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芯片生産上市公司龍頭

生活 更新时间:2025-02-02 22:39:02

音頻SoC市場的快速發展以及相關技術和産業鍊的成熟,吸引了越來越多芯片廠商進入并研發相關産品。

當前主要有兩大類芯片廠商,一類是傳統音頻芯片廠商,成立較早,在低功耗射頻技術、信号鍊技術、模數混合音頻信号處理、電源管理等方面有一定的技術積累;另一類則是新興音頻芯片廠商,伴随近年來智能音箱、TWS耳機、智能語音等應用成長起來,在高性能音頻 CODEC、藍牙、降噪、語音算法方面有核心優勢。

多技術、多應用融合及多樣化需求驅動下,音頻的應用場景越來越豐富,包括可穿戴設備、智能家居、汽車、IoT平台等,對音頻SoC芯片提出了智能升級的需求。受此驅動,符合未來發展方向的智能音頻SoC芯片,需要包含完整的硬件電路及嵌入式軟件,在進行芯片設計的同時開發相應的應用方案,将複雜的硬件電路和軟件系統有效結合,以實現芯片産品的功能,同時,通過融合軟件開發包和核心算法提升SoC的價值。

一、音頻SoC芯片核心技術和演進

音頻SoC芯片設計難度較大,主要體現在系統設計和電路結構方面,涵蓋了音頻、電源、 射頻、基帶、CPU、軟件等多個技術領域,對綜合技術能力有較大挑戰。

由于在單一芯片上涵蓋了射頻、通信基帶、模數混合音頻信号處理、電源管理、CPU、DSP等模塊,不同功能模塊在低功耗和高音質的雙重目标下,對設計提出不同的挑戰。例如電源需要耐高壓和大訊号處理,而音頻則需要在低電壓、低功耗工作環境下确保高信噪比和極低的底噪,射頻電路則需要在盡可能低的工作電壓下同時達成高靈敏度和很強的抗幹擾能力,CPU則需要動态地以不同工作頻率和工作電壓來滿足不同應用場景下性能的需求以保證最佳能耗比,這些動态因素都需要在設計時進行多方面權衡。

伴随多媒體設備功能、形态的發展,音頻芯片也經曆了幾代更叠,從最初對音質、功耗等注重,逐步融入了連接性、智能交互等需求。

1、便攜式音頻 SoC

用于便攜式消費電子的音頻SoC芯片是國内發展較為成熟、普及比較早的音頻産品,從MP3等便攜式音頻播放器,到故事機、學習機、錄音筆、車載便攜式多媒體産品等。

其硬件基礎在于對音頻等多媒體信息的獲取、處理、儲存及傳輸後對聲音高保真的保存、還原、對于多種音頻編解碼格式的兼容性。在低功耗的基礎上,提供多媒體信号的模拟前處理、模數轉換、數字多媒體信号編解碼和處理、全格式音頻解碼,保證數模轉換和模拟後處理的全信号鍊每一個環節的高信噪比,滿足對高音質的感官體驗。

以 MP3、MP4 為代表的便攜式音視頻産品,憑借着較小的體積和較佳的音質,從問世開始便改變了傳統的數字音樂CD的市場地位。後來,由于智能手機、 平闆電腦等産品的流行,不少消費者開始使用手機來代替播放器功能,使得平價播放器市場有所萎縮。但是,高階音頻播放器的市場仍在蓬勃發展,成為音樂發燒友等特定細分領域消費視聽産品的首選,也是運動愛好者運動時擺脫手機播放音頻的一個重要選項。

與一般智能影音産品相比,便攜式音頻的優勢在于音質、續航等方面。高端便攜式音視頻播放産品由于其音色音效的獨特性,找到了适合自身生存的市場。未來,便攜式音頻SoC芯片将繼續向高集成度、低功耗、無損(或者低損)高清晰度等方向演進。

