Развитие рынка MEMS для аудиоприменений

Развитие рынка MEMS для аудиоприменений

Выпуск 4 (6703) от 27 февраля 2020 г.
РУБРИКА: МEMS/NEMS

В последние годы MEMS получают все большее распространение в области средств обработки звука. Например, в общих продажах микрофонов на MEMS-приборы приходится до 70% продаж. Дальнейшее развитие сектора MEMS для аудиоприложений связано с освоением технологий искусственного интеллекта.

Благодаря простоте и удобству использования голосовые приложения становятся все более популярными. С момента своего создания в 2010-х гг. голосовые персональные помощники (voice-based personal assistants, VPA), такие как Alexa (Amazon), Siri (Apple), Cortana (Microsoft) и Google Assistant, получили широкое распространение в смартфонах, смарт-динамиках, смарт-часах, смарт-наушниках, автомобилях, смарт-телевизорах и пультах дистанционного управления. Сегодня VPA – ​основной фактор роста индустрии аудио-средств, обеспечивающий перспективы устойчивого роста продаж.

По оценкам исследовательской фирмы Yole Développement, мировой рынок микрофонов, микродинамиков (микроаудиосистем) и аудиоИС для потребительской электроники составит 14,1 млрд долл. в 2018 г. и 20,8 млрд долл. в 2024 г., а среднегодовые темпы прироста в сложных процентах (CAGR) за этот период – ​6,6%. Цепочка наращивания стоимости аудиосредств охватывает большое число фирм, начиная с поставщиков кристаллов MEMS и завершая изготовителями комплектного оборудования (OEM) (см. рисунок).



Источник: Yole Développement

Цепочка наращивания стоимости аудиосредств (неполный перечень фирм)


Продажи смартфонов падают, а смарт-динамиков – ​растут

В этом году на Выставке потребительской электроники (Consumer Electronics Show, CES) в Лас-Вегасе VPA Alexa присутствовали чуть ли не во всех изделиях – ​от мотоциклетных шлемов до душевых головок, зубных щеток и матрасов стоимостью 5,0 тыс. долл. Таким образом, голосовой помощник от Amazon вышел за рамки смартфонов и становится повсеместным предметом жизни человека. Такие же тенденции демонстрируют и конкурирующие VPA, что стимулирует спрос на микрофоны, микродинамики, аудиокодеки и усилители звуковой частоты.

Дешевые, компактные и легко интегрируемые микрофоны широко используются – ​по оценкам Yole Développement, их парк достиг порядка 6 млрд шт. Продажи по итогам 2019 г. составили 1,7 млрд долл., а в 2024 г. достигнут 2 млрд долл. Поскольку голосовые VPA требуют лучшего отношения сигнал–шум для точного захвата человеческого голоса в шумных средах, новые рыночные возможности появляются для MEMS-микрофонов. Сейчас рынок этих изделий составляет около 70% общего объема продаж микрофонов, и в период 2018–2024 гг. вырастет с 1,2 млрд до 1,6 млрд долл.

Основные рынки потребления MEMS-микрофонов – ​смартфоны, умные динамики, а также смарт-наушники (например, беспроводные наушники-пуговки). В последние два года рынки смарт-динамиков и смарт-наушников пережили взрывной рост спроса. Отгрузки MEMS-микрофонов для смарт-динамиков за прогнозируемый период продемонстрируют CAGR = 13% и составят 1,2 млрд шт. в 2024 г. CAGR отгрузок MEMS-микрофонов для беспроводных наушников за этот же период составит 29%, а сами отгрузки достигнут 1,3 млрд шт. В то же время рынок микродинамиков вырастет с 9,1 млрд до 10,9 млрд долл. при CAGR = 3%.

Что касается смартфонов, то в 2018 и 2019 гг. их продажи замедлились – ​по всей видимости, потому что они становятся все более дорогими и пользователи дольше не обновляют свои трубки. Раньше срок замены составлял 1,5 года, теперь – ​2,5 года, и похоже, что эта тенденция продлится.


