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一場(chǎng)耳朵引起的穿戴和家居革命!TWS耳機(jī)與智能音箱產(chǎn)業(yè)報(bào)告

 茂林之家 2019-03-01

自蘋果正式發(fā)售無線耳機(jī) AirPods 以來, 真無線藍(lán)牙智能耳機(jī)(TWS)憑借其無線化、智能化、 體積小、音質(zhì)好、連接高效、穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)迅速受到市場(chǎng)廣泛關(guān)注,近年來,三星、華為、小米等手機(jī)廠商以及 Bose、索尼、 森海塞爾等耳機(jī)大廠紛紛進(jìn)軍 TWS 耳機(jī)市場(chǎng)。

而隨著近兩年越來越多的科技廠商加入智能音箱市場(chǎng),18Q3 全球智能音箱出貨量 1970 萬臺(tái),同比增長(zhǎng) 137%,全年銷量有望接近1 億臺(tái)。

本期的智能內(nèi)參,我們推薦來自東方證券的報(bào)告《TWS耳機(jī)與智能音箱推動(dòng)聲學(xué)產(chǎn)業(yè)新發(fā)展》, 詳解TWS耳機(jī)與智能音箱產(chǎn)業(yè)新發(fā)展。如果想收藏本文的報(bào)告全文(TWS耳機(jī)與智能音箱),可以在智東西頭條號(hào)回復(fù)關(guān)鍵詞“nc328”獲取。

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TWS 耳機(jī)發(fā)展前景樂觀

2016 年,蘋果發(fā)布 iPhone 7 取消了 3.5mm 耳機(jī)接口,并正式發(fā)售無線耳機(jī) AirPods,推動(dòng)了耳機(jī)行業(yè)的變革。此后, AirPods 受到追捧,發(fā)貨周期曾達(dá)到 6 周,一度供不應(yīng)求。 AirPods 的火爆銷售正式打開了 TWS(True Wireless Stereo)真無線藍(lán)牙智能耳機(jī)的市場(chǎng),而“無線”成為消費(fèi)者最為關(guān)注的耳機(jī)特性。

TWS 耳機(jī)最大的特點(diǎn)是無線化,人們不必再為耳機(jī)線材纏繞而煩惱。依靠集成的光學(xué)傳感器等,TWS 耳機(jī)從耳機(jī)盒中拿出即可自動(dòng)連接使用,自動(dòng)開關(guān),非常方便。同時(shí)相比普通藍(lán)牙耳機(jī), TWS耳機(jī)體積小、音質(zhì)好,更先進(jìn)的藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用使其連接效率、穩(wěn)定性更好,還具有一定的防水性和智能性,因而迅速吸引了消費(fèi)者們的視線。

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▲無線耳機(jī)關(guān)注度占?jí)旱剐詢?yōu)勢(shì)

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▲2018 年 Q3 耳機(jī)不同佩戴方式關(guān)注度

耳機(jī)因其良好的便攜性成為不可替代的電子產(chǎn)品,智能耳機(jī)的出現(xiàn)使耳機(jī)的使用場(chǎng)景增多,并迅速吸引消費(fèi)者并占據(jù)市場(chǎng)。在國內(nèi),蘋果 AirPods 發(fā)布后連續(xù)進(jìn)入中關(guān)村統(tǒng)計(jì)的耳機(jī)關(guān)注度前十,甚至多次奪取第一、第二的位置。據(jù) Slice Intellegence 統(tǒng)計(jì), 2016 年 AirPods 上市一個(gè)月后即占據(jù)美國線上耳機(jī)銷售 26%的份額,代表了消費(fèi)者對(duì) TWS 耳機(jī)的認(rèn)可。近年來,越來越多的廠商陸續(xù)發(fā)布新產(chǎn)品進(jìn)軍 TWS 耳機(jī)市場(chǎng)。

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▲各廠商積極發(fā)布 TWS 耳機(jī)