2、藍牙音頻SoC

随着物聯網的蓬勃發展,藍牙作為物聯網無線連接的主要方式之一,終端設備應用場景越來越豐富。藍牙技術可實現功耗、成本、功能等方面的兼顧統一,應用開發擴展性強,在效率、安全性等方面均具有較大優勢;且集成了其他通信技術的功能,在日常使用時,身處室内中近距離時,應用優勢較為明顯。

音頻傳輸作為藍牙技術重要的應用領域,呈現出技術不斷革新、終端應用持續增長的态勢,藍牙音頻設備也逐漸成為智慧互聯重要的流量入口。根據 SIG統計及預測,2019年全球藍牙音頻産品出貨量近11億台,到2020年90%的揚聲器設備均已采用藍牙技術,到2024年這一比例将增長至97%。

藍牙音頻 SoC 單芯片整合了藍牙通信功能(含無線射頻與基帶),包含了降噪、音效處理和電源管理模塊,具有豐富的數模接口并可内置 Nor Flash 閃存。主要應用于藍牙音箱、藍牙耳機(含TWS 耳機、智能耳機)等,在娛樂、運動、健康輔聽等領域提供無線的音頻服務。未來,藍牙音頻也将與語音交互技術進一步結合,提供更為智能的交互體驗。

3、智能語音交互SoC 芯片

智能語音交互芯片是近年來人工智能芯片領域的一個熱門方向,智能語音交互作為人工智能的重要信息輸入端口,技術發展與積累速度相對較快。其中,終端人工智能語音芯片技術最先發展成熟,包括音箱、電視、空調、冰箱、 照明、門鎖、車載支架等設備正在快速實現語音交互化,越來越多的消費者要求終端設備具備智能語音交互能力。

已上市的語音終端産品中,針對不同的應用市場,部署的智能交互算法複雜程度各有不同,算力需求、供電方式及續航時間需求也存在差異,一定程度上導緻了對語音交互芯片技術需求的碎片化。

語音識别算法有本地運行、雲端運算及混合運算三種,未來随着語音識别應用逐漸成熟,市場需求逐步明确,針對特定場景的高效率、低功耗專用型語音交互人工智能芯片将成為主流産品。在智慧教育和智能家居等領域,實現離線狀态下關鍵詞喚醒和命令詞識别、離線對話等輕量級的語音語義識别,将逐漸成為語音終端産品的重要智能化功能。

二、27家本土音頻芯片企業概況及發展趨勢

音頻芯片企業處于産業鍊上遊,對27家從事核心芯片産品研發的本土企業進行了梳理。從時間維度來看,老中新企業全分布,時間跨度從1997年到2018年。其中,1995年~2000年2家,2000年~2005年6家,2005年~2010年7家,2010年~2015年5家,2015年至2020年7家。

芯片生産上市公司龍頭(透視27家本土音頻芯片企業爆發動力)1

27家本土音頻芯片企業成立時間概覽

來源:與非研究院

從區域分布來看,上海5家、深圳5家、北京4家、珠海3家、杭州3家、廣州2家、廈門1家、福州1家、蘇州1家、成都1家、西安1家。

芯片生産上市公司龍頭(透視27家本土音頻芯片企業爆發動力)2

27家本土音頻芯片企業地理分布概覽

來源:與非研究院

認為,從各家公司的技術路線和産品布局來看,與高質量、智能化、聯網化的音頻産品發展趨勢基本吻合。

老牌企業在音頻ADC/DAC技術、語音編解碼、藍牙通信技術、低功耗語音處理技術、高音質體驗的音頻算法處理技術、以及高集成度 SoC 設計整合框架、高性能軟硬件平台的系統融合技術等方面形成了一定的技術積累;新切入音頻領域的企業往往更注重智能化語音交互需求、低功耗需求,在語音算法、AI芯片軟硬結合設計方面形成了一定的優勢。

