无线耳机TWS的生态、方向与产业链分析

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TWS:消费电子下一个爆品

Airpods 开启 TWS 之门

 Airpods:后劲十足的消费电子产品。Airpods 第一代于 2016 年 9 月发 布,发布之后反响平平,直到一年后的 2017 年圣诞季,市场热度才起 来;而热度开始迸发则是在下一年度的圣诞季,Airpods 良好的口碑使 得发布两年后越战越勇,第二代产品发布的预期也让 Airpods 热度持续 不退;时间到达 10 月底,Airpods Pro 版的发布再次引发市场热议,成 为全年毫无疑问最受关注的消费电子产品。

 从出货量数据来看,Airpods 增速与体量有望加速向 iPhone 靠齐。 iPhone 发布后的第一年(2008)出货量为 1368 万部,Airpods 发布后 的第一年(2017)出货量基本相当,约 1400 万部,但是根据 Counterpoint 的数据,Airpods 第二年(2018)出货量已经达到 3500 万部,增速高 达 150%。目前 iPhone 手机用户约 9~10 亿部,Airpods 存量渗透率还 不到 10%,未来还有很大的空间。我们认为 Airpods 作为一个强关联属 性的 iPhone 配件,存量渗透率的提升将促进 Airpods 销量将向 iPhone 靠齐,同时 Airpods+iPhone 组合将强化苹果生态圈竞争优势,助力整 体销量进一步上升。

 Airpods开创了TWS耳机这一消费电子新品类。TWS即“ True Wireless Stereo”,即“真无线立体声系统”,这一名词最早由高通使用,指分体 式蓝牙耳机/音箱等音频设备,后来成为真无线耳机的通用称呼。TWS 真无线耳机摒弃了线材连接的方式,左右两个耳机通过蓝牙组成立体声 系统,手机连接一个接收端即可,使得消费者摆脱线缠绕的困扰,方便 性得到革命性的提升。Airpods 即是 TWS 的鼻祖和典型代表,真正创造 了 TWS 这一消费电子新品类。对于传统耳机市场,Airpods 带来的影响 也是革命性的,耳机开始走向智能,实用性和功能性都焕然一新。

Airpods 的魅力在于哪里?

 Airpods 优势在于其满足了消费者对于无线耳机最基本的期待:方便与 稳定,加上与 iPhone 的良好配合,使得尽管音质平平,但是整体使用 体验上佳。方便性是 Airpods 问世之后最为购买者认知的优势,但这正 是竞争品最薄弱的地方。在初代 AirPods 发售前,Beats 和 Bose 的 无线耳机市场份额以 24.1% 和 10.5% 分列一、二位,而在开卖后, AirPods 的市场份额短时间便以 26% 位列第一。

 得益于苹果强大的品牌力,使得 Airpods 逐步具备装饰品的属性,引发 消费者购买热潮,已经成为一种“文化现象”(苹果 CEO 库克语)。这 是 Airpods 发布两年之后仍然不断创造纪录的主要原因之一。据 Counterpoint 的消费者调查(2019.9)显示,有 57%的美国消费者表示 在购买无线耳机时会更偏好 AirPods。苹果旗下的 Beats 占比为 26%。

 未来随着 Airpods 的不断升级,Siri、降噪、防水等功能的加入,将会吸 引更多消费者的兴趣,也会加强购买者与苹果产品的粘性。

非苹果类无线耳机迅速跟进,共享 TWS 盛宴

 Airpods 之后 TWS 耳机市场彻底成为消费电子一大新品类,市场快速增 长。根据市场调研机构 Statista 的预测,全球 TWS 耳机今年出货量为 7800 万台,明年将超过 1 亿台;GFK 则预计到明年 TWS 耳机市场规模 将达到 760 亿人民币。目前 TWS 耳机在智能手机市场渗透率不高,特 别是安卓系更低,我们按全球智能手机出货约 15 亿台、渗透率 50%、 客单价 200 元人民币的假设测算,全球 TWS 潜在市场规模就达到 1500 亿人民币,目前盛宴只是刚刚开启。

TWS 的生态与方向

TWS 逐步成为智能手机厂商的角力重心

 TWS 的参与者有三类,智能手机厂商、传统耳机厂商、新兴第三方厂商。 由于 TWS 耳机越来越与智能手机功能绑定,有些功能(如某些音频解 码、双耳连接方式等)需要特定的智能手机硬件匹配、也能够延伸智能 手机功能(如语音助手),智能手机厂商在 TWS 的布局上最为积极,目 前来看也是三类参与者之间最有望成为主导者的一方。目前 TWS 已经 成为智能手机厂商下一步角力的战场,围绕 TWS 耳机的创新是消费电 子创新的主要方向,高品质的 TWS 耳机将强化消费者对智能手机品牌 的粘性,也有助于智能手机层面的竞争。