TWS 耳機(jī)主要由芯片、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)和多個(gè)傳感器構(gòu)成, AirPods 集成了 28 個(gè)組件及數(shù)百個(gè)元器件,復(fù)雜度大幅提升。 AirPods 的自動(dòng)開關(guān)主要依靠光學(xué)傳感器實(shí)現(xiàn),而依靠其他多種傳感器,TWS 耳機(jī)還可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、健康監(jiān)測(cè)等功能。 兩只耳機(jī)可分為主揚(yáng)聲器和副揚(yáng)聲器,主揚(yáng)聲器接收手機(jī)電腦等設(shè)備的音頻信號(hào),并將信號(hào)傳輸給副揚(yáng)聲器從而實(shí)現(xiàn)立體聲效果。目前市場(chǎng)上的高端耳機(jī)擁有兩個(gè)主揚(yáng)聲器,因此兩只耳機(jī)均可以獨(dú)立使用;而低端耳機(jī)只有一個(gè)主揚(yáng)聲器,因此只有一只耳機(jī)可以獨(dú)立使用并接打電話。

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▲AirPods 元器件構(gòu)成及主要供應(yīng)商

據(jù) IDC 預(yù)測(cè),耳機(jī)將會(huì)是增長(zhǎng)最快的可穿戴設(shè)備, 2018 年到 2022 年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá) 56%。Futuresource 的報(bào)告中指出, 2018 年 Q3 全球耳機(jī)市場(chǎng)規(guī)模相比 2016 年 Q3 增長(zhǎng) 26%,達(dá)到 55億美元。其中 AirPods 占據(jù) 40%左右的市場(chǎng)份額。 我們認(rèn)為, 藍(lán)牙技術(shù)、芯片方案等核心技術(shù)升級(jí),手機(jī)結(jié)構(gòu)變化和系統(tǒng)支持,伴隨 AI 和傳感器技術(shù)的成熟,有望推動(dòng) TWS 耳機(jī)實(shí)現(xiàn)快速持續(xù)發(fā)展,預(yù)計(jì)未來三年 TWS 耳機(jī)銷量將有望實(shí)現(xiàn)翻倍以上增長(zhǎng),將成為耳機(jī)市場(chǎng)的主流。

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▲全球 TWS 耳機(jī)市場(chǎng)有望快速增長(zhǎng)(億美元)

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▲全球 TWS 耳機(jī)出貨量(百萬只)

藍(lán)牙技術(shù)的升級(jí)提升了 TWS 耳機(jī)等無線產(chǎn)品的使用體驗(yàn)。 2016 年,藍(lán)牙 5.0 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布,奠定了 TWS 耳機(jī)普及的基礎(chǔ)。相比上一代技術(shù),藍(lán)牙 5.0 的功耗更低;覆蓋半徑達(dá) 300 米,是藍(lán)牙4.2 的 4 倍;傳輸速度最高達(dá) 24Mbps,是藍(lán)牙 4.2 的兩倍;還能配合 WIFI 實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位。藍(lán)牙Mesh 技術(shù)也打破傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了“多對(duì)多”設(shè)備間的信號(hào)傳輸。

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▲藍(lán)牙 5.0 與藍(lán)牙 4.2 對(duì)比

對(duì) TWS 耳機(jī)和手機(jī)而言,藍(lán)牙技術(shù)的進(jìn)步將提高設(shè)備連接的穩(wěn)定性、降低延遲,低功耗的特性還可以延長(zhǎng)設(shè)備使用時(shí)間。此外,藍(lán)牙 5.0 技術(shù)的應(yīng)用將使 TWS 耳機(jī)實(shí)現(xiàn)雙邊通話,即兩只耳機(jī)都可以作為主揚(yáng)聲器使用。

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▲藍(lán)牙各代技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷史

據(jù)統(tǒng)計(jì),自 2017 年下半年開始,主流手機(jī)品牌推出了 50 多款支持藍(lán)牙 5.0 傳輸?shù)钠炫灆C(jī)型,布局未來物聯(lián)網(wǎng)和智能設(shè)備的應(yīng)用,也為采用藍(lán)牙 5.0 技術(shù)的耳機(jī)奠定了硬件基礎(chǔ)。

