声学器件行业新机遇分析TWS耳机、智能音箱

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声学器件行业麦克风、扬声器和音频IC

电声系统从麦克风到扬声器

‐从声音采集到再现，人类再现声音。声音本质上是一种模拟信号，是信息设备功能构成的重要组成部分。整个电子声学系统由三部分组成收购。这主要是使用麦克风来完成的。加工。它通过各种音频IC（例如ADC、DAC、音频编码器/解码器）或通过云端来实现。播放。它主要实现为音频放大器和扬声器。最重要的组件是麦克风、扬声器和音频IC。

扬声器市场最大，其次是音频IC，麦克风市场最小。据Yole统计，2018年音频设备市场总额约为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%。Yole预计2024年整体市场将达到208亿美元，复合增长率为66%。

‐智能手机是音频设备最大的下游应用市场。由于智能手机体积巨大，是目前音频设备最大的应用市场。仅考虑麦克风、扬声器、接收器和音频编解码器，低端智能手机中单个音频组件的成本约为4美元，旗舰智能手机中单个音频组件的成本接近10美元。

TWS耳机有望成为音频设备新的增长支柱。TWS耳机不仅具有传统耳机的麦克风和接收器，而且由于它们分开独立运行，因此需要更复杂的蓝牙和音频处理芯片。以AirpodsPro为例，每只耳朵配备了三个麦克风，包括外向麦克风、内向麦克风和通话麦克风，同时还配备了CirrusLogic音频编解码器等音频IC。随着TWS的出现，音频设备行业开辟了新的增长点。

Mike从ECM到MEMS

麦克风是关键的声音采集设备，用于从消费级到工业级的各种电子设备。麦克风于19世纪末随着电话的发明而诞生，早期技术快速迭代，从早期的液体麦克风和碳粒子麦克风到更实用的碳电极麦克风，多年来ECM仍然是麦克风的首选来。主流技术。随着20世纪末楼氏电子发明MEMS麦克风，MEMS麦克风迅速取代了大部分ECM应用场景，成为应用最广泛的麦克风。

MEMS和ECM虽然都是电容式结构，原理相似，但唯一的区别是MEMS麦克风采用半导体工艺的芯片结构，由MEMS芯片和ASIC专用集成芯片组成。与ECM相比，MEMS麦克风具有更小的尺寸、更高的灵敏度、更高的信噪比、更好的RF和EMI抑制以及对数字信号处理电路的更好的适应性。在制造方面，MEMS麦克风可以通过全自动化SMT封装进行生产，大大提高效率，逐渐取代ECM，在家电小型化浪潮中成为行业主流。

MEMS麦克风随着智能手机的普及而快速增长，智能音箱和TWS耳机进一步推动行业增长。轻薄MEMS麦克风的优势在智能手机时代得到充分发挥，市场规模迅速扩大，而继智能手机之后，智能音箱成为又一个麦克风用户。智能音箱充当声控指挥中心，麦克风成为必不可少的功能配件。麦克风阵列的引入继续以麦克风拾音为中心的技术迭代，例如身份和语音识别、噪声和风噪声消除等。这个数字已显着增加。AppleHomePod和华为SoundX扬声器均配备了六个MEMS麦克风。TWS耳机作为重要的语音控制入口，比普通耳机配备了更多的麦克风，同时由于降噪等功能的引入，麦克风也必须参与实施。前面提到，在降噪方面，AirpodsPro又增加了一个外置麦克风来拾取环境噪音。

‐据Yole预测，2024年智能音箱市场MEMS麦克风出货量预计将达到12亿颗，复合增长率达13%，无线耳机市场MEMS麦克风出货量预计将达到13亿颗.复合增长率为29。虽然2005年至2022年整个MEMS麦克风市场保持了113%的复合增长率，但ECM麦克风却出现了温和下滑。

MEMS麦克风市场参与者分为半导体制造商和声学精密器件制造商。随着半导体技术在MEMS麦克风中的引入，多家半导体制造商已经进入该市场，突出的例子包括意法半导体和英飞凌。其中，英飞凌在MEMS麦克风领域的主打产品是MEMS麦克风芯片。较少涉足MEMS麦克风的封装和测试，主要作为多家声学精密器件制造商的MEMS麦克风芯片第三方供应商。另一个重要参与者是传统ECM声学器件制造商，如Knowles、Goertek、AACTechnologies等。这些传统声学厂商业务范围广泛，除了MEMS麦克风成品外，还包括其他声学和光学器件。不使用MEMS技术的装置、精密设备和其他产品。据IHSMarkit统计，2017年全MEMS麦克风出货量排名前五的厂商分别是楼氏电子、歌尔股份、瑞声科技、意法半导体和敏芯科技，而前五名中已经有两家中国企业。荣获第二名。中国企业已经在MEMS麦克风器件领域占据了较高的市场份额。

