مكبرات صوت للساعة الذكية نحيفة ومزودة بالسيليكون

بعد مرور عام على تقديم أول سماعات أذن مصنوعة من السيليكون، xMEMS كشفت النقاب عن نموذج أولي لأحدث إصدار من مكبرات الصوت الصغيرة الخاصة بها، لاستخدامها هذه المرة كمكبر صوت في الهواء الطلق، وهي مهمة أكثر تحديًا.

الشركات الناشئة في وادي السيليكون مكبرات الصوت السابقة جلبت الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (ممس) إلى سماعات الأذن اللاسلكية وتفاخر بها جودة صوت ممتازة. ومن خلال تعديل إشارات الموجات فوق الصوتية، تقوم مكبرات الصوت بإنشاء صوت عالي الدقة في جهاز خفيف وصغير الحجم. إن وضوح الصوت الذي تنتجه شريحة السيليكون والكهرضغطية الجديدة، والتي تسمى Sycamore، يشبه إلى حد كبير وضوح مكبر صوت الهاتف الذكي – وهو أمر لائق، ولكنه بعيد عن جودة الصوت التي توفرها البدائل داخل الأذن. ومثل مكبر صوت الهاتف الذكي، تم تصميم Sycamore للصوت في الهواء الطلق الذي تنتجه الأجهزة القريبة أو الموجودة على الجسم. على وجه الخصوص، يمكن استخدام مكبر الصوت في العديد من الأجهزة القابلة للارتداء، مثل الساعات الذكية أو نظارات XR أو سماعات الأذن المفتوحة، والتي يتم تثبيتها حول الأذن بدلاً من وضعها داخلها.

بالنسبة لهذه التطبيقات، فإن ميزة استخدام برامج تشغيل MEMS بدلاً من مكبر الصوت التقليدي لا تتعلق بجودة الصوت بقدر ما تتعلق بالحجم. يبلغ سمك مكبر الصوت الصغير حوالي 1 ملم، أي ثلث سمك محرك الملف، كما أن إزالة الملفات المغناطيسية للسماعات التقليدية تؤدي إلى خفض وزنه بنسبة 70 بالمائة تقريبًا إلى 150 ملليجرام. تتطلب مكبرات الصوت الأخرى أيضًا مساحة فارغة خلف الحجاب الحاجز، تسمى الحجم الخلفي. تعمل مكبرات الصوت المعتمدة على MEMS على تقليل مستوى الصوت المطلوب بشكل كبير.

بالنسبة للأجهزة القابلة للارتداء، كل ملليمتر وملليجرام مهم؛ ويقول إن التصميم الثقيل أو الضخم يمكن أن يردع المستخدمين مايك هاوسهولدر، نائب رئيس xMEMS للتسويق وتطوير الأعمال. ولهذا السبب تعتبر مكبرات الصوت الصغيرة “مثالية للساعات الذكية”. من المرجح أن يختار المستخدمون الذين يبحثون عن جودة صوت ممتازة سماعات داخل الأذن أو سماعات رأس فوق الأذن. يقول هوشهولدر إن مكبرات الصوت الدقيقة الرفيعة المفتوحة تساعد بدلاً من ذلك في تقديم منتج أنيق “مواكب للموضة”.

الصوت من الموجات فوق الصوتية

يستخدم Sycamore نفس تقنية “الصوت من الموجات فوق الصوتية” المقدمة في مكبر الصوت الصغير داخل الأذن Cypress، xMEMS. تنتج هذه التقنية الموجات فوق الصوتية عن طريق اهتزاز اللوحات السيليكونية القوية المطلية بمادة كهرضغطية. ثم يقوم بتعديل الموجات فوق الصوتية لتوليد مجموعة كاملة من الترددات المسموعة.

الجديد في Sycamore هو تصميم شريحة أكثر كفاءة. وتعني هذه الكفاءة المحسنة أن مكبرات الصوت يمكنها تقديم المزيد من الديسيبل، مما يجعل الاستماع في الهواء الطلق ممكنًا. يعمل مكبر الصوت أيضًا بشكل جيد في نطاق تردد الجهير، وهو نقطة ضعف تاريخيًا لمكبرات الصوت MEMS. (في الأول سماعات تجارية لاستخدام تقنية xMEMS، تم استخدام مكبر الصوت السيليكوني فقط لـ “مكبر الصوت” عالي التردد؛ تم إقرانه مع محرك ديناميكي تقليدي “مكبر صوت” لإنتاج صوت متوسط ​​المدى وصوت جهير.)

في اختبارات الشركة لمكبر الصوت النموذجي، أصدرت Sycamore صوتًا مشابهًا أو أعلى مقارنة بالسماعة الموجودة في Apple Watch Series 8 عبر معظم الترددات. مقارنةً بسماعات الأذن المفتوحة من Bose، فقد تخلفت في النطاق المتوسط ​​ولكنها كانت تتمتع بترددات جهيرة وثلاثية أقوى.

سيتم تصنيع السماعة الجديدة بنفس عملية تصنيع شريحة سماعات الأذن Cypress. سوف تستمر xMEMS في الشراكة مع TSMC لتصنيع مكبرات الصوت، على الرغم من أنهم يستخدمون الآن أيضًا بوش، أحد مسبك MEMS الرائد.

يقول هاوسهولدر إنه من خلال تحسين كفاءة تصميم الخلية، قد تصبح مكبرات الصوت MEMS عالية بما يكفي لتطبيقات أخرى، مثل سماعات الهاتف أو الكمبيوتر المحمول. ولكن هناك قيود أساسية على حجم مكبرات الصوت الدقيقة، والتي يتم تصنيعها على رقاقة بقطر 300 ملم. يمكن أن يؤدي الجمع بين شرائح متعددة أيضًا إلى رفع مستوى الصوت، ولكن من غير المرجح أن تكون مكبرات الصوت التالية مصنوعة من MEMS.

تخطط xMEMS لبدء أخذ عينات من Sycamore في أوائل عام 2025، مع توقع الإنتاج الضخم في يناير 2026. وفي غضون ذلك، ستبدأ مكبرات الصوت الدقيقة كاملة النطاق الخاصة بالشركة في الإنتاج الضخم في يونيو 2025، يليها إنتاجها المصنوع بالكامل من السيليكون. مروحة على شريحة في أكتوبر من نفس العام.