伴隨藍(lán)牙技術(shù)升級(jí),芯片公司近年來積極推出多元化的 TWS 耳機(jī)方案,據(jù)統(tǒng)計(jì),至 2018 年 6 月共有 6 家公司推出了 10 個(gè) TWS 耳機(jī)方案,而到 11 月,有 8 家芯片公司共計(jì)推出 18 個(gè) TWS 耳機(jī)方案,其中有 13 個(gè)方案支持藍(lán)牙 5.0 傳輸。這些芯片集成度進(jìn)一步提升,如高通 CSR8675 是首款集成 ANC 功能的旗艦級(jí)藍(lán)牙音頻系統(tǒng)級(jí)芯片,節(jié)省了耳機(jī)內(nèi)部的空間。這些解決方案還支持低功耗、低延時(shí)、降噪、環(huán)境音監(jiān)聽等耳機(jī)功能,降低延遲、提高音質(zhì),使 TWS 耳機(jī)功能更多、性能更好,產(chǎn)品體驗(yàn)提升。預(yù)計(jì)未來芯片廠商會(huì)推出更多技術(shù)和性能不斷改進(jìn)的方案。

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▲芯片廠積極推出 TWS 耳機(jī)解決方案

隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,未來 TWS 耳機(jī)可能在工業(yè)、醫(yī)療、 ToB 等領(lǐng)域取得更大市場(chǎng)空間。蘋果專利顯示,未來耳機(jī)可能搭載心率檢測(cè)技術(shù),集成更多的傳感器實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)心臟、血壓等功能。而另一份專利則描述了依靠傳感器和麥克風(fēng)實(shí)現(xiàn)用戶控制環(huán)境音的技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)甚至可以調(diào)節(jié)耳壓。未來 TWS耳機(jī)技術(shù)升級(jí)方向還可能有電容傳感器的集成——蘋果專利顯示集成了電容傳感器的耳機(jī)可以檢測(cè)用戶手指的觸摸以執(zhí)行操作。

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▲TWS 耳機(jī)未來應(yīng)用場(chǎng)景廣泛

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▲蘋果觸控 AirPods 的專利

語音交互是屏幕和鍵盤的首選替代品, 支持 AI 語音助手成為手機(jī)的延伸無疑是 TWS 耳機(jī)最大的賣點(diǎn)。目前各大手機(jī)廠商推出的 TWS 耳機(jī)大多支持各自手機(jī)的語音助手。此外,傳統(tǒng)耳機(jī)廠商推出了部分支持蘋果 Siri、亞馬遜 Alexa 和谷歌 Google Assistant 等主流語音助手的 TWS 耳機(jī)。2018年亞馬遜面向所有設(shè)備制造商發(fā)布了 Alexa Mobile Accessory(AMA)開發(fā)套件,所有廠商都可以將 Alexa 語音助手整合到產(chǎn)品中,而高通將與亞馬遜合作推出一套 Alexa 智能耳機(jī)解決方案,讓用戶無需安裝 App 也可以使用 Alexa。

據(jù) Strategy Analytics 預(yù)測(cè), 2019 年語音助手在智能手機(jī)的滲透率會(huì)超過 50%,在 2023 年將達(dá)到90%。因此未來語音控制市場(chǎng)前景良好,而 TWS 耳機(jī)將成為語音交互的重要入口。目前 AirPods可以通過雙擊喚醒 Siri,而市場(chǎng)上其他產(chǎn)品也大多采用長(zhǎng)按、輕觸等手勢(shì)操作喚醒模式實(shí)現(xiàn)與語音助手的交互。語音喚醒語音助手的技術(shù)無疑會(huì)是下一代耳機(jī)技術(shù)升級(jí)的目標(biāo)。

