“技術(shù)和專利壟斷不僅是半導(dǎo)體芯片、光刻機(jī)這些耳熟能詳關(guān)鍵技術(shù)的專屬標(biāo)簽”。而作為聲學(xué)部件的關(guān)鍵材料-Bass聲學(xué)材料同樣是。目前，中國還沒有高校進(jìn)行系統(tǒng)性地基礎(chǔ)研究，國內(nèi)關(guān)于這方面的報道也幾乎為零，國內(nèi)企業(yè)也僅少數(shù)幾家跟進(jìn)研發(fā)。當(dāng)蘋果手機(jī)從iPhone 7開始使用來自新加坡樓氏研發(fā)的N’Bass虛擬后腔容積技術(shù)并壟斷其關(guān)鍵聲學(xué)材料時，華為、小米、OPPO等國內(nèi)智能手機(jī)生產(chǎn)廠家仍在苦苦尋找國產(chǎn)Bass材料的供應(yīng)商。BASS聲學(xué)材料真正國產(chǎn)化還要多久?

　　音箱填充材料技術(shù)發(fā)展三個階段

　　世界音箱聲學(xué)填充材料的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段。

　　第一階段：吸音棉：早期音箱填充材料是發(fā)泡多孔材料和纖維多孔材料。主要作用之一就是作為吸音材料吸收、減弱對音質(zhì)不利的駐波。理論上，箱內(nèi)填充低容重、高比熱多孔吸音棉，體積可以等效地增加40%，但實(shí)際增大15~25%的有效體積。吸音棉材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足微型揚(yáng)聲器的產(chǎn)品開發(fā)需求。

　　第二階段，Thermo-Vapor和ACE。無論是發(fā)泡或纖維型吸音棉材料，其對箱體有效容積的增加不會超過40%，實(shí)際效果在15~25%之間。因此對揚(yáng)聲器音質(zhì)，特別是低頻改善效果有限。隨著微型揚(yáng)聲器及音箱體積的進(jìn)一步降低，這些材料在使用時就顯得捉襟見肘。

　　上世紀(jì)70年代，Eugene Czerwinski等獲得一個兩相(氣/液)多孔囊專利。這是一種氣態(tài)與液態(tài)物質(zhì)的Thermo-Vapor模塊。隨后美國音箱品牌史云威格Cerwin-Vega在自家生產(chǎn)的音箱中率先使用了Thermo-Vapor材料包，但其有效性和長期穩(wěn)定性一直飽受爭議。2004年前后，英國KEF推出了采用活性碳為音箱填充材料Acoustic Compliance Enhancement ,ACE，這項技術(shù)使音箱體積虛擬增大了3倍，但活性炭也增加了內(nèi)阻尼。在使用過程中，可導(dǎo)致電活性炭顆粒有從編織袋包裝中漏出的風(fēng)險，也可能造成揚(yáng)聲器系統(tǒng)短路，且活性炭本身材料特性也容易吸附VOC，常溫常壓難以脫附，其可靠性一直被人質(zhì)疑。

　　第三階段，則為結(jié)合微型揚(yáng)聲器開發(fā)的BASS聲學(xué)材料。

　　BASS聲學(xué)材料的歷史和發(fā)展

　　BASS材料最早起源于新加坡的樓氏公司。樓氏是新加坡一家助聽器和微型揚(yáng)聲器的生產(chǎn)商。2012年它為移動設(shè)備微型揚(yáng)聲器推出了名為N’Bass虛擬后腔容積技術(shù)(N’Bass Virtual Back Volume Technology)用以改善消費(fèi)類電子產(chǎn)品的低頻音質(zhì)。這種材料可以使揚(yáng)聲器后腔體積增大一倍，或者使音箱體積縮小50%而維持同樣的聲學(xué)性能。 N’Bass材料是由硅鋁質(zhì)量比大于200的多孔沸石微粒與聚合物粘接劑粘接而成的復(fù)合微球材料。其工作原理與ACF異曲同工，但可靠性和綜合性能更為優(yōu)異。。

