一、簡介

超聲換能器（Ultrasonic Transducer，UT）是指在超聲波頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)聲能與電能相互轉換的器件，根據(jù)換能工作狀態(tài)主要分為三種類型：發(fā)射型、接收型、收發(fā)一體型。21世紀以來，MEMS為超聲技術發(fā)展注入新的動力，促進超聲換能器的微型化和集成化，并可以有效降低大批量生產(chǎn)的成本，從而為打開廣闊的消費類應用大門奠定基礎。

近些年，基于MEMS技術的壓電式微機械超聲換能器（PMUT）和電容式微機械超聲換能器（CMUT）產(chǎn)品接連面世并成功應用于智能手機、平板電腦、汽車、無人機、機器人、智能家居、醫(yī)療器械等。預計未來五年MUT市場的復合年增長率（CAGR）超過25%，到2028年將接近20億美元。

超聲換能器橫截面結構示意圖：（a）塊體型壓電超聲換能器；（b）CMUT；（c）PMUT（來源：DOI: 10.3390/s150408020）

2018~2030年超聲傳感技術路線圖（來源：Yole）

得益于壓電薄膜制備及集成技術的發(fā)展，PMUT呈現(xiàn)“百花齊放”的局面，在飛行時間（ToF）測距、超聲成像、指紋識別、人機交互、芯片散熱等應用領域取得重要產(chǎn)業(yè)化進展，例如TDK InvenSense Chirp的ToF測距傳感器、茂丞科技的電子煙煙油液位檢測方案、Exo Imaging的手持式超聲診斷儀、高通（Qualcomm）的指紋識別傳感器、UltraSense的智能觸摸界面、Frore Systems的AirJet散熱解決方案等。

CMUT主要應用于醫(yī)療成像領域，其技術成熟度比PMUT高，以Butterfly Network和Kolo Medical為代表的創(chuàng)業(yè)公司正探索“殺手級”應用產(chǎn)品：面向家庭或個人應用的手持式超聲成像設備。此外，基于CMUT的可穿戴貼片、血管內(nèi)超聲（IVUS）成像導管、心臟內(nèi)超聲（ICE）導管等也都擁有令人期待的發(fā)展?jié)摿Α?br />
為了把握新一輪的發(fā)展機遇并開辟高附加值的藍海市場，眾多廠商投資布局MUT及配套電路技術，并希望將ASIC與PMUT或CMUT實現(xiàn)單片集成。由此可見，整個MUT產(chǎn)業(yè)鏈進入“生機勃勃”的活躍狀態(tài)，未來可期！

審核編輯：劉清