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1、智能音频SoC芯片行业发展现状
随着半导体技术、智能物联网的迅猛发展,市场迫切需要一种高算力低功耗、平台化可扩展的芯片来满足越来越多智能设备的需求,智能SoC主控芯片应运而生。
智能音频SoC芯片包含完整的硬件电路及其承载的嵌入式软件,需要在进行芯片设计的同时开发相应的应用方案,将复杂的硬件电路和软件系统有效结合以实现芯片产品的功能,符合芯片技术未来的发展方向,可广泛应用于智能可穿戴、智能家居等智能终端设备。
多技术、多应用融合及多样化需求,使得智能终端产品更新换代的速度越来越快。据中金企信国际咨询公布的《2021-2027年中国智能音箱市场发展策略及投资潜力可行性预测报告》统计数据显示:到2020年全球物联网连接数量将接近300亿个,物联网市场规模在2020年以前将按照每年16.9%的速度递增,在2020年将增至1.7万亿美元。
2、行业面临的机遇与挑战
行业机遇
(1)物联网快速发展
随着移动互联网技术的成熟,物联网、云计算等新兴领域的兴起,智能化成为社会生活各个领域的主流趋势,传统产业面临转型升级,新兴产业应运而生。新兴领域的逐步成熟,带动下游应用领域市场规模快速扩大,为上游集成电路设计产业创造了巨大的市场空间和发展前景。物联网近年来进入快速成长阶段,国家政策明确鼓励扶持物联网产业发展,智能可穿戴、智能家居、智慧城市、工业物联网等新兴领域开始落地应用,巨大的市场规模和积极的发展前景成为上游集成电路设计行业发展的主要动能。同时,智能可穿戴设备、智能家居、智能支付终端等新兴领域对无线连接技术、运算能力、语音处理技术、安全技术、传感技术等技术的要求极高,对物联网集成电路设计行业提出了较高的要求,为上游设计行业指明了研发和设计的方向。
(2)行业政策支持力度大
2014年6月,《国家集成电路产业发展推进纲要》强调“着力发展集成电路设计业”,要求“加快云计算、物联网、大数据等新兴领域核心技术研发,开发基于新业态、新应用的信息处理、传感器、新型存储等关键芯片及云操作系统等基础软件,抢占未来产业发展制高点”。《纲要》将物联网领域的芯片设计工作列为主要任务和发展重点。2016年,《关于印发国家规划布局内重点软件和集成电路设计领域的通知》通知强调,将物联网芯片列为重点集成电路设计领域,反映出物联网芯片设计领域重要的战略地位和发展意义。
(3)人工智能战略地位凸显
目前世界主要国家均把发展人工智能作为提升国家竞争力、维护国家安全的重大战略,加紧出台规划和政策,围绕核心技术、顶尖人才、标准规范等强化部署,力图在新一轮国际科技竞争中掌握主导权。人工智能的战略地位决定了集成电路设计行业未来发展的方向。作为人工智能应用的基础设施,集成电路是人工智能实现的关键部件。近年来,芯片技术的进步大大降低了计算能力获取成本,物联网的应用为人工智能提供了海量数据,边缘计算的成熟提高了数据处理的效率,以上均为人工智能的应用创造了有利条件。未来集成电路设计将致力于提升芯片算力能效,以满足人工智能算法训练的需求,并逐步推出面向各类终端场景的边缘智能SoC芯片。
3、TWS耳机及智能音箱是智能音频SoC需求热点
早在2016年苹果发布第一代AirPods,成为TWS智能耳机技术的引领者,拉开了耳机领域新一轮技术革新的序幕。TWS耳机的核心是智能蓝牙音频SoC芯片,其承担了无线连接、音频处理和其他辅助功能。TWS耳机对智能蓝牙音频SoC芯片的工艺制程、集成度和功耗提出了更高要求。同时在耳机尺寸受限的前提下,还需要大幅提升芯片算力以支持耳机的智能化发展。苹果正是凭借其自研的W1和H1芯片,实现了更丰富的功能及更高的性能,使得AirPods体验优于竞争对手。