 主流智能手机厂商几乎都发布了与自家手机配合使用的 TWS 耳机,今 年以来,除了苹果接连发布两款 Airpods 外,华为、三星、小米等均有 重量级 TWS 耳机发布,如华为 Freebud 3、三星 Galaxy Buds 等。此 外,传统耳机厂商如 Beats、漫步者、缤特力等均有 TWS 芯片发布。由 于TWS带来的新机遇,与音乐相关的互联网企业也开始涉足这一领域, 如国内的网易云音乐、爱奇艺等。目前来看 TWS 市场参与者众多,但 是我们判断未来将向智能手机终端厂商集中,成为其手机终端竞争的一 部分。

 TWS 方便性与稳定性为最优先级,其次是声学质量、功能性。目前方 便性问题已经基本解决,稳定性各家厂商在通信协议上做了大量努力, 低延时、不同步、掉线的问题得到很大改善,仍在不断完善中。行业进 化的方向已经开始围绕声学质量与功能丰富性。

稳定性:蓝牙与连接方式是关键

 由于蓝牙传输带宽和传输速率的有限,无法实现一对二的蓝牙音频连接, 所以早期非苹果类 TWS 耳机采取主副耳机中转的模式,手机音频信号 由蓝牙传至主耳机后,再由主耳机转发至副耳机,这一方案最大的缺陷 是同步性不佳,此外在蓝牙 2.4GHz 穿头传输过程中会有干扰及信号损 耗,带来主副耳机耗电量不一致等问题。

 蓝牙技术的进步带来稳定性、低时延的全面提升。蓝牙技术从最初 0.7 版本(1988),逐步发展到后来被广泛应用的 3.0、4.0 系列,最新的蓝 牙 5.0 于 2016 年 6 月发布,本次更新不仅使得传输速率是上一代的 2 倍,传输距离大幅提升至 300 米,是上一代 4 倍,同时传输带宽了翻了 两倍,同时蓝牙 5.0 在精准定位(误差 1 米)、物联网功能、更强大的信 号传输与更低的功耗做了大量改进。对于 TWS 耳机而言,蓝牙 5.0 带 来的最大革新是①传输速率快,较为明显地缓解 4.2 时代高时延的问题, 也使得传输更为稳定;②低功耗,实现更好的电源管理与待机时间,也 使得语音助手成为可能。

 主副耳机中转的模式又分为两种,第一种是 NXP 所开发的 NFMI 近场磁 感应技术(Near-field magnetic induction communication) 。NFMI 是 NFC 的一种改进技术,主要用于短距离传输,通过紧密耦合磁场进行 通信,发射功率小,安全省电,对人体友好。NFMI 相较于其他射频技 术,可以做到发射功率小、低延迟等,而且不受射频(RF)干扰,同时 NFMI 信号可以以低吸收率穿透人体组织,吸收率(SAR)比蓝牙低 100 倍。目前 NFMI 是最主流的主副耳传输技术,索尼 Xperia™ Ear Duo、 B&O Beoplay E8 都是采用此技术。

 另一种主副耳连接技术是还是依赖先有成熟的蓝牙技术,将主耳机音频 信号传输给副耳机。这种方式优点是技术成熟、传输速率较高,缺点是 容易被干扰,而且较为耗电。有部分 TWS 耳机采用这一方案,如 Galaxy Gear IconX、Sony WF-1000X 等。

 苹果则通过 W1 芯片+私有协议,巧妙地实现了一对二的难题。维持一 对二的蓝牙连接,使得双耳同步接收音频信息。即 iPhone 发射一个信 号之后,两只耳机可以同时接收,两只耳机之间通过私有协议同步信息, 这样保证低延时与信号实时精确同步。同时苹果在此方案路径上构筑了 难以逾越的专利壁垒,其他厂商很难做出类似的方案。下图是苹果编号 US8768252B2 的专利文件,极有可能是 Airpods 的传输方案。专利中 103 和 105 可以视为是左右两枚 AirPods 耳机,而底下的 101 则是与 之相连的主设备本身。

