Cuffie allo stato solido? xMEMS presenta i primi trasduttori in silicio

La rivoluzione del silicio ha finora coinvolto molti ambiti, ma quello dell’audio è rimasto relativamente immune. Ciò è particolarmente vero quando si guarda ai trasduttori, siano essi in altoparlanti o in cuffie e auricolari, poiché tutt’oggi sono prodotti con materiali che vanno dalla carta fino a materie plastiche a volte ricoperte di altre sostanze (dal berillio fino ai diamanti). xMEMS è la prima realtà ad aver sviluppato dei trasduttori interamente in silicio, portando anche nel mondo dell’audio la rivoluzione dello stato solido che ha già avuto un impatto significativo su molti altri settori.

L'azienda ha presentato ora tre nuovi prodotti: Cowell, il microtrasduttore più piccolo al mondo; Montara Plus, evoluzione del primo trasduttore lanciato dall’azienda, Montara; e Skyline, un dispositivo che permette di aprire o chiudere la camera acustica delle cuffie.

xMEMS presenta i primi trasduttori allo stato solido

Il materiale ideale per realizzare i diaframmi dei trasduttori presenti in altoparlanti e cuffie è estremamente rigido e leggero: in questo modo può vibrare liberamente e facilmente, allo stesso tempo mantenendo un fronte unico che evita l’insorgere di distorsioni e aberrazioni. Il problema è che, per quanto i produttori abbiano sperimentato con vari materiali, è difficile ottenere queste proprietà, con il risultato che ci sono sempre dei compromessi da fare.

xMEMS sembra aver trovato il Sacro Graal dell’audio nel silicio: la startup ha infatti sviluppato un diaframma usando il silicio, prodotto usando le tecniche standard del settore da TSMC, e ricoprendolo di un materiale piezoelettrico tramite il quale viene mosso.

I vantaggi nell’uso del silicio sono molteplici e non riguardano solo l’aspetto acustico. La produzione dei trasduttori tradizionali è un processo inevitabilmente soggetto a errori e variazioni, motivo per cui non esistono due trasduttori che abbiano la stessa identica risposta in frequenza. Questo fatto costringe i produttori a effettuare dei test in fase di produzione per accoppiare i trasduttori con la risposta più simile. I trasduttori di xMEMS, invece, offrono un’uniformità molto superiore, con differenze tra un’unità e un’altra di un massimo di 1,5 dB nello spettro udibile: ciò fa venir meno la necessità di test e calibrazioni.

Un aspetto interessante e importante è che i trasduttori tradizionali sono molto delicati e facilmente soggetti a rotture, mentre quelli di xMEMS resistono a cadute da oltre 2 m di altezza, nonché a cicli in lavatrice e asciugatrice quando lasciati negli indumenti.

Sul fronte acustico, troviamo tempi di risposta agli impulsi di appena 1,5 microsecondi, cosa che rende i transienti estremamente rapidi e realistici, e un’estrema coerenza della fase su tutto lo spettro acustico, che rende l’immagine molto più chiara e definita rispetto alle soluzioni tradizionali. Per via di come i trasduttori sono costruiti, poi, non sono presenti i classici effetti legati all’occlusione del canale uditivo: dal momento che ci sono delle aperture nel diaframma, non c’è la stessa sensazione di chiusura e pressione delle cuffie in-ear, col risultato che le cuffie costruite con i trasduttori xMEMS dovrebbero portare a un migliore comfort nell’uso.

Lo svantaggio sta nel fatto che i prodotti con trasduttori xMEMS richiedono un apposito circuito di polarizzazione (o di bias, se preferite l’inglese) per funzionare correttamente. Se ciò non è un problema nel caso di prodotti come apparecchi acustici e cuffie wireless, per i quali xMEMS ha sviluppato appositi chip amplificatori, nel caso delle cuffie con cavo troviamo che gli amplificatori tradizionali non funzionano correttamente.

Arrivando ai nuovi prodotti presentati, Cowell è presentato da xMEMS come tweeter, idealmente abbinato a un trasduttore dinamico tradizionale all’interno di cuffie TWS o in apparecchi acustici. Montara Plus è invece pensato specificamente per la riproduzione di audio ad alta fedeltàe, dunque, in cuffie per il mercato audiofilo.

Skyline è pensato per le cuffie in-ear, in particolare le TWS, dove consente di aprire la camera acustica all’esternoper lasciare entrare i suoni, oppure di chiuderla per ottenere maggiore isolamento. Quella che fino a oggi è stata una funzionalità svolta con i microfoni sulle cuffie ANC, ovvero la riproduzione di suoni provenienti dall’esterno per mantenere la coscienza di ciò che avviene intorno a sé, potrà essere invece implementata con Skyline, che di fatto apre fisicamente un buco nelle cuffie e riduce quindi il consumo energetico complessivo.

Cowell con il trasduttore dinamico

Ma quando vedremo prodotti sul mercato che sfruttano questa nuova tecnologia Secondo Mike Housholder, vice president of marketing and business development in xMEMS, che abbiamo intervistato prima del lancio, “non c’è un produttore tra i principali nomi del settore che attualmente non abbia tra le mani il nostro prodotto”, affermando altresì che “ci sono circa 20 prodotti che saranno lanciati sul mercato quest’anno e l’anno prossimo il numero salirà almeno al doppio”. Secondo Housholder “potremmo vedere le prestazioni di cuffie che ora costano 2.000 dollari in modelli da 150 dollari”.

La rivoluzione dello stato solido sembra pronta a coinvolgere anche il mondo dell’audio. Sarà interessante vedere se le promesse saranno mantenute e quanto velocemente vedremo questa tecnologia diffondersi, e a che prezzi.