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音頻SoC市場的快速發(fā)展以及相關技術和產(chǎn)業(yè)鏈的成熟，吸引了越來越多芯片廠商進入并研發(fā)相關產(chǎn)品。
當前主要有兩大類芯片廠商，一類是傳統(tǒng)音頻芯片廠商，成立較早，在低功耗射頻技術、信號鏈技術、模數(shù)混合音頻信號處理、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，伴隨近年來智能音箱、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(yōu)勢。
多技術、多應用融合及多樣化需求驅(qū)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平臺等，對音頻SoC芯片提出了智能升級的需求。受此驅(qū)動，符合未來發(fā)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(fā)相應的應用方案，將復雜的硬件電路和軟件系統(tǒng)有效結(jié)合，以實現(xiàn)芯片產(chǎn)品的功能，同時，通過融合軟件開發(fā)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(xiàn)在系統(tǒng)設計和電路結(jié)構(gòu)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(zhàn)。
由于在單一芯片上涵蓋了射頻、通信基帶、模數(shù)混合音頻信號處理、電源管理、CPU、DSP 等模塊，不同功能模塊在低功耗和高音質(zhì)的雙重目標下，對設計提出不同的挑戰(zhàn)。例如電源需要耐高壓和大訊號處理，而音頻則需要在低電壓、低功耗工作環(huán)境下確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干擾能力，CPU則需要動態(tài)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，這些動態(tài)因素都需要在設計時進行多方面權衡。
伴隨多媒體設備功能、形態(tài)的發(fā)展，音頻芯片也經(jīng)歷了幾代更迭，從最初對音質(zhì)、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芯片是國內(nèi)發(fā)展較為成熟、普及比較早的音頻產(chǎn)品，從MP3等便攜式音頻播放器，到故事機、學習機、錄音筆、車載便攜式多媒體產(chǎn)品等。
其硬件基礎在于對音頻等多媒體信息的獲取、處理、儲存及傳輸后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，提供多媒體信號的模擬前處理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字多媒體信號編解碼和處理、全格式音頻解碼，保證數(shù)模轉(zhuǎn)換和模擬后處理的全信號鏈每一個環(huán)節(jié)的高信噪比，滿足對高音質(zhì)的感官體驗。
以 MP3、MP4 為代表的便攜式音視頻產(chǎn)品，憑借著較小的體積和較佳的音質(zhì)，從問世開始便改變了傳統(tǒng)的數(shù)字音樂CD的市場地位。后來，由于智能手機、 平板電腦等產(chǎn)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(fā)展，成為音樂發(fā)燒友等特定細分領域消費視聽產(chǎn)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。
與一般智能影音產(chǎn)品相比，便攜式音頻的優(yōu)勢在于音質(zhì)、續(xù)航等方面。高端便攜式音視頻播放產(chǎn)品由于其音色音效的獨特性，找到了適合自身生存的市場。未來，便攜式音頻SoC芯片將繼續(xù)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
隨著物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，藍牙作為物聯(lián)網(wǎng)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(xiàn)功耗、成本、功能等方面的兼顧統(tǒng)一，應用開發(fā)擴展性強，在效率、安全性等方面均具有較大優(yōu)勢；且集成了其他通信技術的功能，在日常使用時，身處室內(nèi)中近距離時，應用優(yōu)勢較為明顯。
音頻傳輸作為藍牙技術重要的應用領域，呈現(xiàn)出技術不斷革新、終端應用持續(xù)增長的態(tài)勢，藍牙音頻設備也逐漸成為智慧互聯(lián)重要的流量入口。根據(jù) SIG統(tǒng)計及預測，2019年全球藍牙音頻產(chǎn)品出貨量近11億臺，到2020年90%的揚聲器設備均已采用藍牙技術，到2024年這一比例將增長至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(shù)模接口并可內(nèi)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，藍牙音頻也將與語音交互技術進一步結(jié)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(fā)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(fā)展成熟，包括音箱、電視、空調(diào)、冰箱、 照明、門鎖、車載支架等設備正在快速實現(xiàn)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。
