MEMS 기술로 만들었다…동전보다 작은 단일 스피커

컴퓨터에 쓰이는 CPU 같은 반도체는 미세 가공 기술을 이용해 실리콘 다이에 회로 패턴을 전사해 제조한다. 이런 미세 고강 기술로 제조한 미크론 단위 부품으로 이뤄진 기계를 미세전자기계 시스템 MEMS(micro-electromechanical systems)라고 한다. 그런데 미국 스타트업 xMEMS가 MEMS 기술을 이용해 실리콘 기판 하나에서 생산한 단일 스피커 몬타라(Montara)를 발표했다.

MEMS와 센서, 전자회로를 실리콘 기판 하나 위에 미세 고강 기술로 집적화하고 크기를 미크론 단위로 만든 것이다. xMEMS는 2017년 설립한 곳으로 지금까지 제품 출시를 하지 않고 기업 활동을 비밀리에 해왔지만 이번 몬타라를 첫 출시한 것이다. 조셉 장(Joseph Jiang) 공동 설립자는 음악이나 동영상, 게임 등 미디어 소비자가 늘어나는 가운데 스피커는 수십 년전부터 변함없이 보이스 코일 기술을 이용하는 상황이라고 지적한다. 보이스코일 기술을 이용한 스피커 제조에는 수천 명 규모 공장 시설이 필요하고 품질에도 편차가 있을 수 있다. xMEMS는 이런 기존 스피커 기술 장벽을 무너뜨릴 실리콘 기술을 이용해 소리의 재발견을 이루는 걸 목표로 한다.

xMEMS가 개발한 몬타라는 일반적인 실리콘 칩 제조에 이용하는 미세 가공 기술로 제조하는 스피커다. MEMS 스피커는 기존 스피커보다 생산라인을 간소화할 수 있다. 동시에 제조공정 정확성과 재현성을 향상시킬 수 있다.

몬타라는 8.4×6.06mm 실리콘 다이에 스피커가 되는 MEMS 소자를 6개 탑재하고 있다. 음압 레벨은 115dB로 10Hz에서 20kHz까지 주파수 특성을 커버한다. 200Hz∼20kHz까지 총 고조파 왜곡은 0.5% 이하를 보증한다. 몬타라는 전류 구동이 아니라 압전 구동이기 때문에 소비전력은 일반적인 보이스 코일 스피커 일부분에 해당하는 42μW에 억제되어 있다. 또 IP-57을 준거하는 세계 첫 스피커라는 설명이다.

MEMS를 이용한 스피커 제조는 크기를 줄일 수 있다는 장점도 있다. xMEMS가 제공할 예정인 표준 패키지 크기는 8.4×6.05×0.985mm로 이어폰 등 작은 장치에 들어가는 크기다. 물론 몬타라는 압전 구동하기 때문에 기존 스피커와는 다른 앰프 설계가 필요하다. 몬타라 같은 MEMS 스피커를 도입하면 추가 칩이 필요하며 이는 MEMS 스피커 보급을 방해하는 가장 큰 걸림돌이라는 지적이 나오기도 한다. 몬타라는 2021년 4월 일반 생산을 예정하고 있으면 윗부분에 홈이 있는 표준 패키지와 측면에 홈이 있는 측면 필 패키지 2종류를 라인업할 예정이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.