「行业研究」-声学行业:TWS耳机持续火热,或引领声学行业爆发

「行业研究」-声学行业:TWS耳机持续火热,或引领声学行业爆发
2020年03月26日 14:57 深湾并购产业联盟

导读:今年来,TWS(真无线立体声)耳机市场持续火热。根据旭日大数据的调研显示,2019年全球TWS耳机市场品牌出货约1.6亿部。消费者和市场对TWS耳机的痴迷,一方面是得益于AirPods发布为消费者打开了TWS耳机的新世界大门,TWS耳机不仅仅是一个手机配件,未来更是一个独立的智能终端,TA比手机更有想象力,更有发展空间。今天我们主要来研究TWS耳机所处的声学器件行业。

一、声学器件行业概况

声学产品主要是利用电磁感应、静电感应或压电效应等来完成电子信号和声音信号的转换,主要包括耳机、音响、麦克风等。耳机是一种将点信号转换为声音信号的电声产品,通过接收媒体播放器或接收器所发出的电声讯号,利用贴近耳朵的扬声器将其转化成可以听到的声波。

在电子产品中,完整的声学系统包含三部分:①采集。主要由麦克风来实现。②处理。由各类音频IC或云端来实现,如ADC、DAC、音频编码器/解码器等。③播放。主要由音频放大器(属于音频IC)、扬声器来实现。其中最主要的元器件分别是麦克风、扬声器与音频IC 。

麦克风是采集声音的关键器件,在很长一段时间里,主要采用ECM(驻极体麦克风)技术,后来随着楼氏电子发明MEMS麦克风,后者很快取代了ECM。

与ECM相比,MEMS麦克风尺寸较小、灵敏度高、信噪比高,有着良好的RF及EMI 抑制功能,同时与数字信号处理电路有着较好的适应性。制造方面,MEMS麦克风可以采用全自动SMT封装生产,效率大为提升,因此逐步替代ECM,在消费电子小型化浪潮下,成为行业主流。以下是ECM麦克风与MEMS麦克风的比较情况:

在麦克风与扬声器之间,音频IC(编/解码器、接口IC、功放IC等)扮演关键角色。音频IC功能在于音频模拟信号的读取与解调、模拟与数字信号之间的转换、音量与音质的调整等。

音频IC主要以高采样率/分辨率、高功能集成为主。

目前高分辨率音频标准则一般采用24/32bit分辨率、采样率192kHZ甚至更高,可处理高分辨率音源的音频解码器以及与其音质相配的声音处理器成为必须。

音频设备小型化轻量化的需求使得音频IC走向高功能集成。如罗姆半导体的音频SOC BM94803AEKU,把解码器、声音处理DSP、USB/SD解码器、MCU甚至是SDRAM都集成进去。集成SDRAM的作用是提前存储音频以实现低延迟与降低元器件之间的辐射噪声,以改善音质。

扬声器是声音传输的最后环节,也是声学系统最早被发明的环节。目前使用最广泛的是电动式扬声器,振动膜、音圈、永久磁铁、支架等组成。原理是利用电磁效应使固定磁铁磁化,带动附着在线圈上的薄膜向上和向下移动,并发出实际上可听见的声波。根据用途不同,电声行业内一般将输出功率较小、靠近人耳附近收听的器件称为受话器,远离人耳收听的器件称为扬声器。

二、声学器件行业市场空间

据统计,2018年全球声学器件市场规模约为141亿美元,其中扬声器市场约占65%,音频IC市场约占24%,麦克风市场约占12%。预计到2024年,整个市场将达到208亿美元,复合增长率为6.6%。在整个声学器件市场中,扬声器市场规模最大(约91亿美金),音频IC其次(约34亿美金),麦克风市场最小(约17亿美金)。

智能手机则是声学器件下游最大的应用市场。由于智能手机的庞大体量,目前是声学器件最大的应用市场。仅将麦克风、扬声器与受话器、音频编解码器纳入测算,一部低端智能手机声学器件单机价值量约4美金,旗舰智能手机声学器件单机价值量接近10美金。

今年市场上持续火热的TWS耳机,也有望成为声学器件新的增长点。以AirpodsPro为例,双耳各搭载三个麦克风:外向式麦克风(波束成形麦克风)、内向式麦克风和通话麦克风(波束成形麦克风),同时还配以CirrusLogic音频编解码器等音频IC。预估在2020年,全球TWS耳机市场品牌出货将会达到4亿部。

三、声学行业产业链分析

声学行业上游产业为电子元器件、塑胶五金件、线材、中密度板、纸箱、防震材料等生产类企业以及工业设计、软件算法和芯片设计等服务类企业,下游为品牌厂商、音频产品经销商、零售商及网络电商等销售渠道。声学行业和其上下游行业的关系如下所示:

