Geschichten aus der Fertigung #03
Für alle, die Musik lieben
~Die Geburt von MUS-IC~Entwicklung von Audio-Komponenten
ROHM Audio-Komponenten
Thomas Edison erfand 1877 das erste Grammophon (Phonograph). In den folgenden 100 Jahren hat sich die Audiowelt durch analoge Signalträger wie LP-Schallplatten und Magnetbänder (Reel-to-Reel und Kompaktkassetten) weiterentwickelt.
In den letzten 40 Jahren kam es zu weiteren einschneidenden Fortschritten. Von der Verschmelzung digitaler Technologie mit Videogeräten, die den 80er Jahren populär gewordenen CDs, bis hin zur Verbreitung komprimierter Audiodateien und dem Aufkommen hochauflösender Audioquellen in den 2000er Jahren - die Entwicklung und Veränderung der Musikindustrie zeigt keine Anzeichen einer Entschleunigung.
ROHM entwickelt seit fast 50 Jahren, beginnend in den 70er Jahren, innovative ICs, die den Anforderungen der Zeit entsprechen. Ähnlich wie in der Halbleiterindustrie, wo Integration und Funktionalität im selben Maße wie in der Audioindustrie fortgeschritten sind, haben wir eine Reihe von Audio-Komponenten auf den Markt gebracht, die von unseren Stärken in der Analogtechnologie profitieren.
Unsere aktuelle Produktpalette umfasst Audioverstärker, Soundprozessoren und Audio-DACs/CODECs, die von einer Vielzahl kommerzieller Audiohersteller übernommen wurden.
Authentische Klangwiedergabe
In den letzten Jahren haben wir uns auf die Entwicklung von High-Fidelity-Produkten für High-End-Audiogeräte konzentriert. Die Verbreitung von hochauflösenden Audioquellen hat die Nachfrage nach fortschrittlicher Technologie erhöht, die hochauflösende digitale Audiodaten in analoge umwandelt, ohne dass die in der Quelle enthaltenen Informationen verloren gehen. 2018 brachten wir die MUS-IC-Serie heraus, unsere erste Reihe von Audio-ICs, die sich auf ein einzigartiges Design der Klangqualität konzentriert, um eine "Musikalität" zu erreichen, die nicht durch numerische Leistung gemessen werden kann.
Mr. Sato, LSI Business Div., teilt seine Gedanken.
Key-Visual der MUS-IC-Serie. Das Bild zeigt den Hauptsaal des ROHM-Theaters Kyoto, ein Saal, der für den perfekten Orchesterklang gestaltet wurde.
Audio 2G, Standard LSI Produktdesign-Abteilung 2,
Geschäftsbereich LSI
Seit dem Eintritt in das Unternehmen arbeitet er in der Abteilung für die Entwicklung von Audio-ICs. Er hat keine Musikausbildung, obwohl er als Student in einer Popband gespielt hat.
Das Video zeigt den Entwicklungsprozess der MUS-IC-Serie.
Sato:
"Das erste ist die natürliche Resonanz und das Gefühl des Dabeiseins, als ob man in einem Konzertsaal sitzen und zuhören würde. Das zweite ist die Dynamik (Gefühl für Größenordnungen), der Raum zwischen der leisesten und der lautesten Note. Das dritte ist das Gefühl der Anspannung vor Beginn der Aufführung, als ob man dort wäre und warten würde (Stille). Mit diesen 3 Punkten hoffen wir, die von Interpreten geschaffene Musik so vollständig wie möglich zum Ausdruck zu bringen."
Zusammenhang von Klang und elektrischen Eigenschaften
Im Jahr 2020 wurde der 32-Bit-Audio-DA-Wandler-IC BD34301EKV, der zur MUS-IC-Serie gehört, in den neuesten SACD/CD-Player der Luxman Corporation eingebaut. Welche Anforderungen wurden an das neue Spitzenmodell D-10X von Luxman gestellt?
Mr. Nagatsuma, Leiter der Entwicklungsabteilung bei Luxman, antwortete.
Leiter der Abteilung für Forschung und Entwicklung, LUXMAN CORPORATION
Nachdem er in einem Forschungsinstitut für Hausgerätetechnik eines großen Elektronikherstellers gearbeitet hatte, führte ihn seine Leidenschaft für Audioprodukte zu Luxman, wo er an der Entwicklung von CD-Playern und Vorverstärkern beteiligt war.
