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    声学器件产业新机遇分析:TWS耳机与智能音箱精选版.docx

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    声学器件产业新机遇分析:TWS耳机与智能音箱精选版.docx

    1、获取报告请登陆)声学器件行业:麦克风、扬声器与音频IC电声系统:从麦克风到扬声器从采集到播放,人类实现对声音的再生产。声音作为自然界模拟信号的一 种,是信息设备功能配置不可或缺的一环。电子产品中完整的声学系 统包含三 部分:采集。主要由麦克风来实现。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。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ICo 图1:电子产品声学系统图示模拟信号AA/分析信息挖掘信息处理来源定位语音辨识云端/AP/SoC麦克风 数字麦克风/音解码ICSoCP杂波消除回波消除音效蚪吗I

    2、C/AP/SoC姓力波扬声器 放大若1(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)。根据Yole的统计,2018年整体 声学器件市场共约141亿美金,其中扬声器市场占比约65%、音频IC市场 占比约24%、麦克风市场占比约12%o Yole预计整体市场在2024年将达到 208亿美金,复合增速达到6. 6%o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

    3、金。图2:声学器件市场由三部分构成资料来源:Yole,中泰证券研究所也品茅来留座TWS耳机有望成为声学器件增长的新一极。TWS耳机不仅具备传统耳机的 麦克风和受话器,同时由于是分离式独立运行,还需具备较复杂蓝牙与音频处 理芯片。以Airpods Pro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Cirrus Logic音频编解码器等音频IC。伴随TWS的爆发,声学器件行 业迎来新的增长点。图4:无蝶耳机涉及到的声学器件资料来源:Cirrus Logic9中泰证券研究所图6: TWS耳机市场出货量迅速增长当亲京来皆库麦

    4、克风:从ECM到MEMS麦克风是采集声音的关键器件,应用在从消费级到工业级各类电子设备 里。麦克风于19世纪末伴随电话的发明而应运而生,从最初的液体麦 克风和 碳粒麦克风,到实用性更强的碳精电极麦克风,早期技术迭代迅 速;后来很长 一段时间内,ECM (驻极体麦克风)成为主流技术。20世纪末,随着楼氏电子 发明MEMS麦克风,后者很快取代ECM的大部 分应用场景,成为使用最广泛 的麦克风。图7: MEMS麦克风应用领域广泛MEMS与ECM均是电容式结构,原理类似,只不过MEMS麦克风采用了半 导体制程的芯片结构,由一个MEMS芯片与一个ASIC专用集成芯片构成。与 ECM相比,MEMS麦克风尺

    5、寸较小、灵敏度高、信噪比高,有着良好的RF及 EMl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。图9: MEMS麦克风结构由MEMS与ASIC两部分组成图10: MEMS麦克风与ECM麦克风比校比较项目MEMS麦克风ECM廉克风元件尺寸较小较大组装方式SMT自动蛆袋人工蛆装为主操作温度200C以上85C以上失真防震抗缰优防EMl优防RFl优产品价格较高较低赤料来源:Digitimes9中泰证券研究所MEMS麦克风伴随智能手机的普及而快速增长,智能音箱及TW

    6、S耳机 进一 步驱动行业成长。MEMS麦克风轻薄化优势在智能手机时代被充分发挥,市场 规模迅速扩大,而在智能手机之后,智能音箱成为又一麦克 风使用大户。智能 音箱作为声控指令中枢,麦克风成为必备功能配件,围绕麦克风拾音也持续进 行着技术迭代,如身份及语音识别、噪音及风声排除等;因为麦克风阵列的引 入,数量上也大为增加。苹果HomePod与华为Sound X音箱均搭载了 6枚 MEMS麦克风。TWS耳机作为重要语音控制入口,麦克风搭载量也高于普通耳 机,同时由于降噪等功能的引入,也需要麦克风参与实现,如前文所述, Airpods Pro为实现降噪功 能,即多增加一枚外向式麦克风以拾取环境噪声。图

    7、12: Airpods PrO每只耳机配备3枚麦克风据Yole预测,在智能音箱市场,MEMES麦克风出货量在2024年预计 达 到12亿只,复合增速13%;在无线耳机市场,MEMS麦克风出货量 将达到13 亿只,复合增速29%o整体MEMS麦克风市场在2005 2022年间保持复合增速 达11.3%,与此同时ECM麦克风则呈缓慢下 降趋势。图13: MEMS麦克风高速增长而ECii麦克风稳定下降资料来源:Yole,中泰证券研究所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