1、上游对声学行业的影响

声学行业上游主要包括电子元器件、塑胶五金件及包装材料以及工业设计、软件算法和芯片设计提供商等。

随着音频产品更新迭代的速度加快,声学行业企业需能把握市场潮流,快速响应客户,对音频企业自身的供应链管理和库存管理能力要求越来越高。电子元器件制造业的发展主导着音频产品的性能表现和关键竞争力,其供应材料的效率、质量和价格,一定程度上影响了声学行业企业的交货周期、产品质量和价格竞争力;优良结构件及包材是音频产品实现其功能的必备条件,不仅影响商品包装的整体效果,更关乎到电子产品在运输和储存过程中的质量问题;软件行业和集成电路行业发展迅速,形成了较强的产品开发能力和核心技术实力;通过持续培养和引进优秀人才,行业工业设计水平持续提升。

2、下游对声学行业的影响

声学行业下游主要包括品牌厂商、声学产品经销商、零售商及网络电商等销售渠道。随着科技的发展,各类智能终端产品的更新换代提升了整个消费类电子行业对于音频产品品质的要求,预计在未来几年内,声学产品市场规模将保持稳定增长。

根据2018 年7 月国家发改委、工信部发布的《扩大和升级信息消费三年行动计划(2018-2020 年)》,到2020 年国内信息消费规模目标为6 万亿元,年均增长目标为11%,声学行业作为新型信息产品供给体系的重要组成部分,国内信息消费市场的快速发展为将声学行业的发展提供了广阔的发展空间。

3、声学行业主要的经营模式

根据行业内公司涉及的环节不同,经营模式主要有五类,分别为设备制造模式(OEM)、研发制造模式(ODM)、联合设计制造模式(JDM)、品牌制造模式和品牌运营模式。以下是声学行业五大类经营模式的介绍:

(1)设备制造模式(OEM)

声学行业企业根据客户提供的产品方案和技术要求进行原材料的采购和产品的生产制造,客户负责产品的设计、研发、终端销售和服务环节。声学行业企业根据客户具体要求进行生产后,将成品直接销售给客户。

(2)研发制造模式(ODM)

声学行业企业根据客户提出的产品外观、功能和性能要求,由制造商负责进行产品研发、设计和制造,将产品直接销售给客户。和OEM 模式相比,该模式要求音频企业拥有较强的设计研发能力和丰富的产品开发经验。

(3)联合设计制造模式(JDM)

联合设计制造模式是指区别于ODM 和OEM 的设计和制造分开的产品设计生产模式,由品牌方和制造厂商共同设计制造新产品,以达到成本优化、品质提升、降低量产风险的产品设计开发量产模式。对于采用JDM 模式的合作双方来说,合作双方优势互补、资源共享、目标明确、效率更高,只有制造商在技术上达到一定水准和合作达到更高的信任度之后,才会出现JDM 的合作形式。

(4)品牌制造模式

品牌制造模式是指声学行业企业需围绕自有品牌进行产品策划、设计与研发、采购生产制造、市场营销、渠道拓展以及售后服务。以这类模式运营,企业需要具备对于声学行业全产业链的把控能力,一方面需要对于行业技术路线的发展深刻理解,拥有较强的生产制造经验和研究开发能力;另一方面需要对于市场需求的变化快速响应,拥有较强的市场营销能力和销售渠道拓展能力。

(5)品牌运营模式

该模式下,声学行业企业拥有自有品牌,并销售此品牌产品,但不进行生产制造。通过此模式运行的企业更注重核心技术的研发、产品的外观设计和性能指标设计、品牌和产品的广告营销及销售渠道开拓、企业品牌形象的建立和提升,而将生产制造环节大部分甚至全部外包给其他企业进行。

四、声学行业的市场竞争格局

在之前已经提到,完整的声学系统包含麦克风、音频IC和扬声器三部分,我们主要分这三部分来看声学行业的竞争格局。

1、MEMS麦克风的参与者

MEMS麦克风市场参与者分为半导体厂商和声学精密器件厂商。MEMS麦克风由于导入半导体工艺,使得一些半导体厂商进入市场,典型的有意法半导体和英飞凌等。其中英飞凌在MEMS 麦克风领域主要产品为MEMS 麦克风芯片,较少从事MEMS 麦克风的封装和测试环节,主要作为第三方供应商为众多声学精密器件厂商提供MEMS 麦克风芯片。

另一重要参与者是传统ECM声学器件厂商,如楼氏、歌尔股份、瑞声科技等,这些传统声学厂商业务广泛,主要产品除MEMS 麦克风成品外,还包括其他声学器件、光学器件、精密设备等未采用MEMS 技术的产品。根据IHS Markit 的数据统计,2017 年全球MEMS 麦克风出货量排名前五的厂商分别为楼氏、歌尔股份、瑞声科技、意法半导体、敏芯股份,前五名中已经有两名中国企业,其中歌尔已经位居第二。在MEMS麦克风器件领域中国企业已经占据较高的市场份额。

2、音频IC的参与者

市场格局来看,专业音频IC企业与SOC芯片企业为主要参与者。行业参与者基本分为两类:一是如Cirrus Logic、瑞昱与美信等分立芯片供应商,专注于音频领域,在高价值算法上持续深耕;二是像高通、海思与苹果等具备SOC能力的芯片设计商,则致力于将音频IC 集成在应用处理器(AP)上。从市场份额来看,全球前三大音频IC供应商为CirrusLogic(35%)、TI(18%)、高通(18%)。

