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引領新世代聲學革命 讓揚聲器走進半導體時代

  • 杜育綺台北

聖德斯貴顛覆既有揚聲器架構,讓揚聲器走進半導體時代。聖德斯貴
聖德斯貴顛覆既有揚聲器架構,讓揚聲器走進半導體時代。聖德斯貴

不管是音響愛好者等級的高階喇叭,或近幾年人手一副的真無線藍牙耳機,目前的揚聲器始終維持使用傳統的架構,雖然聲音品質佳,但隨著各種穿戴式裝置快速普及,傳統架構的體積與成本都居高不下,聖德斯貴執行長周宏達指出,過去半導體翻轉了麥克風,半導體成為現在的主流技術,「這波變革也會在揚聲器發生,半導體揚聲器模組,將是聲學領域的未來趨勢。」

聖德斯貴成立於2019年,並且在Pre-A輪募資拿到新台幣4,500萬元的資金,投資人看好的點,無非是他們顛覆時代的概念與技術。現在市面上常見的揚聲器,都是由線圈、磁鐵、振膜所組成,電流通過線圈後與磁場產生作用力,帶動薄膜產生共振,進而發出聲音。

這種電、磁、機械互相轉換能量的作法已有多年歷史,不過也因為行之有年且技術成熟,技術很難再有突破,成本也無下降空間。除此之外,機械式架構也難與現在的電子產品緊密整合,無法讓半導體技術的優勢最大化。

顛覆既有揚聲器架構 在耳朵裡放進家庭劇院

聖德斯貴的技術顛覆了現有的揚聲器架構。周宏達回憶,他與另一位共同創辦人各自對聲學以及半導體產業有所涉略,在討論技術與應用時,即談論到若利用半導體製程做出揚聲器模組,不但尺寸可以大幅縮小、整合度可以更高,未來進入量產後,成本還能進一步降低,更重要的是這項技術除了可實踐之外,市面上還沒有人做過,「因此我們很快就定調公司的產品方向,著手進行研發。」

儘管是利用半導體製程,要揚聲器發出聲音還是不能違反自然定律,必須透過振動發聲,只是在聖德斯貴的產品架構中,振動的不是線圈而是半導體。「我們把自己產品稱為『會跳舞的半導體』,利用電流控制晶片的振動,進而產生聲音。」周宏達分析這種作法有幾個好處,首先是半導體可以更精準控制振動,不像動圈式架構無論如何精細都仍會有誤差產生,「我們的聲音效果可調控的細緻度,是動圈式音響的50倍。」

其次是半導體的體積可以大幅縮小,聖德斯貴採用了台積電的65奈米製程,晶片尺寸僅有1x1x0.2mm,未來還可以做到更小。半導體製程可以大量堆疊磁場,一個硬幣大小的半導體揚聲器模組,就堪比過去家裡的隨身音響。

他解釋小體積的好處是應用組合可以更多元,對體積由嚴苛的載體,可以只放一組模組,如果空間較大者,則可以置入多組模組,形成陣列式結構,「這就等於把一組家庭音響放到耳朵裡,配戴者可以從耳機裡聽到完美的音色。」

第三個好處是容易跟其他半導體製程的設備快速整合,除了耳機外,助聽器、智慧眼鏡之類的穿戴式裝置都是可應用的產品,「尤其是智慧眼鏡,我們的小體積揚聲器模組,可以做到真正意義的隱藏式喇叭,從眼鏡外觀上完全看不出來。

至於在成本方面,周宏達坦言現在成本仍高,不過這是半導體製程的原罪。他指出半導體的最大成本在光罩設計與製作,在初期少量製作時單位成本必然高昂,開始量產後,單位成本就會因為大量均分而降低,一旦進入量產,聖德斯貴揚聲器模組不輸線圈的成本優勢,就會進一步凸顯出來。

革命性技術成果豐碩 聖德斯貴搶佔龐大商機

從2019年至今,聖德斯貴的成果相當豐碩,不僅已經取得技術專利,也在2020年做出原型機,並與聲學設備業者合作,準備全力搶攻市場。周宏達指出,目前全球揚聲器的產值大約2,000億美元,耳機則佔大約100億美元,他預估後者未來至少有60%的產品會採用半導體式模組,聖德斯貴初期以中高階市場為主,當成本隨著量產規模下降後,將進一步擴展至其他領域。

對於未來發展,他則深具信心,「如前面提到,麥克風已經從過去的機械式走到半導體,相同模式也會發生在揚聲器,我們的技術和產能都已經備妥,將可在最短時間內提供消費者一場最佳的聲音饗宴。」

本文原刊載於TTA雜誌2021年10月號,更多新創團隊故事歡迎至TTA雜誌瀏覽。