    8、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

    9、市场份额。图15:全球MEMS麦克风市场格局20132017I第一名KnowlesKnowles第二名AACGoertek第三名GoertekAAC第四名BSEST Microelectronics第五名ST MicroelectronicsMEMSensing资料来源:IHS9中泰证券研究所2至奈邦智屈音频IC:技术门槛最高,欧美半导体企业为主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 DAC、ADC、DSP、Codec等,涵盖模拟芯片、数字芯片及 数模混合芯片,技术含量较高,市场参与者不多。音频IC功能在于音频模拟 信号的读取与解调、模拟

    10、与数字信号之间的转换、音量与音质的调整等。早期 模拟音频时代(1970s),音频IC以模拟IC为主,主要是音频放大器与 AB类功放;往后数字音频时代(1980s1990s),伴随大规模集成电路的发 展,音频IC也逐步增加数字化芯片,如数字声音处理器、D类功放;到 2000之后的多媒体与高解析音频时代,数模 混合IC、更复杂的DSP. DAC集 成、更高分辨率的声音处理器使得音频IC市场更为丰富与繁杂。图16:音频IC在声学犍中处于关键位置市场格局来看,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

    11、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o从市场份额来看,全球前三大音频IC供应商为Cirrus Logic (35%)、 TI (18%)、高通(18%) o图18:全球音频IC市场格局 Cirrus Logic Qualcomm Texas Instruments Others资料来源:Yole,中泰证券研究所6观竞未来窗底发展趋势来看,音频IC以高采样率/分辨率、高功能集成为发展方向。 高采样率/分辨率:高分辨率音源已是大势所趋,而忠实再现音源信息则需要 音频IC的配合才能得以实现。早期CD音质标

    12、准确定的时候(198OS),采 用的是16bit分辨率、采样率44. IkHz的音频数据格式,而目前高分辨率音 频标准则一般采用2432bit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。高功能集 成:音频设备小型化轻量化的需求使得音频IC走向集成化。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。困19:罗姆的高分辨率音频SoC*c. sa.SRAM D4Mik

    13、IH S命 ”OC 资料来源:Rohmr中泰证券研究所微型扬声器:历史最为悠久,格局最为分散扬声器是声音传输的最后环节,也是音频系统最早被发明的环节。早在 1860年代,第一个电扬声器就已经问世;到1950年代,扬声器结构基 本稳 定;进入2010年代,利用MEMS技术制造的扬声器开始被行业关 注。图20:扬声X发展史187719261956资料来源:Audiopixels,中泰证券研究所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

    14、 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。图21:扬声器结构图扬声器/受话器是消费电子的标准配置,单机使用量呈上升趋势。包括手机、笔记本电脑、耳机在内的消费电子产品,基本都配置有麦克风、扬 声器或 受话器,智能音箱等新兴应用搭载量更高。以手机为例,目前正发生从单扬声 器到双扬声器配置的趋势,如iPhone从iPhone7开始采用双扬声器设计,安 卓中高端也已经逐步普及,手机微型扬声器市场迎 来较大的增量。图22:各类消费电子配置的声学器件概况徵型麦克风微里扬声S手机1或2以上1或21普通耳机0701或2以上TWS耳机4或602以上智能音箱2-62以上0笔记

    15、本电脑/平板电 脑1成2以上2或2以上0数码相机/摄像机2或3以上10电视08或8以上0文声函次驾扉微型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。图24:全球搬型扬声器出货量费料枭源:QYReasearoh9中泰证券研竞所声学器件增量测算:TWS耳机与智能音TWS耳机与智能音箱是声学器件增量最大的新兴应用领域之一,本节对 两 大产品给声学器件带来的市场增量进行测算。TWS耳机:长期增量约270亿以Airpods为例,耳机端包