　　2018年，蘋果參考N’Bass材料開發(fā)了一種外觀具有蘑菇傘形態(tài)或者蘋果形態(tài)的微粒音箱填充材料。這種材料增加了材料的比表面積，并減少了空氣吸附-脫附的通路，對比N’Bass微球材料直徑減少一半，并改善其聲學(xué)性能，球體具有加倍的比表體積而利于空氣的進(jìn)入，保持中等水平的聲學(xué)阻尼，從而獲得了更好的聲學(xué)性能，從而被廣泛使用在微型揚(yáng)聲器上。

　　中國BASS聲學(xué)材料的專利之爭

　　Bass材料廣泛運(yùn)用在手機(jī)、智能音箱和車載音箱等行業(yè)。Bass在手機(jī)上應(yīng)用市場有多大?我們來看一組數(shù)據(jù)：2021年，全球手機(jī)制造量超過14億部，僅中國就達(dá)到10億部。光是手機(jī)搭載的揚(yáng)聲器單元，Bass材料每年的用量至少超過20噸，而目前Bass在市場售價超過1.5-2萬元/公斤。很有趣的是，Bass材料目前往往只能應(yīng)用在3C產(chǎn)品的發(fā)聲單元上，很難破圈。實(shí)際上智能音箱和車載音箱的用量大遠(yuǎn)超手機(jī)。像哈曼、華為汽車都一直密切關(guān)注著Bass材料。究其原因?yàn)?-專利、專利、專利!

　　Bass材料方面有100多項專利，其中涉及Bass材料本身最重要的是EP10173765.8 專利族(含歐洲、美國、中國的專利)。中國的分案CN201180040808.7、CN201510388020.5、CN201510388038.5和CN201910028743.2明確了Bass材料硅鋁質(zhì)量比大于200，剩下的專利質(zhì)量不高。前三篇專利同屬一個專利族，側(cè)重保護(hù)Bass特點(diǎn)(沸石硅鋁質(zhì)量大于200)，后一專利重保護(hù)Bass在微型揚(yáng)聲器中的應(yīng)用。這些國外數(shù)10篇專利打包轉(zhuǎn)移到中國國內(nèi)北京一家科技企業(yè)后，又轉(zhuǎn)移到江蘇某特新材料。從本質(zhì)上來說，這些專利，仍為國外專利。

　　國內(nèi)聲學(xué)企業(yè)一直期待物美價廉的替代品來打破這個僵局。歌爾聲學(xué)于2018年研發(fā)了自己的Bass材料，但因沸石原料硅鋁質(zhì)量比大于200存在專利侵權(quán)的風(fēng)險而不得不停止使用。受制于專利問題，瑞聲科技也不得不終止自主研發(fā)工作。蘋果2018年也研發(fā)了自己的Bass材料，但僅用于自家產(chǎn)品。華為也想研發(fā)塊狀Bass材料，同時解決目前顆粒材料在揚(yáng)聲器實(shí)際生產(chǎn)過程中裝配應(yīng)用效率低下。但遺憾的是其技術(shù)和成本方案都不完善一直沒有得到運(yùn)用。這樣就出現(xiàn)了一個很有趣的畫面，這一系列專利構(gòu)筑了Bass研發(fā)途中的壁壘，廠商不得不承受昂貴的材料成本帶來的困惑。Bass核心專利中反復(fù)強(qiáng)調(diào)ZSM沸石硅鋁質(zhì)量比，這類材料制備常用的沸石原料是上世紀(jì)70年代美國Mobil公司研發(fā)的ZSM系列高硅鋁比沸石，高度依靠供應(yīng)商。

　　2018年5月28日，領(lǐng)導(dǎo)在兩院院士大會提到：“核心技術(shù)受制于人是最大的隱患，而核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的，只有自力更生”。我們相信，破局者從來不缺!我們也相信，中國的聲學(xué)材料研究者必將通過特殊技術(shù)手段另辟蹊徑得到實(shí)現(xiàn)Bass聲學(xué)材料的自主突破。避免出現(xiàn)類似芯片“掐脖子”現(xiàn)象發(fā)生。特別值得一提的事，2022年4月21日專利號CN103503476B，在長達(dá)9頁的專利無效決定書中，被國家知識產(chǎn)權(quán)局宣布無效(決定號55207文，2022年4月21日)。