声学：“智能时代”下的发展前景！对于声学的发展前景

作者：苍泱

来源：股市动态分析

话说歌尔股份跌的很惨，股价从23块最低跌到了15.43，而按照目前的节奏还不知道会不会更低。不过，现在手机产业链上的公司，日子没有几个不惨的。负面信息一个接一个，销量下滑啦，苹果砍订单呀，国产机也撑不住要去库存咯。台湾媒体更爆出，苹果部分供应商将在二月份面临停产，春节假期延长，也是一把辛酸呀。还有国内某手机厂商老总股权被冻结那事，估计大家也知道了，只是不知道是不是因为行业行情不太妙，然后真的去澳门赌场为了赚个小目标的钱养家糊口而输光了身家。

说回歌尔，本文先不说歌尔咋样，先谈谈行业，聊聊声学。其实说实话，相对光学而言，声学没有那么性感，相信这也是业界的共识之一了。光学，从单摄到双摄，甚至是前后双摄，我们能看到比较清晰的行业空间的巨大增幅，此外，还有智能驾驶方面，特斯拉model3使用了8个摄像头，作为智能汽车的“眼睛”之一（model3同时使用了12个超声波雷达），随着智能驾驶的普及，摄像头的需求也会暴增。而声学呢，升级路线相对来说就没那么明显了。

智能手机：立体声、防水及多麦克风

电声器件主要包括扬声器（喇叭）、受话器（听筒）、麦克风三个基本功能器件，其中扬声器和受话器均为智能手机的发声工具，麦克风主要作用为拾音。简单来说，扬声器和受话器是将电信号转换为声信号，而麦克风与之相反，是将人说出的声音转换为电信号传输出去。受话器也是一种微型扬声器，一般尺寸较小，但在应用时更接近人耳，其发出的声音由人耳直接接受。

近年来在智能手机方面，电声器件的升级主要是围绕着立体声、防水及多麦克风几个方面进行。

在立体声方面，过去智能手机通过单扬声器切换功率来实现立体声效果，目前主流手机厂商正向双扬声器进行转变。苹果从iPhone7开始在听筒附近增加了一个发声单元，从而使iPhone7部分实现了立体声效果。当用户把手机横置时，它的立体声扬声器变可以支持左右两侧扬声器单独发生，当用户翻转手机是能够自动识别并转换。（大家可以试试这个效果）。2017年苹果又在iPhoneX上继续立体声优化，将手机顶部的SuperReceiver升级为听筒扬声器，与底部的扬声器表现一致，达到更佳的“真立体声”效果。同时内置智能感应模块，可以根据用户的手握姿势自动调整听筒扬声器和底部扬声器之间的音量平衡。双扬声器设计能够有效避免左右耳朵声音的间隔差，提高环绕立体声效果，从而获得更大的音量和更宽广的音场。除苹果外，国内品牌也开始跟进，简单粗暴来看就是一个扬声器到两个扬声器，带来价值量接近翻倍提升。根据海外研究机构的预测，到2021年，全球微型扬声器的销量预计会达到151.6亿件，年复合增长率近10%（这个销量是包含笔记本等扬声器应用场景的销量）。

而在防水需求方面，智能手机普及率的提升使得使用场景出现多样化、复杂化的趋势，则对智能手机的环境适应能力提出了越来越高的要求，首当其冲的是防水、防尘。防水防尘等级通常用IP XX来表示，其中XX为两个阿拉伯数字，第一标记数字表示接触保护和外来物保护等级，第二标记数字表示防水保护等级，数字越大表示其防护等级越好。三星S7/edge 的声学器件采用了高分子材料——GORE-TEX 和粘合剂组成的薄膜产品，可以实现IP67/68 级别的防水效果，iPhone X 也达到IP67 的防水级别。未来高端机型防水机型等级从IP67向IP68过渡是趋势所在，而防水材料的添加，对声学器件的设计和制造而言都带来了更高的难度，也提供了更高的附加值。但IP68在防尘放水等级上面是极限了，也就是说IP68之后，这块的升级也就到头了。

2017年苹果下半年三款新机受益于立体声、防水的提升，电声器件ASP 也大幅提升，其中iPhone 8 从6-7 美金提升至7-8 美金，iPhone X 提升幅度则达到80%左右。

而在麦克风方面，麦克风除本身通话功能以外还需满足消噪回音、增强立体声、智能语音处理等需求，新增长的需求不断带来麦克风数量的增加和产品升级。

麦克风目前主要由ECM及MEMS麦克风两种，由于MEMS麦克风在音频采集系统、温度稳定性及小尺寸方面的优势，目前在取代ECM麦克风成为市场主流。iPhone 4 开始用MEMS 麦克风替代ECM。从iPhone6s 开始，麦克风的数量由3 个增加至4 个，机身顶部和底部各两个麦克风，新增了尾部麦克风。多麦克风最主要的功能就是为了降噪。在iPhone6s Plus的电路设计中，4个麦克风没有定向的指定功能。多个麦克风的功能主要用来拾音，通过算法可以多个麦克风协调工作，实现主动降噪功能，让用户在通话时，声音传递更加清晰准确。其第二个功能则是为了让硬件调用麦克风时更加精准和准确化。由于iPhone6s Plus内置的四个麦克风没有固定的功能，主要是根据App的权限打开对应的麦克风，执行不同的功能。根据测试得出，当在使用主摄像头进行录像时，系统调用的是主摄像头旁边的背部麦克风。使用前摄像头来进行录像时，调用的是听筒旁边顶部的麦克风。若是打电话时，系统会自动调用底部送话麦克风，尾部的麦克风则用来降噪，如果是使用语音备忘录时，系统调用的则是尾部的麦克风，送话麦克风充当降噪作用。