TWS 耳機(jī)相關(guān)技術(shù)成熟度不斷提升,推動(dòng)產(chǎn)品價(jià)格逐漸降低。 2018 年以前市場(chǎng)上多數(shù) TWS 耳機(jī)產(chǎn)品價(jià)格超過一千元,如蘋果 AirPods、三星 Gear Icon X、 B&O Beoplay E8 等。 2018 年上半年價(jià)格低于 1000 元的產(chǎn)品增多,如 3 月推出的華為 Freebuds 價(jià)格 799 元、 4 月推出的魅族 POP價(jià)格 499 元、 6 月推出的漫步者 TWS3 價(jià)格 398 元。而進(jìn)入 2018 年下半年,部分品牌推出低價(jià)產(chǎn)品試圖占領(lǐng)市場(chǎng)。 9 月推出的 QCY T1 青春版售價(jià) 129 元,搶購價(jià) 99 元,但之后推出的 T1 升級(jí)版價(jià)格為 299 元。瘋米也在 9 月推出了價(jià)格分別為 99、 299 元的瘋米 W1、瘋米 AI 兩款產(chǎn)品。雖然整體市場(chǎng)并未進(jìn)入成熟期,新技術(shù)的應(yīng)用依然會(huì)提升 TWS 產(chǎn)品價(jià)格,但技術(shù)成熟度的提升將推動(dòng)價(jià)格下降的整體趨勢(shì),也有助于 TWS 耳機(jī)實(shí)現(xiàn)快速普及。

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▲TWS 耳機(jī)發(fā)布時(shí)間線

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智能音箱有望成為新的增長(zhǎng)動(dòng)能

2014 年亞馬遜推出 Echo 智能音箱大獲成功,此后智能音箱市場(chǎng)迅速發(fā)展, 各大廠商相繼推出智能音箱產(chǎn)品。 相比傳統(tǒng)音箱,各公司推出的智能音箱最大的特點(diǎn)是消費(fèi)者可以通過語音控制音箱,可以連接 WiFi 并利用互聯(lián)網(wǎng)為用戶提供多樣化功能。 通過 AI 語音助手,未來智能音箱還可應(yīng)用于汽車、手機(jī)、電視等領(lǐng)域,而 5G 時(shí)代的到來也可使各個(gè)智能設(shè)備無線互聯(lián),為消費(fèi)者提供更豐富的體驗(yàn)。因此隨智能家居的發(fā)展和核心技術(shù)升級(jí),智能音箱有望脫離智能手機(jī),依靠 AI 語音助手構(gòu)建的生態(tài)圈逐漸成為智能家居的入口。

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▲智能音箱成為交互入口

2015 年 7 月,亞馬遜 Echo 正式上市并立刻引發(fā)廣泛關(guān)注。在獲得一定市場(chǎng)后,亞馬遜在 2016年 3 月推出了價(jià)格低廉、體積較小的產(chǎn)品(如 Echo dot),不僅給予消費(fèi)者更多選擇并占據(jù)更多市場(chǎng)份額,同時(shí)低廉價(jià)格的產(chǎn)品可以吸引消費(fèi)者購買更多的智能音箱,并將它們放置在房屋內(nèi)的各個(gè)角落。這些智能音箱將形成一個(gè)系統(tǒng),以便擴(kuò)大對(duì)用戶聲音的拾取范圍,這也增長(zhǎng)了用戶使用智能音箱的頻率。理想狀態(tài)下,用戶在任何一個(gè)房間都可以通過語音控制智能音箱,進(jìn)而控制其他智能家居。 據(jù) Edison Research 調(diào)查顯示,過半的用戶擁有 2 臺(tái)以上智能音箱。同時(shí)近兩年也有越來越多的科技廠商加入了智能音箱的市場(chǎng)中。

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▲各廠商智能音箱產(chǎn)品上市時(shí)間線

亞馬遜 Echo 應(yīng)用了 7 個(gè)麥克風(fēng)、一個(gè)高音揚(yáng)聲器和一個(gè)低音揚(yáng)聲器,并在頂部設(shè)置了靜音鍵,支持多個(gè)應(yīng)用,與多種設(shè)備兼容。而蘋果 HomePod 采用了 6 麥克風(fēng)陣列、一個(gè)低音揚(yáng)聲器,并在底部設(shè)計(jì)了 7 個(gè)高音揚(yáng)聲器,音質(zhì)大幅提升。蘋果用戶可以直接通過 Siri 控制 HomePod,適配所有蘋果設(shè)備。

