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：①采集。主要由麦克风来实现。②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。③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 IC。 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%。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%。 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 美金。 声学器件产业新机遇分析：TWS耳机与智能音箱 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。 麦克风：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。 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 麦克风尺寸较小、灵敏度高、信噪比高， 有着良好的 RF 及 EMI 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。 MEMS 麦克风伴随智能手机的普及而快速增长，智能音箱及 TWS 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。 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%。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。 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 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市场份额。 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（1980s~1990s）， 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。 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 。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%）。 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 音质标准确定的时候 （1980s） ，采用的是 16bit 分辨率、采样率 44.1kHz 的音频数据格式， 而目前高分辨率音频标准则一般采用 24/32bit 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。 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。 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。 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。 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。 声学器件增量测算：TWS 耳机与智能音箱 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，耳机端包含 W1 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 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。 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。 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， 2018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。 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 30.1%。 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 OEM/ODM 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%，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 MEMS 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” 。 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%。 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（1MORE 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。 |