    16、含Wl主芯片、蓝牙、存储、控制等芯片,也 配备光学传感器、加速度计等传感器,声学器件则包括Cirrus Logic提供的 音频解码器、歌尔通泡面哥的MEMS麦克风等。测算假设:我们预估Airpods音频IC ASP约20元,MEMS麦克风ASP 约6元,随着Pro版降噪等功能增加,麦克风数量在提升,假设2020年麦 克风ASP为10元,2021年后为12元保持不变;非Airpods类TWS耳机音 频IC ASP15元,MEMS麦克风ASP 4元,2021年以后保持6元不变。销量 方面,我们预计Airpods今年销量为6500万台,明年销量为1亿台,长期 来看,年销量预计达到iPhone年销量约

    17、2亿台;非Airpods类TWS今年销 量5000万台,长期来看年销量有望到10亿台,以此作为测算依据。图27: TWS耳机声学器件增量测算分项20182019E2020E2021E长期IAirpods销量(万台)35006500100001300020000麦克风ASP (元)66101212音频ICASP(元)2020202020非AirPodS类TWS耳机销 量(万台)1600500010000200001Q0000麦克风ASP (元)44566音频ICASP(元)1515151515麦克风市场(万元)2740059000150000276000840000yoy115.33%154 2

    18、4%84 00%音频IC市场(万元)940002050003500005600001900000yoy118.09%70 73%60 00%-测算结果:我们测算2019年TWS MEMS麦克风市场将达到5.9亿,长期 来看,MEMS麦克风市场将达到84亿。TWS音频IC市场今年将达到20.5 亿,长期来看将到达190亿。两者合计长期市场规模将超过270亿元。智能音箱声学器件增量测算以亚马逊Echo为例,里面涉及到的声学器件包括TI超低功耗立体声解 码器、SNR低压立体声模数转换器、麦克风(7个)等。图28:业马逊EChO主要元器件I组成部分部件制造商数量I电源驱动3A降压型稳区器TlLED可编

    19、程9通道输出的LED蕤动单元Tl*4主控芯片数字信号处理器Tl1256MB内存Samsung4GB闪存SanDiskWfR和蓝牙模块Qualconm集成电源管理ICTl*1声学器件超低功耗立体声音频编隹码器Tl115W无泄波器D类立体声放大器Tl*192dB总信嗓比低电压立体声模敷转换器Tl*4双边沿触发的D堂触发资Tl*1S1053 0090 V6 麦克风Tl*7资料来源:iFixit,中泰证券研究所至口丁来碧库测算假设:我们估算智能音箱市场MEMS麦克风ASP为10元,扬声器(非微型)ASP为30元,音频IC ASP为20元;销量方面,根据Strategy Analytics的数据,201

    20、8年全球智能音箱出货量达到8610万台,我们预计今 年将达到12000万台,明后年保持20%的增长。B 29:智能青箱声学R件增量测算20182019E2020E2021EI智能青箱梢万台)8620120001440017280yoy39 21%20%20%麦克风ASP (元)10101010扬声ASP(元)30303030一频 ICASP (元)20202020麦克风市场(万元)86200120000144000172800yoy39 21%20 00%20 00%扬声H市场(万元)258600360000432000518400yoy39 21%20 00%20 00%一频IC市场(万元)

    21、172400240000288000345600yoy3921%20 00%豆券5涔*智库测算结果:我们测算2019年智能音箱MEMS麦克风市场将达到12亿,扬 声器市场将达到36亿,音频IC 24亿元。我们预计未来两年市场保持20%左 右的增速。相关标的梳理A股及港股声学器件重要标的包括MEMS麦克风、扬声器等供应商瑞声科 技、歌尔股份、立讯精密等。瑞声科技(02018. HK)传统声学器件领导企业,成长为全球领先的智能设备解决方案提供商。瑞 声科技成立于1993年,总部位于广东深圳,于2005年8月在香港上市。 瑞声是一家微型声学器件供应商,供应多款微型扬声器模组、扬声 器、受话器 及微机

    22、电系统麦克风,应用于智能手机、平板电脑、穿戴式设备及笔记本电脑 等消费电子产品,其中全球超过90%的旗舰手机声学 解决方案来自公司。除声 学领域,公司还提供精密加工、触控反馈、光学、射频等领域解决方案,目前 具备智能设备综合解决方案供应能力。2019H1因智能手机市场低迷,声学业务有所下滑。瑞声声学器件产品下 游最大应用是智能手机,由于智能手机销量下滑及创新周期拉长等因素,公司 今年声学器件业务量与价压力均较大,2019年上半年声学业务收入与毛利率 分别下降15%和7.4个百分点,为36.5亿元和30. l%o公司预计下半年随 着超线性产品的出货量与单价提升,声学业务将得到改善。歌尔股份歌尔股

