計2025年將達$2.702B(USD)。2020至2025年的期間，CAGR預測為12.2%。在智慧手機中， MEMS麥克風的採用率最高。由於智慧手機在全球範圍普及率不斷提升，MEMS麥克風得到極大的推動。具語音功能的智慧幫手也逐漸廣泛採用，提升MEMS麥克風的使用率。此外，亞太地區有望成為MEMS的最大市場。許多過程管理和產品製造方面的供應商及合同製造公司都建置在亞洲包含台灣、日本、韓國及中國大陸等地之半導體公司。而印度，中國，韓國和新加坡等地區對智慧手機及消費電子設備的需求旺盛，鼓勵許多供應商在該地區建立生產機構中心。

MEMS麥克風對於智慧型手機產品差異化的重要性越來越高，高品質的麥克風裝置已證實有助於環境噪音消除，2010年蘋果iPhone 4s採用兩個MEMS麥克風以降低背景噪音並提供更佳的通話品質後，在2012年上市的iPhone 5新增第3顆MEMS麥克風，安裝在手機底部並藉此大幅提升抗噪及語音辨識能力，在2016年上市的iPhone 7新增第4顆麥克風，再次提升語音辨識能力。此 一趨勢引發智慧型手機大廠開始跟進採用四個以上MEMS麥克風的設計：一個用於語音採集，一個作為輔助語音辨識，兩個用於噪音消除，進而提高語音識別率，並逐步從智慧型手機、智能音箱、平板電腦、筆記型電腦以及穿戴式裝置等擴展。另一方面，亞太地區(中國，日本和韓國等等)的人口老齡化嚴重，聯合國估計，到2022年，該區域60歲及60歲以上的老年人口將超過 6億，因此輔聽器或助聽器市場在未來也不容小覷，該產品的需求將會持續提升，而 MEMS 麥克風正是包含在其中的感應器之一。

至於北美地區也佔有重要的市場份額，鑑於美國地區具有大型消費電子市場，且該地區智慧手機普及率很高，MEMS麥克風有望獲得大量採用率(目前蘋果所推出的iPhone一直都採用MEMS麥克風技術)。此外，美國是頭戴顯示器最大採用國之一，也擁有虛擬實境最大的客戶群，而MEMS麥克風的採用可以提升頭戴顯示器的體驗，例如延長電池續航力、小體積等等。

除了單純MEMS麥克風外，整合其他傳感器的方案也逐漸在市場中出現，例如結合氣壓計(高度計)與麥克風。近幾年，穿戴式(智慧手錶、智慧手環)、可攜式裝置幾乎每個人日常都會使用，隱藏於其中的商業價值相當龐大，許多知名企業均在此市場中發展。在2019年全球智能手錶市場價值206.4億美元，預計2027年將達到963.1億美元，從2020年到2027年的複合年增長率為19.6%。近年來，隨著健康意識抬頭，使用者對無線健身和健身監測功能(如登山高度、運動軌跡、運動強度等等)的需求程度日益提升，其中，氣壓計(高度計)扮演著相當重要的角色，不僅可以獲得高度的資訊亦可提高GPS定位的精準度。

另一方面，無人機的商業使用正與日俱增，多種行業都將無人機作為其日常業務功能的一部分。預計無人機市場規模將從2018年的44億美元增長到2025年的636億美元，而2021年底，預估消費者購買無人機的出貨量將達到2900萬台。商用無人機雖然是個新興領域，但已經看到來自工業集團，IC設計公司，IT諮詢公司和國防承包商的重大投資。隨著技術進步，商用無人機的價格降價，無人機很快就會執行日常任務，例如無人貨運、自動為農田施肥、勘測難以到達的地方。基本上，無人機都需要一個氣壓計(高度計)來記錄飛行高度以利處理器進行判斷，隨著無人機的普及，該感應器的需求也將上揚。

(b) D類音訊放大器(Class-D Audio Amplifier)

同樣作為聲學晶片，D類音訊放大器也具有一定的市場，只要是會產生音訊的裝置皆需要該晶片。音訊放大器具有輸出功率大小之分，兩者市場也有區隔，因此鈺太分別針對小功率及大功率D類音訊放大器進行開發，並針對不同應用需求研發相關技術。