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▲亞馬遜 Echo 內(nèi)部構(gòu)造

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▲蘋果 HomePod 內(nèi)部構(gòu)造

隨著 5G 時(shí)代臨近,未來交互產(chǎn)品迅速增長(zhǎng)。據(jù) Strategy Analytics 預(yù)測(cè),未來智能家居市場(chǎng)將會(huì)大幅增長(zhǎng), 2018 年全球消費(fèi)者在智能家居相關(guān)產(chǎn)品上花費(fèi) 960 億美元,約 1.89 億個(gè)家庭使用相關(guān)產(chǎn)品;而到 2023 年預(yù)計(jì)將產(chǎn)生 1550 億美元的銷售額,使用相關(guān)產(chǎn)品的家庭將達(dá)到 2.93 億。隨著智能家居市場(chǎng)的持續(xù)增長(zhǎng),智能系統(tǒng)的應(yīng)用也必不可少,這些智能設(shè)備將會(huì)形成圍繞語音助手的生態(tài)圈。語音交互成為屏幕和鍵盤的首選替代品, AI 語音助手將在這個(gè)生態(tài)圈里扮演最重要的角色,而智能音箱作為公認(rèn)的智能家居交互入口, 未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

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▲全球智能家居市場(chǎng)規(guī)模將快速增長(zhǎng)

2017 年智能音箱銷量 3200 萬臺(tái),其中亞馬遜 Echo 售出 2200 萬臺(tái), 但受語言限制,市場(chǎng)份額主要集中于英語國家。 2018 年 Q3 全球智能音箱出貨量 1970 萬臺(tái),同比增長(zhǎng) 137%,全年銷量有望接近 1 億臺(tái)。中國市場(chǎng)自 2017 年 Q4 起保持快速增長(zhǎng), 2018 年 Q3 出貨量 580 萬臺(tái),已成為全球第二大市場(chǎng)。據(jù)德勤調(diào)查, 2018 年年中智能音箱在中國城市地區(qū)的滲透率達(dá)到 22%,而美國滲透率為 20%。隨著智能家居生態(tài)圈更加完善、相關(guān)軟硬件技術(shù)更加成熟,未來智能音箱市場(chǎng)有望保持快速增長(zhǎng), 預(yù)計(jì) 2022 年全球智能音箱出貨量將超過 3 億臺(tái), 市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 600 億元。

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▲智能音箱季度出貨量(萬臺(tái))

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▲智能音箱市場(chǎng)規(guī)模(億元)

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▲全球智能音箱銷量預(yù)測(cè)(百萬臺(tái))

在 2018 年 Q3 中國智能音箱市場(chǎng),阿里巴巴推出的天貓精靈占據(jù)了 29%的市場(chǎng)份額,小米和百度分別占據(jù) 25%和 24%的份額。而全球市場(chǎng)中, 亞馬遜 Echo 市占率為 32%,而谷歌 Google Home緊隨其后占據(jù)了 23%的份額;阿里、 百度和小米依靠中國市場(chǎng)分別占據(jù)了 9.5%、8.4%和 8.4%的份額。

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▲2018 年 Q3 中國智能音箱格局

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▲2018 年 Q3 全球智能音箱格局

雖然國內(nèi)市場(chǎng)增長(zhǎng)迅速,但不夠成熟的技術(shù)使更多消費(fèi)者對(duì)智能音箱保持觀望。 GfK 調(diào)查發(fā)現(xiàn),消費(fèi)者對(duì)智能音箱的語義識(shí)別、語音喚醒等多個(gè)智能音箱特色功能并不完全滿意,而受成本影響,目前市場(chǎng)上多數(shù)智能音箱的音質(zhì)不夠好,產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重,也是阻礙市場(chǎng)擴(kuò)大的原因之一。而德勤的調(diào)研發(fā)現(xiàn), 智能音箱的實(shí)用性和功能性一定程度上取決于人們實(shí)際的使用方式, 在大多數(shù)市場(chǎng)中,智能音箱仍然最常用于播放音樂的常規(guī)本質(zhì)功能, 而查詢天氣、信息搜索等輔助功能則為智能音箱帶來附加價(jià)值。

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▲2018 年部分市場(chǎng)中智能音箱的前五大用途

智能音箱的生產(chǎn)涉及到芯片、 MEMS 麥克風(fēng)、音頻放大器、編解碼器、揚(yáng)聲器和 OEM 廠商等多個(gè)環(huán)節(jié),其中麥克風(fēng)與揚(yáng)聲器是音頻產(chǎn)品的核心零部件。