    23、份成立于2001年,总部位于山东潍坊,于2008年5月在深交所 上市,主要从事声光电、传感器、微显示光机模组等精密零组件,以及 虚拟/ 增强现实、智能音频、智能穿戴、智能家居等智能硬件的研发、制 造和品牌营 销。目前公司已经是全球最大的ECM+MEMS麦克风供应商,也是全球最大的麦 克风+扬声器供应商。TWS产业链核心0EM/0DM供应商。公司立足于声学器件,目前已经是全球 最大的麦克风+扬声器供应商。同时逐步涉足整机生产,以其深 厚的精密零组 件基础为客户提供ODM/JDM服务,按产品类别分为智能声学整机、智能硬件 (包括VR/AR设备)。过去两年由于受大客户订单 流失影响,公司增长有所 停

    24、滞,今年以来,公司大客户无线耳机订单逐步放量,良率和利润率都有所上 升,目前给公司带来较大的营收与利润增量,这是公司今明两年成长的主要驱 动力。随着安卓系TWS渗透率提升,公司相应的ODM/JDM业务也将迎来大幅 增长。而往后看,VR/AR的起量给公司带来长期驱动力。公司产品与产线布局 节奏合理,今年开始进入下一轮增长期。立讯精密精密制造龙头,伴随大客户成长而壮大。公司于2004年成立,主要生产 经营连接线、连接器、射频天线、声学、无线充电、马达、蓝牙耳机 等零组 件、模组与配件类产品,产品广泛应用于消费电子、电脑及周边、通讯、汽车 及医疗等领域。从2010年上市至今,营业收入复合增速高达56

    25、归母净利 润年复合增速高达48%,取得了令人瞩目的成长。其中一个重要原因就是公司 以大客户为导向,跟随大客户的成长而壮大。公司通过入主美特进入声学领域,迅速在大客户获得较大份额。2016年公 司通过入股取得苏州美特51%股权,后来又获得美律电子(上海)及美律电子 (惠州)控股权。借助美律在声学器件领域的积累,立讯 在大客户声学供应 链份额迅速扩大,并随之获得Airpods代工订单。目前不论是声学器件还是 Airpods代工领域,立讯都获得了较大的进展。敏芯股份(A19436)专注于MEMS传感器,具备芯片端开发实力。敏芯股份成立于2007年,目 前正在IPO过程中。公司目前主要产品线包括M

    26、EMS麦克风、MEMS压力传感 器和MEMS惯性传感器。公司在MEMS传感器芯片设计、晶圆制造、封装和测 试等各环节都拥有了自主研发能力和核心技术,同时能够自主设计为MEMS传 感器芯片提供信号转化、处理或驱动功能的ASIC芯片,并实现了 MEMS传感 器全生产环节的国产化。公司先后获得“2013年度十大中国MEMS设计公司 品牌”、2016和2017年大中 华IC设计成就奖、中国半导体行业协会2016 和2018年“中国半导体MEMS十强企业” o国光电器国光电器于2010年5月在深交所上市主营业务主要是音响电声类业 务, 包括多媒体类音响产品、消费类音响产品、专业类音响产品、通讯 类音响产

    27、 品、汽车扬声器以及扬声器配件的设计、生产和销售。2019年上半年,音响电 声类业务实现营业收入161,216. 18万元,占公司营业 收入的比重为 92. 88%o共达电声共达电声是专业的电声元器件及电声组件制造商,主要产品包括微型麦 克 风、微型扬声器/受话器及其阵列模组。目前公司正在吸收合并万魔声学,后 者是国内新锐耳机终端品牌。双方合并完成后上市公司由电声器 件扩张至下游 耳机终端领域,成为一家智能声学设备公司,具备完整的声学产品解决方案供 应能力。万魔声学主要通过ODM模式(提供原始设计)和OBM模式(1M0RE自有品 牌)开展业务经营,主要产品包括有线耳机、蓝牙无线耳机、智 能真无线耳 机、智能音箱、声学关键组件等,是国产TWS耳机重要参与者,有望深度受 益于TWS行业发展。(中泰)获取报告请登陆。J


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