根据歌尔的调研情况来看，出货给苹果的单个麦克风的价值量稳定在0.4美金左右，数量的增加即是单机ASP的增加，从3麦克风到4麦克风即是30%的增长。

无线耳机及智能音箱：想大声说爱你

其实从上面的分析我们已经看到，在智能手机上面，声学器件的升级其实已经乏善可陈了。防水防尘快要到最高等级，双扬声器上马之后，渗透率慢慢在上升，貌似暂时也没必要弄三个四个扬声器去实现立体声效果。而麦克风呢，以苹果这么精益求精的尿性，iPhone 6S之后也没从4个麦克风加到5个去，当然，其他手机厂商可以跟随苹果达到苹果的标准，也还有一定市场空间。所以，关注点其实是更多在无线耳机和智能音箱。

无线耳机在便携性、舒适性等方面具有很大的优势，会成为有线耳机很好的替代品。苹果从iPhone7 开始取消3.5mm 耳机接口，同时推出无线耳机AirPods。一个Airpods拥有两个麦克风，一副则是四个麦克风。而市面上的有线耳机顶多是双麦克。

从预售开始，苹果AirPods 就已经占据了无线耳机市场超过25%的市场份额。2017 年受供给端良率和产能影响，Airpods 一直处于供不应求状态，2017 年圣诞季Airpods再度成为最受欢迎的礼物之一，消费者对Airpods 及其他无线耳机的认可度逐步提升。2018 年随着Airdpods 产能提升，销量有望倍增至2600-2800 万台（中金公司预测），继续引导智能无线耳机市场趋势。调研机构IDC甚至预测，2017年苹果Airpods的营收将达到35亿美元，超过Apple Watch的28亿美元。只是对于现在来说，无线耳机仍然偏贵（话说新鲜事物出来的时候都会感觉比较贵吧），渗透率上升之后取代有线耳机的可能性越来越大，而因为无线耳机的所蕴含的麦克的数量较有线要多，整体来说会提升麦克的市场空间。

而在笔者看来，声学目前最具想象力的部分在于智能音箱，因为在智能时代，智能音箱是有可能作为智能家居的控制中心成为一个全新的语音交互入口。语音交互的出现，一方面能实现人机分离情形下的互动，另一方面在人机交互领域激活了人类最本能沟通方式（语言）。根据Statista的调研数据显示，2016年美国用户使用智能语音识别主要原因中，双手和眼睛被占用为首要理由，占比达60%。可见智能语音识别对于提升用户便利性有很大的帮助。而目前我们已经看到各类玩家进入这个市场，有科网巨头如亚马逊、谷歌、苹果、阿里，也有技术方案商，像科大讯飞，也有内容厂商如酷狗和喜马拉雅。音箱本身可能并不是他们考虑的主要目的，厂商争夺的是移动互联网之后的稀缺入口。与以往不同的是这一入口以语言的形式进行输入和输出。在即将到来的万物互联代，次类型的入口以及语言交互的形式极有可能会成为主流。智能音箱是语音交互真正落地的第一款产品，而且其自带控制中心属性，有可能成为智能家居核心的潜力。智能音箱以其小巧轻便、相对固定的位置摆放，可居于客厅、厨房、卧室等多个场景中，提供提醒、社交、娱乐等服务，以及购物、外卖、出行、缴费等生活服务，同时作为家居控制中心，通过智能家居可实现对照明、电视、窗帘等家居产品的控制、未来生活更为智能和便利。

2016 年全球智能音箱出货量为650万台，同比大增160%，主要得益于亚马逊Echo 热销520 万台左右；2017 年全球智能音箱出货预计达到2450 万台，其中Echo 贡献1500 万左右，随着苹果、Google、天猫等国内外科技巨头进入市场，未来有望保持高增长的态势。

在智能音箱的硬件端，语音设备主要包含：芯片、扬声器、麦克风、结构件等，再经过ODM形成完整产品。芯片、扬声器、结构件、ODM等环节皆已成熟，且和传统声学方案差异不多，差异较大部分在于麦克风。语音交互依赖麦克风拾音，在手机等近距离使用的设备上传统的麦克风即能满足拾音需求，而在远距离、嘈杂环境下，传统麦克风使用效果欠佳，麦克风阵列是解决这一问题的最佳手段。

麦克风阵列（Microphone Array）指的是麦克风的排列，用来对声场的空间特性进行采样并处理的系统。麦克风阵列，其实就相当于机器之耳，主要解决远距离语音识别的问题，以保证真实场景下的语音识别率。在这过程中需要完成采集音频，识别信号，传输信息等步骤，为了顺利完成以上步骤需要具备声源定位、噪音降解、杂音屏蔽等功能。亚马逊Echo使用的是7麦克风阵列，国内供应商也推出了诸多麦克风阵列解决方案，主要包括：讯飞的2麦、4麦和6麦方案，思必驰的6+1麦方案，云知声（科胜讯）的2麦方案，以及声智科技的单麦、2麦阵列、4（+1）麦阵列、6（+1）麦阵列和8（+1）麦阵列方案。而智能音箱除了刺激对麦克风的巨大需求，还对扬声器需求有大的拉动。以主打音质的HomePod为例，配置有4英寸低音扬声器及7枚高音扬声器。

总的来说，对于声学的发展前景，笔者保持一定程度的乐观，主要还是对无线耳机和智能音箱有信心。不过，现在的无线耳机和好的智能音箱（指的是echo）都不便宜呀，让我这个吃土少年咋办哩？何以解忧，唯有暴富，今晚九点下班买彩票去。

（编辑：小股）

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