Mikrosystem: Usound baut Mems-Lautsprecher für Kopfhörer
Bessere Qualität und längere Akkulaufzeit: Das österreichische Unternehmen Usound(öffnet im neuen Fenster) hat einen Lautsprecher entwickelt, der die herkömmlichen in mobilen Geräten ersetzen soll. Die ersten Kopfhörer mit diesen Lautsprechern sollen Ende des Jahres 2017 auf den Markt kommen
Der Lautsprecher(öffnet im neuen Fenster) basiere auf Mems-Technik(öffnet im neuen Fenster) , sagt Ferruccio Bottoni, einer der Usound-Gründer, im Gespräch mit Golem.de. Mems (von: Microelectromechanical Systems, Mikroelektromechanische Systeme) oder Mikrosysteme sind Systeme im Mikrometer-Maßstab. Viele Sensoren sind Mems – etwa die Lagesensoren in Smartphones.
Mikrofone nutzen Halbleitertechnik
Auch viele Mikrofone werden heute in Halbleitertechnik gebaut. Anders die Lautsprecher: Sie basieren immer noch auf der alten Technik. Das will das Grazer Unternehmen ändern. Gegründet wurde Usound 2013 von Bottoni zusammen mit Jörg Schönbacher und Andrea Rusconi Clerici. Kürzlich hat das Startup in einer Finanzierungsrunde zwölf Millionen Euro erhalten. Im vergangenen Jahr hatte es schon einmal etwa fünf Millionen Euro bekommen.
Der Träger des Systems ist aus Silizium. Darauf werden dünne piezoelektrische Schichten aufgebracht. Wird eine Spannung an das piezoelektrische Material angelegt, bewegt es sich und setzt wiederum eine Zentralmasse, auf der eine akustische Membran angebracht ist, in eine Auf-und Abbewegung.
Ein Lautsprecher ohne Magnet und Drossel
"Damit haben wir dann einen Lautsprecher" , sagt Bottoni. "Das mechanische Prinzip ist wie ein normaler Lautsprecher. Wir ersetzen aber den Magneten und die Drossel durch das Piezo-Element."
Der Mems-Lautsprecher deckt einen Frequenzbereich von 2 bis 15 kHz ab und hat laut Usound einige Vorteile. Da ist zunächst die Größe: Der Lautsprecher ist 5 x 7 x 2 mm groß. "Wir sind deutlich dünner als herkömmliche Lautsprecher" , sagt Bottoni. Der zweite Vorteil sei, dass der Fertigungsprozess von Silizium eine sehr hohe Genauigkeit erlaube. "Daher haben wir viele Probleme der klassischen Lautsprecher, das heißt, die Zentrierung von der Spinne und der Membran, nicht. Das hat einen sehr großen Einfluss auf die akustische Qualität." Das bedeute weniger Verzerrung und einen geringeren Klirrfaktor.
Der Lautsprecher ist energieeffizient
Schließlich – und das ist der dritte Vorteil – sei der Stromverbrauch deutlich geringer. Der Mems-Lautsprecher soll nur ein Fünftel der Leistung eines herkömmlichen aufnehmen und ist dabei nur nur halb so groß. Das sind praktische Eigenschaften für Mobilgeräte.
Die Fertigung beginnt im Sommer
"Wir haben uns zuerst angeschaut, welche neue Mems-Technologie in naher Zukunft auf den Markt kommt." Dann hätten die Entwickler untersucht, welche Märkte großes Potential böten. So seien sie auf die Idee gekommen, Lautsprecher mit Mems zu entwickeln, erzählt Bottoni.
Zuerst habe Usound eine eigene Simulationsumgebung aufgebaut, sagt Bottoni. "Da gab es ziemlich wenig." Dann ging es an das Design. Nicht jeder Entwurf habe dabei sofort zu den gewünschten Ergebnissen geführt. Anpassungen und Änderungen seien nötig gewesen. "Wir mussten mit mehreren kleinen Rückschlägen kämpfen" , erzählt Bottoni. "Aber es gab keinen Rückschlag, der uns komplett aus dem Plan geworfen hat."
Die Massenproduktion wird vorbereitet
Nach drei Jahren Entwicklungsarbeit ist der Prototyp fertig. Die nächste Herausforderung, vor der Usound gerade steht, ist, die Lautsprecher in großer Stückzahl zu produzieren. "Es ist ein großer Schritt, statt ein paar tausend Stück ein paar hunderttausend Stück zu fertigen" , sagt Bottoni.
Ziel ist, bis Ende Juni eine erste Fertigungslinie einsatzbereit zu haben. Die Herstellung lagert Usound aus. Produziert wird in Europa, in Schweden, Italien und Österreich. In der zweiten Jahreshälfte sollen genug Systeme verfügbar sein, um Kunden beliefern zu können. Das erste Produkt mit dem Lautsprecher wird allerdings kein Smartphone-Lautsprecher, sondern ein Ohrhörer. Ein Partner ist auch schon gefunden, auch wenn Bottoni ihn noch nicht nennen kann.
Der Lautsprecher für das Smartphone ist für das Jahr 2018 geplant. Wegen der geringen Baugröße eignen sich die Lautsprecher zudem gut für Hörgeräte. Für große Lautsprecher, etwa für die Hifi-Anlage, muss die Technik weiter entwickelt werden. Unmöglich sei es aber nicht, sagt Bottoni. "Wir schließen nicht aus, dass wir mittelfristig auch für Bereiche wie Hifi oder Automotive produzieren. Aber dafür brauchen wir sicherlich eine längere Entwicklungszeit, etwa drei bis vier Jahre."
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