智能音箱方案主要由聲智科技、先聲互聯(lián)、摩爾聲學(xué)等公司提供,包括語音識(shí)別、麥克風(fēng)陣列、硬件方案設(shè)計(jì)等多方面設(shè)計(jì)。智能音箱芯片主要由聯(lián)發(fā)科、 Amlogic、全志科技等芯片廠商生產(chǎn),其中聯(lián)發(fā)科已占據(jù) Echo 過半的芯片份額,目前多數(shù)芯片兼容多個(gè)平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。富士康、國光電器、漫步者、奮達(dá)科技等 ODM 公司為多個(gè)品牌代工??傮w而言,智能音箱產(chǎn)業(yè)鏈中,國產(chǎn)品牌占據(jù)較大的份額,而國產(chǎn)智能音箱多選用國產(chǎn)元器件品牌以控制成本。而在產(chǎn)品低價(jià)促銷的驅(qū)使下,高技術(shù)成熟度、低成本生產(chǎn)是供應(yīng)鏈廠商共同努力的方向。

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▲智能音箱芯片廠商

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揚(yáng)聲器與麥克風(fēng)有望迎來新一輪發(fā)展機(jī)遇

揚(yáng)聲器與 MEMS 麥克風(fēng)作為 TWS 耳機(jī)和智能音箱的核心元件,有望受益于新型智能音頻設(shè)備的快速發(fā)展。而此類核心元件的技術(shù)升級(jí)也成為終端設(shè)備進(jìn)一步普及的驅(qū)動(dòng)因素。

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▲揚(yáng)聲器與 MEMS 麥克風(fēng)是 TWS 耳機(jī)和智能音箱的核心元件

從智能手機(jī)到 TWS 耳機(jī),再到智能音箱,音質(zhì)表現(xiàn)一直是消費(fèi)者關(guān)注的最重要因素之一,揚(yáng)聲器技術(shù)升級(jí)主要體現(xiàn)在方案升級(jí)、材料升級(jí)、防水和用量提升等方面,帶來單機(jī)價(jià)值量和市場(chǎng)空間的持續(xù)增長(zhǎng)。

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▲揚(yáng)聲器有望持續(xù)成長(zhǎng)

在智能手機(jī)中,揚(yáng)聲器依舊具備升級(jí)空間,立體聲音質(zhì)表現(xiàn)效果的進(jìn)一步提升,新材料的應(yīng)用將是方案商重點(diǎn)布局的方向。 超薄、透明并導(dǎo)電的納米膜做成的揚(yáng)聲器可以通過溫度引起的振動(dòng)發(fā)出熱聲音來工作,成為可穿戴揚(yáng)聲器的備選材料。密歇根州立大學(xué)新開發(fā)出的超薄鐵電駐極納米材料可同時(shí)用作麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器使用,甚至可以將一面旗子變?yōu)閾P(yáng)聲器。

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▲超薄軟性材料可將旗子變?yōu)閾P(yáng)聲器

超線性結(jié)構(gòu)(SLS)技術(shù)可以生產(chǎn)音質(zhì)更好的揚(yáng)聲器,目前瑞聲科技的 SLS 技術(shù)平臺(tái)已經(jīng)投入使用,已向智能手機(jī)、智能音箱等產(chǎn)品的客戶展示相關(guān)產(chǎn)品,市場(chǎng)滲透率不斷提高。超線性揚(yáng)聲器通過采用兩個(gè)線圈共同驅(qū)動(dòng)振膜,解決振膜受力不均衡影響音質(zhì)的問題。性能優(yōu)越的石墨烯振膜已被部分市售產(chǎn)品應(yīng)用,而新一代振膜也在研發(fā)中。

由于微型揚(yáng)聲器的構(gòu)造不對(duì)稱和生產(chǎn)工藝等問題,在應(yīng)用中振膜會(huì)產(chǎn)生偏振。偏振會(huì)導(dǎo)致振膜疲勞、破裂和音圈偏斜等問題,影響音質(zhì)。因此針對(duì)揚(yáng)聲器偏振問題,多個(gè)公司曾提出多項(xiàng)專利申請(qǐng)。歌爾聲學(xué)應(yīng)用新型振膜材料推出了性能更好的電聲器件產(chǎn)品。 2016 年開始布局、創(chuàng)新、針對(duì)偏振問題推出的超平衡揚(yáng)聲器(SBS)融合了高性能振膜材料,降低了手機(jī)震動(dòng)產(chǎn)生的噪聲,提供了更好的立體聲和防水等性能。目前 SBS 揚(yáng)聲器已經(jīng)在華為、 OPPO、小米等多款高端機(jī)型中應(yīng)用。