已上市的語音終端產(chǎn)品中，針對不同的應用市場，部署的智能交互算法復雜程度各有不同，算力需求、供電方式及續(xù)航時間需求也存在差異，一定程度上導致了對語音交互芯片技術需求的碎片化。
語音識別算法有本地運行、云端運算及混合運算三種，未來隨著語音識別應用逐漸成熟，市場需求逐步明確，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將成為主流產(chǎn)品。在智慧教育和智能家居等領域，實現(xiàn)離線狀態(tài)下關鍵詞喚醒和命令詞識別、離線對話等輕量級的語音語義識別，將逐漸成為語音終端產(chǎn)品的重要智能化功能。
二、27家本土音頻芯片企業(yè)概況及發(fā)展趨勢
音頻芯片企業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈上游，<與非研究院>對27家從事核心芯片產(chǎn)品研發(fā)的本土企業(yè)進行了梳理。從時間維度來看，老中新企業(yè)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。
27家本土音頻芯片企業(yè)成立時間概覽
來源：與非研究院
從區(qū)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。
27家本土音頻芯片企業(yè)地理分布概覽
來源：與非研究院
<與非研究院>認為，從各家公司的技術路線和產(chǎn)品布局來看，與高質(zhì)量、智能化、聯(lián)網(wǎng)化的音頻產(chǎn)品發(fā)展趨勢基本吻合。
老牌企業(yè)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(zhì)體驗的音頻算法處理技術、以及高集成度 SoC 設計整合框架、高性能軟硬件平臺的系統(tǒng)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(yè)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(jié)合設計方面形成了一定的優(yōu)勢。
2005年~2015年之間，音頻設備比較突出的發(fā)展特點是：便攜式、高質(zhì)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年前后，隨著終端設備進一步走向智能化、聯(lián)網(wǎng)化，智能語音處理器、無線（藍牙、Wi-Fi）音頻SoC等產(chǎn)品品類日益豐富。2015年后，具備一定AI能力的語音芯片成為發(fā)展重點，互聯(lián)網(wǎng)公司（以百度、阿里為代表）、AI創(chuàng)業(yè)公司都開始切入這一賽道。
27家本土音頻芯片企業(yè)概況
來源：與非研究院
從上市和融資披露來看，11家企業(yè)已上市，其中上交所科創(chuàng)板5家、上交所主板3家、深交所創(chuàng)業(yè)板2家、港交所1家；IPO已受理3家，其中2家是創(chuàng)業(yè)板、1家是科創(chuàng)板；已披露融資4家；其余9家未見上市或融資披露。
27家本土音頻芯片企業(yè)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(lián)網(wǎng)設備
品牌TWS耳機擁有更好的降噪效果、更高品質(zhì)的音質(zhì)、支持智能語音等高階功能。此外，隨著智能手機中3.5mm耳機接口的逐漸取消，TWS耳機續(xù)航、傳輸、音質(zhì)、價格等痛點的改善，以及用戶使用習慣的逐步養(yǎng)成，未來TWS耳機成長空間巨大。
藍牙音箱方面，根據(jù)RnR Market Research 發(fā)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(wěn)定增長狀態(tài)，年復合增長率為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。
隨著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”將形成一個新閉環(huán)應用場景，輕智能的運動手表整合藍牙音頻功能將成為一個新興的行業(yè)趨勢。
此外，語音遙控及藍牙數(shù)據(jù)傳輸類產(chǎn)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(yī)療電子、工業(yè)控制、汽車電子的語音控制、數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I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(lián)的語音控制節(jié)點，通過同時支持藍牙數(shù)傳與藍牙MESH協(xié)議，在藍牙語音遙控器、語音鼠標、語音鍵盤、藍牙數(shù)傳類產(chǎn)品（如指紋鎖、智能藥盒、冷鏈物流、車載霧化消毒、泡沫洗手機、電動工具等）等產(chǎn)品中廣泛應用。