音频IC技术门槛最高，主要是欧美半导体公司

‐音频IC编码器/解码器、接口IC、功放IC等在麦克风和扬声器之间起着关键作用。音频ICDAC、ADC、DSP、编解码器等涵盖模拟芯片、数字芯片和数模混合芯片，技术含量高，市场参与者少。音频IC的功能包括读取和解调音频模拟信号、转换模拟和数字信号以及调节音量和音质。早期的模拟音频时代，音频IC以模拟IC为主，主要是音频放大器和AB类功率放大器；到了数字音频时代，随着大规模集成电路的发展，音频IC也逐渐加入了数字芯片等数字芯片。声音处理器、D类功率放大器、2000年后在多媒体和高分辨率音频时代，由于数模混合IC、更复杂的DSP、DAC集成以及高性能，音频IC市场变得更加丰富和复杂。分辨率声音处理器。

从市场结构来看，音频IC企业和SOC芯片企业是主要参与者。行业参与者基本分为两类一类是CirrusLogic、Realtek、Maxim等专注于音频领域并持续研究高价值算法的个体芯片供应商，另一类是高通、海思和SOC供应商。Apple才华横溢的芯片设计师致力于将音频IC集成到应用处理器中。按市场份额计算，全排名前三的音频IC供应商是CirrusLogic、TI和Qualcomm。

‐发展趋势表明，音频IC正在向更高的采样率/分辨率和更高的功能集成度发展。高采样率/分辨率高分辨率音源风靡，需要音频IC的配合才能忠实再现音源信息。最初的CD音质标准制定时，采用的是16位分辨率、采样率为441kHz的音频数据格式，但目前的高分辨率音频标准一般为24/32位分辨率、采样率为192kHz。kHz或更高，可以处理高分辨率音频，因此需要具有高质量、高速音频源和相应的声音处理器的音频解码器。高功能集成化音频设备小型化、轻量化的需求，带动了音频IC的集成化。例如，ROHM半导体的音频SOCBM94803AEKU集成了解码器、声音处理DSP、USB/SD解码器、MCU，甚至SDRAM。集成SDRAM的作用是预存储音频，以实现低延迟并通过减少组件之间的辐射噪声来提高音质。

微型音箱历史最悠久、形态最分散

‐扬声器是声音传输的最后一个环节，也是任何发明的音频系统的第一个环节。第一个电动扬声器早在1860年代就已经生产出来，扬声器结构到1950年代基本稳定，采用MEMS技术制造的扬声器在2010年代开始受到业界关注。

‐目前应用最广泛的电动扬声器由振膜、音圈、永磁体、支架等组成。其原理是利用电磁效应对固定磁铁进行磁化，使贴在线圈上的薄膜上下移动，发出实际可以听到的声波。根据用途不同，在电声行业中，输出功率较小且靠近人耳的设备一般称为受话器，远离人耳的设备称为扬声器。

‐扬声器/接收器是家用电器的标准配置，并且独立设备的使用正在增加。手机、笔记本电脑、耳机等家电产品基本都配备了麦克风、扬声器、受话器，智能音箱等新兴应用也越来越广泛安装。以手机为例，目前有从单扬声器向双扬声器配置转变的趋势，例如iPhone从iPhone7开始采用双扬声器设计，中低价位的Android设备也开始采用双扬声器设计。也逐渐采用双扬声器设计。随着手机微型扬声器的普及，手机微型扬声器市场也呈现出显着的增长。

昂扬微型扬声器竞争格局相对分散，歌尔成为全领先者。与麦克风和音频IC相比，微型扬声器的市场结构更加分散。全主要扬声器企业包括瑞声科技、歌尔、韩国BSE等，且自2018年起，歌尔的扬声器业务销售额已超过瑞声。

声学设备增量计算TWS耳机、智能音箱

TWS耳机和智能音箱是音频设备中增长最大的新兴应用之一，本节衡量这两种主要产品为音频设备带来的市场增长。

TWS耳机长期增长约270亿只

以AirPods为例，耳机内部包含W1主芯片、蓝牙、存储、控制等芯片，同时还配备了光学传感器、加速度计等传感器。声学组件包括CirrusLogic和Geltone方便面提供的音频解码器。MEMS麦克风等

‐计算假设Airpods音频ICASP预计在20元左右，MEMS麦克风ASP预计在6元左右，Pro版本中麦克风数量不断增加，并增加了降噪等功能。假设2020年Mike的ASP为10元，2021年及以后为10元。售价维持12元不变，非AirpodsTWS耳机音频IC售价维持15元不变，MEMS麦克风售价维持4元、6元不变。2021年后人民币。从销量来看，预计今年AirPods销量为6500万台，明年销量为1亿台，长期来看，iPhone年销量预计约为2亿台，预计AirPods以外的TWS销量达到5000万台。长期来看，年销量预计达到2亿台，销量有望达到10亿台，以此作为测算依据。

‐测算结果2019年TWSMEMS麦克风市场规模预计为59亿美元。长期来看，MEMS麦克风市场规模预计将达到84亿美元。TWS音频IC市场预计今年将达到205亿美元，长期将达到190亿美元。两家公司长期市场规模加起来将超过270亿元。

智能音箱声学元件增量计算

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