設(shè)備防水是目前用戶普遍期望的性能, iPhone 7 是蘋果第一款防水的手機(jī)產(chǎn)品,它采用了特制的防水濾網(wǎng)并貼合出音孔。華為 Mate 20 將底部揚(yáng)聲器和 Type-C 設(shè)計(jì)到一起,而減少了機(jī)身開孔,增加防水性能。此外,將揚(yáng)聲器與天線等其他器件集成也是廠商為節(jié)省空間、提高防水性能提出的解決方案之一。而在 TWS 耳機(jī)的普及過程中,防水也將是揚(yáng)聲器重要的升級(jí)方向。

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▲防水揚(yáng)聲器示意圖

除了技術(shù)升級(jí)以外, 增加揚(yáng)聲器的數(shù)量是獲得更好的立體聲效果的方法之一。蘋果在取消 iPhone 7的耳機(jī)接口后利用節(jié)省的空間在手機(jī)頂部聽筒位置增加了一個(gè)揚(yáng)聲器,使 iPhone 成為雙揚(yáng)聲器產(chǎn)品; iPad Pro 開始采用四揚(yáng)聲器設(shè)計(jì),而最新的蘋果專利顯示未來 iPad 可能使用八個(gè)揚(yáng)聲器。亞馬遜 Echo 采用雙揚(yáng)聲器設(shè)計(jì),而蘋果 Homepod 使用了 1 個(gè)低音單元和 7 個(gè)高音單元構(gòu)成陣列。因此未來產(chǎn)品使用的揚(yáng)聲器數(shù)量可能繼續(xù)增加。據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng), 2021 年全球全球微型揚(yáng)聲器銷量將達(dá)到 152 億件,年復(fù)合增速近 6%。

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▲全球微型揚(yáng)聲器銷量將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)

電容式麥克風(fēng)原理是振膜與固定背板間的距離隨聲壓波改變,進(jìn)而改變電容,使聲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。傳統(tǒng) ECM 麥克風(fēng)采用駐極體材料,而 MEMS 麥克風(fēng)由 MEMS 芯片和 ASIC 芯片組成,所有元件都在一個(gè)硅晶圓上制造。

與傳統(tǒng)駐極體電容式麥克風(fēng)(ECM)相比, MEMS 麥克風(fēng)集成性、擴(kuò)展性更好,因此逐漸廣泛應(yīng)用到智能手機(jī)、耳機(jī)等設(shè)備中。在不同溫度、濕度等環(huán)境因素的影響下, MEMS 麥克風(fēng)都表現(xiàn)出更穩(wěn)定的性能,對(duì)射頻的抗干擾性能也更好。

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▲MEMS 麥克風(fēng)振膜隨聲波幅度變化

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▲MEMS 麥克風(fēng)與 ECM 麥克風(fēng)對(duì)比

小型化是麥克風(fēng)技術(shù)發(fā)展的主要方向之一,此前歌爾聲學(xué)已經(jīng)提出了將微型麥克風(fēng)與壓力傳感器、微型揚(yáng)聲器與天線模塊整合的解決方案,可以有效節(jié)省空間、降低成本。蘋果申請(qǐng)了將 MEMS 麥克風(fēng)與振動(dòng)傳感器集成新專利,該技術(shù)可有效降低噪音。未來更多模塊整合的技術(shù)可能會(huì)不斷推出,以應(yīng)對(duì)設(shè)備更小體積、更高性能、更多功能的發(fā)展趨勢(shì)。此外,低功耗高性能的產(chǎn)品也是不變的發(fā)展趨勢(shì)之一。