3、扬声器的市场参与者

扬声器竞争格局较为分散,歌尔成为全球龙头。相对于麦克风和音频IC,微型扬声器的市场格局更为分散。全球主要的扬声器企业有瑞声科技(AAC),歌尔股份、韩国BSE等,2018年开始歌尔扬声器业务收入已经超过瑞声。

五、声学行业市场发展趋势

声学行业正迎来“智能化”和“无线化”的发展契机,产品结构快速变化,收音机、录音机、光盘播放机等产品的市场规模不断缩小,智能音箱、无线耳机等产品成为行业发展的新生驱动力,这两个领域也吸引了互联网行业公司进入,如Amazon、Google、Apple、阿里巴巴、百度和京东等公司,纷纷推出智能音箱或真无线耳机产品。

1、智能音响、TWS耳机等产品将带来新的蓝海市场

(1)智能音箱的需求仍将保持高速增长

智能音箱是内容服务上“云”和人工智能技术融合的新兴产物,它是在传统音箱基础上增加智能化的功能,主要体现在两方面,一是技术上具备WiFi 连接功能,且可进行语义理解和语音交互;二是在功能上可提供音乐、有声读物等内容服务、信息查询、外卖等互联网服务以及场景化智能家居控制能力。

智能音箱是近年来电子消费的明星产品,自2014 年Amazon 推出首款智能音箱Echo 第1 代以来,智能音箱出货量就以超高速度增长,全球出货量从2015年的255 万台激增到2018 年的8620 万台,年化复合增长率约为223%,2019 年上半年全球智能音箱出货量超过5620 万台。

据IDC 预测,智能音箱的市场规模将从2017 年的44 亿美元增长到2022 年的174 亿美元,年化复合增长率为32%,为智慧家庭设备中增速最快的细分品种。

(2)智能耳机市场前景广阔

2000 年以来,耳机行业分别经历了数字化、无线化和智能化三次浪潮,据Futuresource 数据,2018 年整体耳机市场全球年销售额接近200 亿美元,较2017年同比增长约16.7%,从2008 年到2018 年十年间,全球耳机市场规模从近40亿美元增长到约180 亿美元,复合增长率约16%。

相比传统耳机,智能耳机主要有真无线、语音助手、智能翻译、听觉增强、运动和降噪六大应用,真无线是智能耳机的主流趋势。据GFK 数据,2017 年全球真无线耳机市场规模约20 亿美元,预期到2020年市场规模将达到110 亿美元,年化复合增长率76%。

2、泛娱乐产业的发展丰富了声学产品的使用场景

随着通信技术的发展和智能手机的普及,以流媒体音乐、网络视频、直播、短视频、在线阅读和在线卡拉OK 为代表的泛娱乐产业迅速发展,使得消费者可以随时随地获取高品质泛娱乐内容,打破了过去获取娱乐内容的地域局限性,从而进一步促进了消费者对于高便捷性,高还原能力和高降噪能力的音频产品的需求。

流媒体音乐是泛娱乐产业中发展最早也最成熟的细分领域,2010 年到2018年全球流媒体音乐收入由4 亿美元增长到89 亿美元,年化复合增长率为47.37%。

泛娱乐产业的快速发展带动了高品质音乐播放及周边设备的发展,培育了大批的对内容质量要求高、消费习惯好的消费者,从而进一步促进音乐听众对音乐类终端音频产品的需求,尤其是音质出色、外观时尚、方便携带的中高端音频产品将迎来新的增长点。

3、5G通讯的发展延伸声学产品的应用场景

5G 通讯技术具有超高带宽、超低时延、高可靠、全域覆盖和实时厘米级定位等特色。智慧交通,智慧交通和无人驾驶的快速发展会对于汽车内部的传感器数量和质量要求大大提高,从而进一步的对汽车扬声器有更多元化和更复杂化的应用与要求。智能汽车讲求安静与轻量化,因此对扬声器的质量与重量就有更高的要求;自动驾驶带给驾驶与乘客在乘车有更多的时间运用,因此需要分离音场的设计能使得各个座位能拥有独立的音场空间,其他诸如车内抗噪、车外引擎声仿真等都是扬声器系统在智能汽车的新应用。

5G 智慧医疗是指以5G 为依托,充分利用有限的医疗人力和设备资源,同时发挥大医院的医疗技术优势,在疾病诊断、监护和治疗等方面提供的信息化、移动化和远程化医疗服务,创新智慧医疗业务应用,节省医院运营成本,促进医疗资源共享下沉,提升医疗效率和诊断水平,远程会诊、远程超声、远程手术、应急救援、远程监护、智能导诊、智慧院区管理、AI 辅助诊断、VR 病房探视等智慧医疗场景都需要大量的声学产品的支撑才可以得以实现。

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