2005年~2015年之間,音頻設備比較突出的發展特點是:便攜式、高質量、低功耗、智能化等,音頻編解碼芯片、音頻功放、音頻處理SoC、電源管理芯片等都順應了終端設備的這些需求。2015年前後,随着終端設備進一步走向智能化、聯網化,智能語音處理器、無線(藍牙、Wi-Fi)音頻SoC等産品品類日益豐富。2015年後,具備一定AI能力的語音芯片成為發展重點,互聯網公司(以百度、阿裡為代表)、AI創業公司都開始切入這一賽道。

芯片生産上市公司龍頭(透視27家本土音頻芯片企業爆發動力)3

27家本土音頻芯片企業概況

來源:與非研究院

從上市和融資披露來看,11家企業已上市,其中上交所科創闆5家、上交所主闆3家、深交所創業闆2家、港交所1家;IPO已受理3家,其中2家是創業闆、1家是科創闆;已披露融資4家;其餘9家未見上市或融資披露。

芯片生産上市公司龍頭(透視27家本土音頻芯片企業爆發動力)4

27家本土音頻芯片企業上市/融資概覽

來源:與非研究院

三、重點細分賽道潛力分析

1、藍牙聯網設備

品牌TWS耳機擁有更好的降噪效果、更高品質的音質、支持智能語音等高階功能。此外,随着智能手機中3.5mm耳機接口的逐漸取消,TWS耳機續航、傳輸、音質、價格等痛點的改善,以及用戶使用習慣的逐步養成,未來TWS耳機成長空間巨大。

藍牙音箱方面,根據RnR Market Research 發布的《2019年至2024年全球藍牙音箱增長情況》報告,全球藍牙音箱市場處于穩定增長狀态,年複合增長率為2.8%。藍牙音箱與TWS 耳機,仍是藍牙音頻 SoC 芯片中比較有前景的終端應用市場。

随着智能手表待機時間增長,同時支持藍牙通話和藍牙音樂播放、或者向TWS 耳機推送語音或音樂成為智能手表新的功能趨勢,“腕穿戴”和“耳穿戴”将形成一個新閉環應用場景,輕智能的運動手表整合藍牙音頻功能将成為一個新興的行業趨勢。

此外,語音遙控及藍牙數據傳輸類産品中,智能語音交互SoC芯片因高性能、低功耗、可編程、靈活性,在消費電子、醫療電子、工業控制、汽車電子的語音控制、數據傳輸等領域可廣泛應用。作為嵌入式應用的核心器件,智能語音交互 SoC 芯片可作為萬物互聯的語音控制節點,通過同時支持藍牙數傳與藍牙MESH協議,在藍牙語音遙控器、語音鼠标、語音鍵盤、藍牙數傳類産品(如指紋鎖、智能藥盒、冷鍊物流、車載霧化消毒、泡沫洗手機、電動工具等)等産品中廣泛應用。

據 SIG 預測,2024年,藍牙語音控制前端設備年出貨量将增長至2.5億台,同比增長77%。借助更高的自然語言識别交互和自動化水平,更為智能的語音遙控将成為現實。

2、AIoT智能終端

未來的 AIoT 時代,智能終端都需要具備一定的感知、推斷以及決策功能,因此也要求智能音頻SoC芯片具備不依賴于雲端的邊緣計算能力,智能音頻 SoC 芯片應用範圍将擴展到除智能耳機、智能音箱以外的智能終端設備中。

終端之間互聯互通,将形成數據交互、共享的嶄新生态。在多數場景中,終端需要更高效算力,以具備本地自主決斷及快速響應的能力,即具備邊緣智能。出于對功耗、響應效率、隐私等方面的考慮,部分計算需要發生在設備端而不是雲端。以智能耳機、智能音箱為例,它們已具備邊緣計算能力,實現語音喚醒、關鍵詞識别等功能。

