汪晓洁 ，安志武(1.中国科学院 声学研究所 声场声信息国家重点实验室，北京 100190; 2.中国科学院大学，北京 100049)

0 引言

微机电系统(MEMS)技术利用半导体工艺和体硅微加工工艺制备微结构，该技术已广泛应用于各种应用芯片的制造，特别是微传感器，如加速度计、陀螺仪及传声器等领域。微执行器因输出力及位移等较小而在应用中受限[1]。近些年，微执行器在声学器件上备受关注，如xMEMS、USound等国外新创公司正致力于开发研究性能更好的扬声器。扬声器是日常生活中的一种基本声学设备，是便携式笔记本电脑、智能手机、无线耳机、助听器及人机界面等移动电子设备的核心部件之一[2]。随着电子器件小型化的趋势，国外企业已经利用MEMS技术开发了几种微型扬声器，如xMEMS在2020年发布了全球第一款单芯片MEMS扬声器Monolithic，USound推出了Conamara UT-P4010等扬声器。

MEMS技术制成的扬声器具有高精度、小尺寸、低功耗、片上电路集成、批量制造、低成本、高可靠性和可重复性等特性。但如何在体积小及功耗低的情况下实现足够的声压级是目前MEMS扬声器设计中最关键的问题。

MEMS扬声器的驱动方式一般有电磁、静电和压电3种[3-7]，其中最常用的方式是电磁力(洛伦兹力)。电磁MEMS扬声器可提供更大的驱动力和振膜位移，因此，可以获得更好的声学性能[1,3]。但其制造过程较复杂，且通常需组装磁体。这种非批量组装过程会增加电磁MEMS扬声器的额外成本，同时磁体尺寸也难以减小，制造工艺和磁体集成是电磁MEMS扬声器面临的挑战。……