 非苹果厂商通过各种手段来实现双耳共同接收。高通推出 True Wireless Stereo Plus 解决方案,它可以让手机单独和每一只耳机相连,做到类 似苹果的效果,同时传输至双耳,也没有两边耗电不一致的问题。这种 方案除了耳机采用高通芯片(QCC 系列),还需要智能手机处理器为 S845 平台及部分 6、7 系平台。国产厂商恒玄则采用 LBRT 低频转发技 术,采用低频率的频段(10-15MHz)联通主副耳机,相对于传统蓝牙 2.4GHz 频段连接主副耳机更稳定,同时降低外界 2.4GHz 频段如 WiFi 信号对蓝牙耳机的干扰。

声学质量:各种编码普及大幅提升音质,主动降噪逐步成熟

 早期 TWS 耳机的音质普遍较差,与有线耳机相距甚远。主要系蓝牙传 输音频主要依赖于 A2DP 协议,该对传输的数据量进行了限制,特别 是音频数据的速率必须小于蓝牙的传输速率,即最高只能到达 328kbps。

 因此各家厂商在基于蓝牙的基础上开发新的音频编码传输方式,目前蓝 牙音频编码传输方式主要有传统蓝牙标配但有损的 SBC(Sub-band coding,子带编码)、 AAC(Advanced Audio Coding,高级音频编码)及 无损的 aptX(高通 CSR 的专利编码算法)、aptX HD(高品质 aptX)及 LDAC(Sony 专利编码算法)、无损的 LHDC(华为专利编码算法)。同一 音源下,音质解析度大致为 LHDC≈LDAC > aptX HD > aptX > AAC > SBC。iOS 系统只支持 SBC 及 ACC,Android 系统若采用高通平台则 支持 aptX HD; Sony 将 LDAC 技术免费授权给手机厂商,安卓 8.0 之后已经成为安卓智能手机的标配;作为国产音频编码的代表,华为 LHDC 同样达到无损级别,目前也免费授权给其他手机厂商。

 随着无损音频编码的普及以及蓝牙 5.0 带来的高带宽与高速率,TWS 耳 机音质将有望迎来质的飞跃,与有线耳机在音质上的差距将被填平, TWS 耳机最大的劣势将得到扭转。

 除了无损音频外,声学质量一个很重要的方面是主动降噪。刚刚发布的 Airpods Pro 最大更新便是主动降噪功能,可根据使用者耳部的几何结构 和耳塞的佩戴贴合度持续进行调节,以阻隔外界噪音;降噪功能会以每 秒 200 次的频率持续调节,给佩戴者更深的沉浸感。此外,Sony WF-1000X M3、小鸟 TRACK Air+等也是较为常见的主动降噪 TWS 耳 机。芯片方案商也在主动降噪方面努力,如 2019 年 7 月 AMS 半导体发 布 AS3460 解决方案,采用自动泄漏补偿(ALC)算法,为业界首次支持 半入耳式耳塞主动降噪的方案。随着相关技术逐步成熟,主动降噪功能 将在 TWS 市场由上而下渗透。

功能性:语音助手与健康管理功能逐步丰富

 伴随语音助手加入,TWS 正式成为物联网入口。如今各家 TWS 已经基 本普及语音助手功能,如苹果 Siri、亚马逊 Alexa、Google Assistant、 Samsung Bixby 等。这也很大程度上得益于蓝牙 5.0,新的版本为低功 耗蓝牙 BLE 提供了更高带宽,这让蓝牙设备可以更流畅地传输指令,使 得 TWS 耳机添加语音助手功能技术上走向成熟。

 健康监测是TWS有待开发的领域。TWS的健康监测由各类传感器实现, 目前耳机上的常见传感器有光学传感器(入耳检测)、霍尔传感器(自动 启停)、陀螺仪(识别运动类型、状态)、心率传感器(心率监测)等。 由于 TWS 使用环境较为特别,空间狭小且为无线连接,目前在 TWS 耳 机上实现健康监测功能的产品并不多,但是各大传感器厂商正不断完善 相关产品的研发,如汇顶科技于 2019 年 5 月推出 GH300 低功耗心率测 量芯片,内部集成了佩戴检测功能,且支持接入一个外部光接收器(PD) 和 LED 模块,实现更高精准度的佩戴检测需求,适合智能耳机的应用场 景。我们认为在不久的将来健康监测功能将越来越多地出现在 TWS 耳机上。

