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《MEMS麦克风、微型扬声器和音频解决方案-2019版

更新时间:2019-11-20

  “Voice”不仅是始于2010年的国际真人秀电视唱歌比赛(国内是“中国好声音”),还是新的音频行业应用的核心。音频行业已经历了许多发展阶段。20世纪60年代出现了高保真和立体声音乐,以及像平克·弗洛伊德(Pink Floyd)这样的流行乐队。20世纪80年代出现了数字音乐,声音的清晰度成为流行乐队(例如Dire Straits)的特征。但是,在20世纪90年代末和21世纪初,手机的普及带动了语音处理技术的进步。在20世纪10年代初,出现了基于语音的虚拟个人助理(VPA),例如苹果(Apple)的Siri、亚马逊(Amazon)的Alexa和谷歌(Google)的Google Assistant。

  据麦姆斯咨询介绍,基于语音的虚拟个人助理是当今音频行业的主要驱动力。该新兴应用的一个有趣特性是它可以在各种系统中“植入”,例如智能手机、智能音箱、智能手表、无线耳机、汽车、智能电视和遥控器等,甚至出现了带有语音识别功能的垃圾桶。这种应用基于音频系统的传统组件:麦克风、扬声器、音频编解码器和音频放大器。但它也依赖于与计算和分析语音数据相关的新组件,这是由消费类人工智能(AI)的出现而推动发展。

  麦克风、音频IC和微型扬声器的消费类市场预计将从2018年的141亿美元增长到2024年的208亿美元,复合年增长率(CAGR)为6.6%。通过观察MEMS麦克风的出货量增长,我们可以了解到所涉及的终端产品的发展情况。智能音箱中的MEMS麦克风出货量正经历13%的复合年增长率,预计2024年将达到12亿颗。在无线耳机方面,MEMS麦克风出货量的复合年增长率达到29%,预计2024年将达到13亿颗。

  音频行业的部分增长依赖于人工智能带来的价值。更准确地说,人工智能技术使得基于语音的虚拟个人助理可以渗透至智能音箱、无线耳机、智能手表等产品之中,并促使所有音频组件的增长。人工智能支持两项关键的音频功能:“计算”和“分析”。“计算”支持复杂的音频功能,如声源定位和语音识别,并在云平台或边缘设备中执行。“分析”包括更复杂的操作,例如用于市场营销的大数据分析,并在云平台执行。

  音频与人工智能的结合产生巨大的商业机会,因为人工智能将音频组件“打进了”很多新系统。对于人类来说,这也是一个好事情,允许人们在烹饪时通过智能音箱,或在慢跑时通过无线耳机,向虚拟个人助理发出语音命令。

  如果虚拟个人助理成为汽车人机接口的标准,也可以拯救生命。但是,这些总是处于监听状态的系统可能会对新的音频业务构成威胁。2013年,爱德华·斯诺登(Edward Snowden)披露的全球监控信息表明,这些新技术将如何导致社会的大规模监控。

  尽管如此,在音频产业链之中仍存在一场“战斗”——新的人工智能功能应该放入哪个组件?“分析”需要强大的处理能力和对大量数据的访问,预计还将留在云平台。人工智能处理,如语音识别,如今主要在云平台完成。但是,如果应用处理器(AP)拥有更强的计算能力,并能实现更低的延迟和更高的隐私保护,则人工智能处理有望在边缘设备完成。在高端智能手机中,音频专用编解码器和放大器芯片有望保留,因为它们需要精心的模拟设计和制造。

  这个美好的音频市场“大饼”如何在不同的参与者之间分享呢?对于MEMS麦克风,楼氏电子(Knowles)和歌尔股份(Goertek)是主要的参与者,在2018年的12亿美元市场中,楼氏电子占据39%份额,而歌尔股份占据28%份额。近几年,楼氏电子的营收趋于饱和,在“对抗”提供低成本解决方案的中国麦克风厂商。此外,英飞凌(Infineon)除了为歌尔股份和瑞声科技(AAC)等厂商提供麦克风裸片,还开始着手自己生产并销售MEMS麦克风成品。

  对于音频编解码器和放大器,Cirrus Logic、高通(Qualcomm)、德州仪器(Texas Instruments)是主要的参与者,在2018年的34亿美元的市场中,分别占据35%、18%、12%的份额。Cirrus Logic是明确的市场领导者,但依赖于苹果公司。

  将来,人工智能处理可能会在厂商之间。苹果、高通和海思等应用处理器厂商将整合人工智能处理功能。楼氏电子和歌尔股份则提议将人工智能功能与编解码器、数字信号处理功能集成于一颗专用音频芯片。另一方面,诸如CEVA和Xperi之类的知识产权(IP)供应商正致力于为人工智能处理设计芯片。不管怎样,人工智能都吸引了所有人的注意力。

  最后,不断扩展的用例正在生成大量新数据,这些数据推动了人工智能的发展,并提供更多的功能。还有什么比自己的声音更能无缝地控制智能设备呢?这是整个供应链中音频参与者的下一个“战场”——语音竞技场!

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