智能音頻 SoC 芯片的繁榮始于智能耳機及智能音箱,在智能物聯網爆發的背景下,智能語音交互的場景(如智能可穿戴、智能家居等)将越來越多。過去幾年智能耳機及智能音箱的推廣和普及,已經使消費者開始習慣于使用語音交互。電視等其他家庭語音中控智能設備的出現,進一步促進消費者養成語音交互的習慣。随着更多的終端設備走向智能化,包括照明、門鎖、空調、冰箱、車載設備等快速實現語音化,越來越多的消費者要求終端設備具備智能語音交互能力,也将更進一步推動智能音頻SoC芯片的發展。

3、Type-C音頻SoC

相較于USB Type A/B,Type-C擁有顯著優勢:

全功能:同時支持數據、音頻、視頻和充電,奠定了多設備共用基礎;正反插:端口正面反面相同,支持正反插;雙向傳輸:數據、電力可實現雙向傳輸;向下兼容:通過轉接器,Type-C能兼容USB Type A/B等接口;小尺寸:Type-C 接口尺寸約為USB-A接口的1/3;高速率:Type-C兼容USB 3.1 協議,可支持高達10Gb/s數據傳輸。

Type-C 接口芯片廠商、消費終端廠商以及智能手機操作系統廠商均在推進Type-C的普及,它有望在電子設備上代替其他數據、音頻、視頻和電源接口,最終實現接口的統一。與3.5mm 耳機接口相比,Type-C接口直接采用未解碼的數字音頻信号從數據接口輸出,在手機外部完成解碼和放大,可以減少音頻信号失真,并具有較高隔離度。

傳統有線耳機主要作為音頻設備的附件存在,而數字有線耳機在耳機接口中置入音頻處理芯片和運算芯片,從而使得有線耳機擺脫了傳統意義的音頻附件功能,也為增加更多傳感器和功能提供了可能。

比如:耳機可以寫入身份标識,與手機通訊進行身份識别;可以判斷自己喜歡的音樂風格,自動進行硬件調音;可以與流媒體音樂結合,自動辨别盜版等。随着更多傳感器、智能語音交互和智能推薦算法等人工智能解決方案出現在智能耳機中,Type-C音頻SoC芯片有望助推耳機實現智能化,迎來新的發展機遇。

4、便攜音頻設備

便攜式音頻SoC芯片總體呈現“長尾效應”,主要應用于便攜式音頻播放器、便攜式錄音筆、兒童故事機、學習機、唱戲機、廣告機等領域。這些領域經過多年的發展,已經走向成熟化,低端芯片廠商逐步被出清,已存在技術優勢的廠商通過不斷叠代技術并提高性價比,仍占據絕大部分的市場份額。

如音頻玩具、車載便攜式多媒體産品、電子賀卡等,随着高端便攜式音視頻SoC芯片整合其它功能模組,便攜式音視頻播放器将進行高端升級,在兒童、學生、老人、運動人群和專業及高端音樂“發燒友”等終端受衆群體中煥發新的生命力。

四、結語

認為,國内音頻芯片企業已經實現了長足的發展,呈現出“深耕細作”的發展特點,多數企業在某一類或某幾類産品上不斷進行叠代,所面向客戶從白牌到品牌、從入門級産品逐漸向中高端進行提升,包括可穿戴設備、智能家居、汽車電子、醫療設備等新老賽道都蘊藏着巨大的發展機遇。

經曆了幾年相對平穩的發展後,在“終端智能化、芯片國産化”的發展趨勢之下,新老音頻企業将開始新一輪的競争。應用需求擴大,有利于國産音頻芯片進入更多應用市場;進入更有知名度的終端品牌供應鍊中,也有助于進一步提升國産音頻芯片的市場地位。随着5G技術、雲計算、物聯網等新一代信息技術深入應用,智能終端設備更新換代速度加快,将驅動音頻SoC芯片加速升級,市場規模有望逐漸擴大。

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