TWS 产业链:核心是主芯片

TWS 产业链梳理

 按生产环节分,TWS 产业链分为元器件供应商、OEM/ODM 模组代工 商、终端品牌厂商。主要的元器件包括主芯片、声学器件、电池、LDO、 MCU、蓝牙芯片、ESD、PCB 等;OEM/ODM 厂商目前来看以具备声 学基础的精密组件加工商为主;终端品牌厂商包括智能手机品牌商、传 统耳机厂商和第三方厂商。

 TWS 系统分为两部分:充电盒与耳机,两部分元器件略有差异。如电 池,充电盒的容量一般在 1000mAh 以内(其中又以 200-700mAh 范围内 最为常见),而耳机端的容量更小,绝大部分都小于 100mAh。与充电盒 的设计相比,耳机端的空间更小,对芯片的封装和功耗提出了更严格的 要求,此外耳机端需要容纳更多的传感器以采集数据及实现和手机的连接,供应商更为复杂。

 按充电盒与耳机两部分,主要的产业链供应商如下表。

主芯片是产业链核心

 与普通耳机最核心的零部件是发声单元不同,TWS 产品的核心零部件是 主芯片,其承担了无线连接的算力、算法、辅助功能等。苹果正是凭借 其自研的 W1 和 H1 芯片,集成了大量功能,使得 Airpods 性能远高于 竞争对手;华为也自研麒麟 A1 芯片用在其最新的 FreeBuds 3 上。目前 行业内的主芯片供应厂商除了自研的苹果、华为外,还有高通、MTK 络 达、恒玄、瑞昱等第三方芯片方案供应商。

 第三方 TWS 主芯片方案商包括传统八大品牌(络达、卓荣、炬芯、恒 玄、博通、赛普拉斯、瑞昱、高通),随着 TWS 蓬勃发展,近年来又有 六大品牌进入主芯片市场,分别是紫光展锐、中科蓝讯、珠海杰里、原 相、上海博通、创杰。目前主芯片市场竞争趋于激烈。

产业链标的梳理

 A 股 TWS 相关标的从产业链的角度分为三类:OEM/ODM 厂商,如立 讯精密与歌尔股份;耳机或充电盒元器件供应商,如兆易创新、韦尔股 份、鹏鼎控股等;品牌厂商,如漫步者、共达电声(万魔声学)。

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。

 公司是 Airpods 核心 OEM 供应商。公司 2017 年开始为 Airpods 提供 代工业务,2018 年成为其最大 OEM 供应商,伴随着 Airpods 的热销, 公司营收利润持续高速增长。

歌尔股份

 歌尔股份是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。

漫步者

 专注音频技术,2019H1 拓展无线蓝牙耳机。漫步者创立于 1996 年, 2010 年登陆 A 股市场。漫步者是一家集产品创意、工业设计、技术研 发、规模化生产、自主营销于一体的专业化音频设备企业。公司主要从 事家用音响、专业音响、汽车音响、耳机及麦克风的研发、生产、销售, 20 多年来,漫步者始终专注于音频技术的应用和实践,已逐渐成为音频 行业的知名品牌,同时根据公司半年报公司抓住了 TWS 系列耳机大幅 度增长的市场契机,连出 3 款产品标志公司正式进入 TWS 耳机阵列。

 声学研发优势助力快速开发 TWS 新产品。公司多年来专注于音频产品 开发,以用户为中心,不断地为用户提供高性价比的高品质音频产品, 已形成一个包含产品 ID 概念设计、电路设计、扬声器设计、结构设计等 较为全面稳定的核心研发团队,形成了较强的技术优势。如一套能够把 ID 概念设计的艺术化造型与声学系统有机结合、功放电路与扬声器合理 调校匹配、性价比较高的产品最优化技术方案。目前已拥有多项专利技 术。截止 2019 年 6 月 30 日,已拥有有效授权专利 153 个,其中:中国 发明专利 12 个,中国实用新型专利 77 个,中国外观专利 52 个;国际 发明专利 3 个,国际外观专利 9 个。从具体数量看,公司 2018 年研发 支出为 0.62 亿,主要开始对新款 TWS 等产品加大研发。

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。

兆易创新

 兆易创新主要产品是 Nor Flash 存储芯片。包括 Nor flash 在内的存储 芯片占公司营收的 80%左右。在 Airpods 第二代中,苹果导入了左右两 耳各一颗 128M Nor flash 芯片,以存储耳机内日益增长的代码数据。公 司是 TWS 用 Nor flash 芯片主要供应商之一,这一市场正加速增长。