终端厂商为优化TWS耳机的用户体验,在耳机上开发智能语音助手和语音应用,实现语音唤醒、语音识别等功能。耳机智能功能的增加,要求耳机主控芯片性能持续提升。智能音箱是智能家居领域率先爆发的细分市场,WiFi传输速度快、通信距离远、成本适中,是适合智能家居应用场景的重要技术之一。智能音箱是智能家居体系中不可或缺的重要终端,吸引了众多科技公司。据中金企信国际咨询公布的《2021-2027年中国TWS耳机市场研究及投资建议预测报告》统计数据显示:在2019年第四季度,阿里巴巴、百度、小米、腾讯均推出了新品智能音箱,且均为触控屏智能音箱。
随着智能音箱的智能化水平不断提升,对智能WiFi音频芯片的功耗、AI性能、内存、传输速度、覆盖范围等要求进一步提高。此外用户对交互方式的要求由原来的单一语音逐步发展至语音+触控、语音+动作感应等多模态交互。智能WiFi音频芯片厂商通过多核混合架构等方式来实现低功耗、高性能计算,以适应智能音箱的发展趋势。
智能音频SoC芯片的繁荣始于智能耳机及智能音箱,但不止于此。在智能物联网爆发的背景下,智能语音交互的场景(如智能可穿戴、智能家居等)变得越来越多。过去几年智能耳机及智能音箱的推广和普及,使消费者开始使用语音交互。电视等其他家庭语音中控智能设备的出现,促进了消费者养成语音交互的习惯。更多的终端设备正在走向智能化,包括照明、门锁、空调、冰箱、车载支架等设备正在快速的语音化,越来越多的消费者要求终端设备具备智能语音交互能力。
伴随AIoT的落地实现,在万物智联的场景中,终端之间互联互通,形成数据交互、共享的崭新生态。在多数场景中,终端需要更高效算力,以具备本地自主决断及快速响应的能力,即具备边缘智能。出于对功耗、响应效率、隐私等方面的考虑,部分计算需要发生在设备端而不是云端。以智能耳机、智能音箱为例,其已具备边缘计算能力,实现语音唤醒、关键词识别等功能。
智能音频SoC芯片作为智能终端设备的核心器件,市场增长受益于物联网快速发展以及智能化的进一步提高。智能可穿戴和智能家居作为AIoT重要的落地场景,正吸引越来越多企业进入。在这其中,既有如谷歌、亚马逊、阿里、百度等互联网科技巨头,也有像苹果、华为、三星、小米等手机品牌。
行业挑战
(1)行业竞争加剧
由于智能音频SoC潜在应用的广泛性,越来越多芯片厂商开始研发相应产品。以AirPods的推出为标志,苹果开拓了TWS耳机新市场,TWS耳机目前已成为智能音频SoC芯片需求增长最快的领域之一。作为技术的引领者,苹果自研的W1及H1芯片具有技术领先优势。但以恒玄科技、高通、联发科为代表的厂商,也都迅速推出新一代TWS耳机芯片以支持苹果外的其他品牌客户,并在这些品牌客户中占据主导地位。随着TWS耳机技术和产业链的成熟,快速增长的市场也吸引了大批白牌厂商,市场开始出现分化。新的参与者陆续进入中低端耳机芯片市场,行业参与者增多。
(2)技术演进速度快
智能音频SoC芯片应用于消费类电子产品,消费类电子产品具有更新换代快的特点,从而驱动智能音频SoC芯片加速升级。以具有代表性的TWS耳机应用为例,苹果2016年发布第一代AirPods,使用自研W1芯片实现真无线。2019年3月,苹果发布第二代AirPods,使用自研H1芯片,在前代的基础上增加了语音唤醒功能。2019年10月苹果发布AirPodsPro,又新增了主动降噪功能。与此同时,为抢占快速增长的TWS耳机市场,其他厂商的产品也在加速更新换代,功能持续丰富。终端产品的快速迭代特点要求智能音频SoC芯片厂商快速技术演进。
(3)出口地区贸易政策变化
近年来,国际竞争格局日趋复杂,主要经济体贸易摩擦与竞争日趋激烈,贸易保护主义行为呈加剧之势,各地区贸易政策不断变化;如美国对原产于中国的特定进口产品征收关*,其中包括半导体行业的部分产品。未来不排除相关国家或地区出于贸易保护或其他原因,通过贸易政策、关*、进出口限制等方式构建贸易壁垒的可能。