Nagatsuma:
"Mein erster Eindruck war, dass die Klangqualität kraftvoll, aber schlicht wirkt. Die hohen und tiefen Frequenzen treten nicht hervor und das Gefühl des Dabeiseins fehlt."
Jeder Hersteller von High-End-Audiogeräten hat seine eigenen Klangqualitätsmerkmale, die die Individualität der Marke ausmachen. Auf die Frage, welche Art von Klangqualität Luxman anstrebt, zeigte sich, dass es einige Elemente gibt, die sich mit den bereits erwähnten Zielen von ROHM für das Design von Klangqualität überschneiden.
Luxmans "5 Säulen" der Klangqualität.
In den Studiensitzungen wird in der Regel zuerst über diese Elemente gesprochen.
Nagatsuma:
"Während der Entwicklung des D-10X hatten wir uns eigentlich schon entschieden, welches Unternehmen wir für den D/A-Wandlerchip nehmen wollten. Zu dieser Zeit hatte Herr Sato uns von einem neuen D/A-Wandler-Chip berichtet und bat uns, ihn zu testen, und so beschlossen wir, ihn uns einmal anzuhören."
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BD34301EKV
32-Bit-Audio-D/A-Wandler-IC
im Inneren des D-10X
◀Luxman
D-10X SACD/CD-Player
figure left：Luxman D-10X SACD/CD Player
figure right：BD34301EKV 32-Bit-Audio-D/A-Wandler-IC im Inneren des D-10X
Nagatsuma:
"Wir haben einige Änderungen vornehmen lassen, um die Klangqualität zu optimieren.
Elektrische Eigenschaften und Klangqualität stehen in einem Zusammenhang, beide müssen gut sein, um ein hervorragendes Ergebnis zu erzielen."
Herr Nagatsuma war mit der Leistung von Herrn Sato und seinem Team sehr zufrieden. Sie haben die Klangqualität optimiert und das mit einem sehr feinen Gespür und auf eine Art und Weise, die sowohl objektiv als auch subjektiv war. Für Herrn Sato war es eine große Herausforderung die Unterschiede im Klang zu erkennen.
28 Parameter für Klangqualität
figure top：Im Audio-Raum wurde der Song "Hotel California" von den Eagles probegehört. Der Klang und die Position der Instrumente sind in diesem Song sehr gut.
figure bottom：Das Labor im Yokohama Technology Center unterscheidet sich vom Audio-Raum.
Sato:
"Wir haben geprüft, ob es einen Zusammenhang gibt zwischen dem Klang, den wir hören, und den elektrischen Eigenschaften. Dabei waren die Produkte, die wir bis dato bereits im Portfolio hatten, sehr hilfreich. Wir haben insbesondere die Auswirkungen der Schaltungsentwicklung sowie der Herstellungsmethoden unserer bestehenden Produkte auf die Klangqualität geprüft und verglichen. Dabei haben wir 28 Parameter ermittelt, die sich auf die Klangqualität auswirken."
ROHM zeichnet sich durch ein vertikal integriertes Produktionssystem aus, bei dem von der Herstellung der Ingots bis zur Verpackung alles im eigenen Haus erfolgt.
Die Anforderungen an die Entwicklungsarbeit waren groß, die Klangqualität ständig in einem speziellen Audio-Raum zu prüfen, bevor sie in einen Schaltkreis und Gehäuse integriert wird. Herr Sato und sein Team haben einen wichtigen Ansatz erarbeitet, dieser ist ein wichtigstes Merkmal und einzigartig für ROHM. Er ist eng mit unserem vertikal integrierten Produktionssystem verbunden, das wir seit der Gründung des Unternehmens aufgebaut haben. Die Nutzung des vertikal integrierten Produktionssystems ermöglichte es uns, nicht nur beim Design der Schaltkreise, sondern bei allen Prozessen, von der Waferherstellung bis zum Gehäuse, mehr Parameter zu untersuchen.
Testchip Testchip zur Untersuchung von Klangqualitätsfaktoren
Wir haben einen Testchip entworfen, der die wichtigsten Punkte bei der Untersuchung bestehender Produkte berücksichtigt. Damit wurden die 28 Parameter ermittelt.
Sato:
"Um die Klangqualität zu optimieren, habe ich das Entwicklungsteam und die zuständigen Mitarbeiter der Produktionsabteilung vor große Herausforderungen gestellt."