 公司三季度业绩大增,主要得益于 Nor flash 需求的改善。Nor 下游市 场如 TWS 耳机、智能穿戴、5G 小基站等领域需求持续爆发,公司作为 重要供给者显著受益,是公司 2019Q3 高增长的主要原因。根据 CINNO 的数据,2019Q2 公司在 Nor flash 市场市占率已经位居全球第四,增速 显著快于竞争对手。公司今年以来在晶圆代工厂获得更多的产能,叠加 产能利用率保持较高水平,使得营收与利润体现出较大弹性。随着四季 度消费电子类更多新品发布,公司 Nor Flash 业绩将有望保持高增长。 短期看公司主业 Nor flash 复苏带来的业绩反转;长期来看,终端需求转 移带来的半导体芯片国产化趋势不可阻挡,我们认为公司在 Nor flash 领域的竞争优势将得到加强,市场份额将持续提升。

圣邦股份

 国内信号链和电源管理业务模拟 IC 龙头。公司成立于 2007 年,2017 年在深交所创业板上市,是一家专注于高性能、高品质模拟集成电路芯 片设计及销售的高新技术企业。产品涵盖信号链和电源管理两大领域, 包括运算放大器、比较器、音/视频放大器、模拟开关、电平转换及接口 电路、小逻辑芯片、LDO、DC/DC 转换器、OVP、负载开关、LED 驱 动器、微处理器电源监控电路、马达驱动及电池管理芯片等。产品可广 泛应用于消费类电子、通讯设备、工业控制、医疗仪器、汽车电子等领 域,以及物联网、新能源、人工智能、5G 通讯等新兴电子产品领域。

 TWS 高景气、国产替代及并购收益驱动 Q3 单季度创新高。公司 10 月 28 日晚发布三季度报告,前三季度营收为 5.34 亿,同比增加 22.74%,归母净利润为 1.19 亿,同比增加 66.05%,其中 Q3 营收 2.38 亿,同比增 加 58.13%,净利润 0.59 亿,同比增加 91%,Q3 单季度营收和业绩体量 创历史新高,业绩继续高增速,我们估测:(1)2019 年 1-9 月公司积极 拓展消费领域如智能手机如华为、小米等 TWS 电源管理芯片等业务,产 品销量和营收受局部景气需求拉动;(2)下游大客户国产替代规模化供 货效果开始显出;( 3)收购标的钰泰半导体受益于苹果 TWS 耳机充电仓 等前三季度贡献投资收益为3566万元,同比增加122.57%。另外公司2019 年 Q3 毛利率水平为 47.37%,同比增加 0.7 个百分点,主要是新品和消 费领域产品放量。

鹏鼎控股

 鹏鼎控股业内极具影响力的软硬板企业。鹏鼎控股由原富葵精密组件(深 圳)有限公司整体变更设立。公司成立于 1999 年 4 月 29 日,主要从事 各类印制电路板的设计、研发、制造与销售业务。按产品应用领域分, 公司主要产品包括通讯用板(占比约 70%)、消费电子及计算机用板(占 比约 30%)。 公司的制造基地分布于深圳、秦皇岛、淮安及营口,服务 半径覆盖中国大陆、中国台湾、日本、韩国、美国及越南等地,是业内 极具影响力的软硬板企业。

 配套 A 客户新机全面投产,今年 Q3 旺季表现良好。公司深度参与 A 客 户新机软板料号,相对去年增加 MPI 等型号,SLP、interposer 等关键 硬板体量也所有提升,新料号主导的配套能力助力公司在大客户供应链 维持优势地位,同时老料号降价压力不大,盈利能力维持。2019Q3 营 收环比+57%,稼动率填满,自动化水平提升助力降本增效效果进一步 显现。同时考虑本季度新增固定资产转固 9.7 亿元,按照 70-80%设备, 最保守 8 年折旧期限测算,Q3 季度因新增折旧影响成本约 2400 万元, 影响毛利率约 0.3pct。

 降噪Airpod和iPhone SE2提升20年H1产能利用率。根据产业调研, iPhone SE2 对于软板供应商而言意味着新料号的定价方式,且结构接 近先前机型,生产效率高;降噪版 airpod 内软板价值量显著提升。对于 重资产、订单淡旺季波动大的 A 链公司而言,苹果新品有望明显提升 20H1 稼动率,利润率、ROE 水平有所增厚。

……

(报告来源:中泰证券)

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江左潜水工11-14 22:11

尼古拉斯博11-14 21:57

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