據(jù) SIG 預測，2024年，藍牙語音控制前端設備年出貨量將增長至2.5億臺，同比增長77%。借助更高的自然語言識別交互和自動化水平，更為智能的語音遙控將成為現(xiàn)實。
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芯片具備不依賴于云端的邊緣計算能力，智能音頻 SoC 芯片應用范圍將擴展到除智能耳機、智能音箱以外的智能終端設備中。
終端之間互聯(lián)互通，將形成數(shù)據(jù)交互、共享的嶄新生態(tài)。在多數(shù)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、隱私等方面的考慮，部分計算需要發(fā)生在設備端而不是云端。以智能耳機、智能音箱為例，它們已具備邊緣計算能力，實現(xiàn)語音喚醒、關鍵詞識別等功能。
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(lián)網(wǎng)爆發(fā)的背景下，智能語音交互的場景（如智能可穿戴、智能家居等）將越來越多。過去幾年智能耳機及智能音箱的推廣和普及，已經(jīng)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(xiàn)，進一步促進消費者養(yǎng)成語音交互的習慣。隨著更多的終端設備走向智能化，包括照明、門鎖、空調(diào)、冰箱、車載設備等快速實現(xiàn)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，也將更進一步推動智能音頻SoC芯片的發(fā)展。
3、Type-C音頻SoC
相較于USB Type A/B，Type-C擁有顯著優(yōu)勢：
全功能：同時支持數(shù)據(jù)、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(shù)據(jù)、電力可實現(xiàn)雙向傳輸；向下兼容：通過轉(zhuǎn)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(xié)議，可支持高達10Gb/s數(shù)據(jù)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(tǒng)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(shù)據(jù)、音頻、視頻和電源接口，最終實現(xiàn)接口的統(tǒng)一。與3.5mm 耳機接口相比，Type-C接口直接采用未解碼的數(shù)字音頻信號從數(shù)據(jù)接口輸出，在手機外部完成解碼和放大，可以減少音頻信號失真，并具有較高隔離度。
傳統(tǒng)有線耳機主要作為音頻設備的附件存在，而數(shù)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(tǒng)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：耳機可以寫入身份標識，與手機通訊進行身份識別；可以判斷自己喜歡的音樂風格，自動進行硬件調(diào)音；可以與流媒體音樂結(jié)合，自動辨別盜版等。隨著更多傳感器、智能語音交互和智能推薦算法等人工智能解決方案出現(xiàn)在智能耳機中，Type-C音頻SoC芯片有望助推耳機實現(xiàn)智能化，迎來新的發(fā)展機遇。
4、便攜音頻設備
便攜式音頻SoC芯片總體呈現(xiàn)“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(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)走向成熟化，低端芯片廠商逐步被出清，已存在技術優(yōu)勢的廠商通過不斷迭代技術并提高性價比，仍占據(jù)絕大部分的市場份額。
如音頻玩具、車載便攜式多媒體產(chǎn)品、電子賀卡等，隨著高端便攜式音視頻SoC芯片整合其它功能模組，便攜式音視頻播放器將進行高端升級，在兒童、學生、老人、運動人群和專業(yè)及高端音樂“發(fā)燒友”等終端受眾群體中煥發(fā)新的生命力。
四、結(jié)語
<與非研究院>認為，國內(nèi)音頻芯片企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)了長足的發(fā)展，呈現(xiàn)出“深耕細作”的發(fā)展特點，多數(shù)企業(yè)在某一類或某幾類產(chǎn)品上不斷進行迭代，所面向客戶從白牌到品牌、從入門級產(chǎn)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(yī)療設備等新老賽道都蘊藏著巨大的發(fā)展機遇。
經(jīng)歷了幾年相對平穩(wěn)的發(fā)展后，在“終端智能化、芯片國產(chǎn)化”的發(fā)展趨勢之下，新老音頻企業(yè)將開始新一輪的競爭。應用需求擴大，有利于國產(chǎn)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鏈中，也有助于進一步提升國產(chǎn)音頻芯片的市場地位。隨著5G技術、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術深入應用，智能終端設備更新?lián)Q代速度加快，將驅(qū)動音頻SoC芯片加速升級，市場規(guī)模有望逐漸擴大。
下載ECAD模型