Danksagung der Abteilung Fertigung
Hamazawa:
"Wir wurden gebeten, Testchips in verschiedenen Mustern herzustellen. Aber die Bedingungen in der Massenproduktion lassen sich nicht ohne Weiteres ändern."
Bereich Technologieentwicklung,
Geschäftsbereich LSI
Ein Blick auf den Reinraum des ROHM-Hauptwerks in Kyoto
Herr Hamazawa ist für die technologische Entwicklung im Hauptwerk Kyoto zuständig.
Nach mehreren Treffen mit Herrn Sato im Yokohama Technology Center wurde seine Motivation, die Unterschiede im Klang zu hören, geweckt.
Hamazawa:
"Auch ich hörte mir die verschiedenen Klänge immer wieder an. Es hat Spaß gemacht, die Unterschiede im Klang zu finden."
Die unterschiedlichen Klänge haben Herrn Hamazawa motiviert, selbständig Experimente durchzuführen und Testchips herzustellten. Er konzentrierte sich auf die Beziehung zwischen Klangqualität und Chip Cooling und entwickelte einen Prototyp, um den Klang zu optimieren.
Wissen teilen und weitergeben
"Der Klang der Gitarrensaiten ist bemerkenswert klar.
Aber ist die Lokalisierung nicht enger? Seien Sie aufmerksam und hören zu!"
Obwohl nur wenige Worte gesprochen wurden, ist es wichtig, die Punkte zu nennen, die gehört werden sollten.
Das "Sound Quality Design" von ROHM wurde über einen langen Zeitraum hinweg unter der Leitung von Herrn Sato gewissenhaft entwickelt.
Das gesamte Entwicklungsteam der Audio-Abteilung nutzt derzeit das durch diesen Prozess erworbene Wissen über Klangerzeugung für die Produktentwicklung.
Wie Herr Nagatsuma von Luxman sagte, ist die Weitergabe einer Sinneswahrnehmumg wie das Hören eine große Herausfordung.
Durch diese sensorischen Kenntnisse und spezielle Fertigkeiten können wir als Unternehmen wachsen. Die nachstehende Schaubild zum Vergleich der Klangqualität dient als eines unserer Bestreben.
Vergleichstabelle Klangqualität
Das Schaubild besteht aus 8 Punkten, die sich auf Klarheit, Präsenz, Weite, Auflösung, Position, Bassvolumen, Verzerrung und Stärke beziehen. Dieses Beispiel dient der Schulung der Sinneswahrnung von Ingenieur:innen.
Sato:
"Die Ingenieur:innen in der Audio-Abteilung sind unentwegt auf der Suche nach dem besten Klang. Und ich glaube, dass das gesamte Team, die gewünschte Klangqualität durch wiederholtes Hören erreicht. Als ein Experten-Team werden wir ständig zur Optimierung unserer Produkte beitragen."
Standard LSI Produktdesign-Abteilung 2,
Geschäftsbereich LSI
Unser Klang-Knowhow spiegelt sich auch auf den Evaluierungsboards wider, die wir unseren Kunden zur Verfügung stellen.
Audio 1G, Standard LSI Produktdesign-Abteilung 2,
Geschäftsbereich LSI
Es ist eine große Herausforderung, eine Sinneswahrnehmung wie das Hören in einen Schaltkreis zu integrieren.
Audio 1G, Standard LSI Produktdesign-Abteilung 2,
Geschäftsbereich LSI
Musiker stecken ihre Seele in ihre Musik. Wir tun das auf unsere Weise auch, wenn wir ICs entwickeln.
"So wie das Streben eines Musikers nach Musik - sagt Herr Sato, ist auch ROHM immer bestrebt die Klangqualität zu optimieren. So lange es Musik in der Welt gibt, wird unsere Herausforderung weiter bestehen.
Verwandte Links
ROHM MUSICAL DEVICE MUS-IC https://micro.rohm.com/en/mus-ic/
Sato:
"Wir streben eine originaltreue Klangwiedergabe an. Der eigentliche Sinn von Audiogeräten besteht darin, die Emotionen, die Musik hervorruft, jederzeit und überall auf realistische Weise wiederzugeben, was ein Design, das ausschließlich auf elektrischen Eigenschaften wie Verzerrung und Rauschen basiert, niemals leisten kann. Dies wurde mir erst bewusst, als ich schon lange an der Entwicklung von Audio-ICs tätig war."