MEMS超聲波換能器極具替代塊體型壓電晶體超聲波換能器的潛力，原因之一是硅片的價(jià)格比壓電晶體便宜，因此基于硅芯片的換能器比壓電晶體換能器更具價(jià)格優(yōu)勢(shì)；第二是因?yàn)閴弘娋w換能器對(duì)制造工藝的要求更高，批量生產(chǎn)的難度更高。

超聲波技術(shù)的應(yīng)用

超聲波技術(shù)廠商尋求壓電晶體換能器的替代品，MEMS技術(shù)迎來(lái)機(jī)遇

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，傳統(tǒng)超聲波換能器是利用塊體型壓電晶體產(chǎn)生超聲波，盡管壓電效應(yīng)已被證實(shí)對(duì)傳輸超聲波有效，但受生產(chǎn)成本和尺寸的限制，壓電晶體技術(shù)存在局限性?；诠栊酒膿Q能器，或稱為MEMS超聲波換能器（MUT），主要有兩種類型：電容式MEMS超聲波換能器（CMUT）和壓電式MEMS超聲波換能器（PMUT），例如CMUT使用硅芯片將電壓轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)。這種換能器極具替代傳統(tǒng)超聲波換能器的潛力，原因之一是硅片的價(jià)格比壓電晶體便宜，因此基于硅芯片的換能器比壓電晶體換能器更具價(jià)格優(yōu)勢(shì)；第二是因?yàn)閴弘娋w換能器對(duì)制造工藝的要求更高，批量生產(chǎn)的難度更高。MEMS超聲波換能器性能優(yōu)勢(shì)也更加明顯，處理的頻率更高，且易于集成到電子設(shè)備中，是3D成像和全身掃描的理想選擇。

兩種MEMS超聲波換能器：CMUT和PMUT

首款MEMS超聲波換能器乏善可陳，成像質(zhì)量和制造工藝存在挑戰(zhàn)

據(jù)麥姆斯咨詢此前報(bào)道，日立（Hitachi）公司曾于2009年推出了首款基于硅芯片的超聲波換能器——電容式MEMS超聲波換能器（CMUT），這是一款帶有矩陣線性換能器的4G CMUT。盡管最初受到了較多關(guān)注，但由于成像質(zhì)量和制造工藝方面的挑戰(zhàn)，并未如預(yù)期那樣迅速擴(kuò)大生產(chǎn)。在轉(zhuǎn)向硅芯片的過(guò)程中，MEMS超聲波換能器失去了穿透能力。盡管這款換能器可以掃描全身，但僅限于某一深度的掃描，其性能比不上專用的壓電晶體換能器，不足以用于多種醫(yī)療領(lǐng)域。此外，該技術(shù)當(dāng)時(shí)是一項(xiàng)全新的技術(shù)，因此尚未開(kāi)發(fā)出可大批量生產(chǎn)此類換能器的制造工藝。如果這些問(wèn)題得以解決，則用戶最終只需購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)價(jià)格低廉的MEMS超聲波換能器，而無(wú)需購(gòu)置多臺(tái)具有不同掃描頻率的換能器。然而，直到最近，隨著4G CMUT的艱難推出，超聲波技術(shù)廠商仍在猶豫是否開(kāi)發(fā)基于MEMS超聲波換能器的醫(yī)療設(shè)備。

日立（Hitachi）4G CMUT

MEMS超聲波換能器將卷土重來(lái)，多家初創(chuàng)企業(yè)摩拳擦掌

MEMS超聲波換能器（PMUT和CMUT）“起飛”在即

盡管最初的MEMS超聲波換能器產(chǎn)品發(fā)布帶來(lái)的興奮感已過(guò)，但隨著2018年Butterfly iQ的發(fā)布，Butterfly Network可能會(huì)讓基于MEMS超聲波技術(shù)開(kāi)發(fā)熱潮再度掀起。Butterfly iQ是第一款完整的基于MEMS超聲波換能器的系統(tǒng)。這款手機(jī)大小的裝置可以掃描全身，價(jià)格僅1999美元，而全球手持式超聲波系統(tǒng)的平均售價(jià)為8200美元。盡管一些業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為該產(chǎn)品已經(jīng)引領(lǐng)了超聲波技術(shù)新時(shí)代的到來(lái)，但也有人持不同態(tài)度，他們認(rèn)為，MEMS超聲波換能器與優(yōu)質(zhì)的壓電晶體超聲波換能器相比，其成像質(zhì)量較差，這是該技術(shù)不會(huì)給超聲波市場(chǎng)帶來(lái)革命性變化的主要原因！孰是孰非，只能交由時(shí)間給出答案，但Butterfly iQ無(wú)疑為數(shù)家超聲波技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)推出創(chuàng)新型換能器奠定了市場(chǎng)基礎(chǔ)。

Butterfly iQ及成像效果