根據ResearchAndMarkets預測（2021~2026年）指出，2020年製造業的全球物聯網(IoT)市場價值為1753億美元，預計到2026年將達到3991億美元，在2021~2026年的預測期內複合年增長率為14.76%。許多物聯網裝置已經普及於我們的日常生活中，如穿戴式、可攜式裝置(智慧手錶、手環、智能音箱等等)；其中，根據Strategy Analytics的研究報告，即使市場在COVID-19疫情爆發下面臨了嚴峻的挑戰，2020年全球智能音箱銷售仍然創紀錄，突破1.5億部。Apple、 Amazon、Google、阿里巴巴等國際知名大廠也積極推出新型號來搶攻市場。由於疫情爆發，人際互動的型態也轉化成遠距視訊、通話等等，使得智能螢幕在 2020年第四季占智能音箱市場總量26%。此外，在新一代房屋中，智慧家庭(Smart Home)裝置逐漸成為標準備配，各項家電或是安全裝置皆可方便控制。對於使用者，語音回饋/提醒與聲控為最方便也最直接的人機互動途徑，驅動了音訊放大器及麥克風的需求。

另一方面，大功率的音訊放大器則是常出現在汽車、家庭電視等等產品中。不論爆發性成長的電動車或是傳統車型，車載音響都是標配之一，此外，伴隨著科技進步，主動性防護與行車輔助設備逐漸普及。近年最熱門的Tesla電動車需要許多準確的感應器、GPS及通訊網路等等才能提供安全的自動駕駛/導航服務，然而這些技術往往需要高精準度的系統及通訊設備，這些都相對容易受到電磁干擾影響的電路，因此車載音訊系統不只需要達到高音質，低電磁干擾需求也是近期熱門發展之一。

智慧電視(Smart TV)也是另一項快速成長的音訊放大器應用，預計以4.1% 的複合成長率達到2025年的2億6640萬台。智慧電視不僅當成傳統電視，同時也藉由無線網路來提供收看其他新型態媒體及社群軟體的功能，不過由於通訊設備容易受到干擾，該裝置的音訊放大器也需要具備低電磁干擾的規格。高需求量的車載音響及智慧電視皆需要低電磁干擾的音訊放大器，雖然D類音訊放大器有高效率的特性，但是切換式輸出卻反而造成高電磁干擾的疑慮，鈺太研發之低電磁干擾D類放大器使用低成本的技術解決了這個問題，同時又可以提供高傳真音質，完全符合以上應用的需求，具有相當的市場價值。

鈺太，是一家MEMS微機電麥克風晶片公司，公司近2年ROE為27%，19%。毛利率為34%，30%。資產負債率為24%，23%。2020年銷售內銷佔75.9%，外銷中國有22.6%，其中營收有72%是數位麥克風，13%是類比麥克風，電源管理晶片佔7%，其它佔7%。以應用來看，筆電佔68%，耳機佔8%，網通佔5%，電視佔4%......。2020年度鈺太MEMS麥克風系列產品之營業收入約為新臺幣1,484,000千元，其中NB應用之數位微機電麥克風，全球市佔率已達40%以上市場占有率。鈺太競爭對手主要是樓氏(Knowles)，Invensense，STMicroelectronics。 

不同於一般積體電路是由晶圓廠提供標準製程再讓IC設計公司依該製程去設計電路與佈局，微機電麥克風技術相對複雜需要異質整合，與一般電路技術開發本質上不同，主要是由微機電感測器(MEMS Sensor)、前置放大器+轉換電路(ASIC) 、電源管理、聲腔及RF抗噪電路所組成其中，微機電感測器(MEMS Sensor)製程技術需由產品設計公司與晶圓廠合作開發，有些晶圓廠甚至無相關生產製程，此時須由產品設計公司提供基本製程與晶圓廠相互討論開發(Joint Development)，待製程確立，設計公司再依此製程去做元件設計及產品，因此一般製程開發與元件設計需搭配且同時進行。不過由於技術細節複雜，競爭對手較難靠逆向工程(reverse engineering)仿造產品。