目前應(yīng)用的 MEMS 麥克風(fēng)在使用中硅振膜可能因壓力過大而斷裂,而石墨烯的特性使其適用于麥克風(fēng)應(yīng)用,并展現(xiàn)出更高的靈敏度。目前,英飛凌與多家公司和大學(xué)合作開發(fā)石墨烯薄膜的 MEMS麥克風(fēng),并已宣布完成。未來石墨烯膜的 MEMS 麥克風(fēng)可能進(jìn)入市場(chǎng)。

壓電式 MEMS 麥克風(fēng)則可能是另一發(fā)展方向,它利用具有壓電特性的晶體在電場(chǎng)下的變形推動(dòng)活塞。相比電容式 MEMS 麥克風(fēng),壓電式 MEMS 麥克風(fēng)可以提供更好的遠(yuǎn)場(chǎng)性能,同時(shí)不易受環(huán)境污染,長(zhǎng)期性能更好。應(yīng)用到智能設(shè)備上時(shí),壓電式麥克風(fēng)在被喚醒詞打開前幾乎不會(huì)消耗電能,這將提高設(shè)備的續(xù)航時(shí)間。 2018 年 5 月,壓電式 MEMS 麥克風(fēng)的開發(fā)商 Vesper 宣布完成 B 輪融資,投資者包括 Alexa、百度、 Bose 等知名公司,可見市場(chǎng)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的信心。

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▲壓電式麥克風(fēng)與電容式麥克風(fēng)原理區(qū)別

相比單麥克風(fēng),麥克風(fēng)陣列技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)語音增強(qiáng)與聲源定位,是智能產(chǎn)品必不可少的技術(shù)之一。麥克風(fēng)陣列技術(shù)使得智能音箱可以識(shí)別遠(yuǎn)場(chǎng)語音,消費(fèi)者不必通過按鍵召喚語音助手。而聲源定位可以讓智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)定向語音信號(hào)的增強(qiáng),從而抑制噪聲、獲得更清晰的語音信號(hào),提供更好的智能服務(wù)。

目前高端音箱應(yīng)用的麥克風(fēng)陣列有 6~8 個(gè)麥克風(fēng)。麥克風(fēng)陣列的應(yīng)用無疑推動(dòng)了市場(chǎng)對(duì) MEMS 麥克風(fēng)的需求,據(jù)樓氏電子,中國市場(chǎng)對(duì) MEMS 麥克風(fēng)的需求相比去年增長(zhǎng)了一倍有余,隨著語音助手在智能音箱等領(lǐng)域的應(yīng)用,麥克風(fēng)市場(chǎng)有望進(jìn)一步增長(zhǎng)。 Yole 預(yù)測(cè),預(yù)計(jì) 2022 年 MEMS 麥克風(fēng)出貨量達(dá) 80 億顆,復(fù)合增長(zhǎng)率為 11%,而 MEMS 麥克風(fēng)滲透率也將持續(xù)提升。

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▲2022 年 MEMS 麥克風(fēng)出貨量將達(dá) 80 億顆

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▲麥克風(fēng)市場(chǎng)規(guī)模(億元)

智東西認(rèn)為,TWS 耳機(jī)主要由芯片、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)和多個(gè)傳感器構(gòu)成,我們認(rèn)為藍(lán)牙技術(shù)升級(jí)、芯片方案多元化、手機(jī)結(jié)構(gòu)變化、系統(tǒng)支持等多方面技術(shù)的發(fā)展有助于推動(dòng) TWS 耳機(jī)生態(tài)圈日趨成熟,而傳感器和 AI 技術(shù)推動(dòng) TWS 耳機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景更加多元化,伴隨技術(shù)成熟帶來價(jià)格的下降, TWS 耳機(jī)將迎來快速普及。而智能音箱核心技術(shù)成熟度的不斷提升是未來銷量持續(xù)快速增長(zhǎng)的核心驅(qū)動(dòng), 提升音質(zhì)仍是智能音箱發(fā)展的首要因素,提升語音識(shí)別、AI 等技術(shù)的發(fā)展并進(jìn)一步整合智能音箱內(nèi)容平臺(tái)將有利于擴(kuò)大客戶群體。隨著智能家居生態(tài)圈更加完善、相關(guān)軟硬件技術(shù)更加成熟,未來智能音箱市場(chǎng)有望保持快速增長(zhǎng)。

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