Высокие объемы продаж, малая норма прибыли

Рынок аудиосредств, а точнее, рынок MEMS-микрофонов, характеризуется высокими объемами отгрузок и низкой нормой прибыли. Это не может не сказаться на стратегических решениях компаний. Так, фирма Bosch в 2018 г. закрыла свое отделение по производству микрофонов Akustica MEMS. Фирма Knowles, бесспорный лидер, контролирующий 39% рынка MEMS-микрофонов, испытывает возрастающую конкуренцию со стороны китайских компаний, таких как Goertek и AAC. Соответственно, ее руководство пытается дифференцировать свой ассортимент. Для этого Knowles недавно купила у фирмы ARM подразделение по проектированию MEMS на основе специализированных ИС (ASIC).

Другие фирмы предпринимают аналогичные шаги. Так, Infineon Technologies дополнила практику продажи кристаллов MEMS-микрофонов фирмам, подобным Goertek и AAC, продажами полностью корпусированных MEMS-микрофонов.

Существуют и другие возможности дифференциации ассортимента – ​например, пьезоэлектрические и оптические микрофоны. Так, фирма Vesper Technologies утверждает, что ее пьезоэлектрическая технология MEMS-микрофонов обеспечивает низкое энергопотребление в жестких условиях окружающей среды, а компания Sensibel запатентовала оптический ультрамалошумящий MEMS-микрофон, демонстрирующий отношение сигнал–шум >80 дБ, причем без ухудшения других характеристик, что позволяет пользователям получить доступ к уникальным возможностям распознавания речи, высококачественной цифровой звукозаписи и голосовому управлению.

Что касается аудиокодеков и усилителей звуковой частоты, то в 2018 г. этот рынок оценивался в 3,4 млрд долл. Его лидеры – ​корпорации Cirrus Logic, Qualcomm и Texas Instruments, контролировавшие 35, 18 и 12% продаж соответственно. По оценкам Yole Développement, на этот рыночный сегмент все активнее будут проникать технологии искусственного интеллекта. Фирмы Knowles и Goertek уже предлагают специальные аудиоИС, интегрирующие возможности ИИ, а также кодеки и функции цифровой обработки сигналов.


Pelé Anne-Françoise. Voice Assistants Are Benefiting the MEMS Industry. EE Times Europe, February 11, 2020: https://www.eetimes.eu/voice-assistants-are-benefiting-the-mems-industry/


МНЕНИЕ ЭКСПЕРТА

Денис Урманов

К многочисленным проблемам OTA-обновлений технологического свойства стоило бы добавить весьма существенный юридический аспект – ​кто будет отвечать за аварийную ситуацию с автомобилем, произошедшую по вине системы управления? Автопроизводители не просто консервативны, но обоснованно осторожны в вопросах, связанных с гарантией здоровья водителей во время управления автомобилем. Совершенствование систем поддержки принятия решений водителем и автопилотирования напрямую связывают с развитием сетей 5G, а следовательно, в самое ближайшее время функция OTA-обновлений станет одной из ключевых в цепочке обеспечения безопасности движения. При этом существующая многовариантность решений и концепций в этой области является закономерным процессом поиска оптимальных вариантов. Благо, что оплачивать эти разработки и новшества пока предлагается и удается покупателям транспортных средств, однако со временем существующие коммерческие наработки могут быть дополнены аналогичными военными разработками при активной поддержке правительств стран – ​лидеров автомобилестроения. Можно также спрогнозировать и то, как долго и кем будут решаться обозначенные сложности в развитии технологии. За последние годы мы могли убедиться в способностях Китая реализовать подобные комплексные и масштабные технологические программы на государственном уровне. Для активной работы в этой области у Китая уже сейчас имеются все необходимые элементы, включая собственную глобальную систему геопозиционирования, которая будет запущена в 2020 году. Показательно, что своеобразным полигоном для отработки новшеств в этой области традиционно стала в очередной раз Южная Корея с наибольшим количеством подключенных автомобилей, а это значит, что Китай также сделает рывок в ближайшее время и на более высоком уровне объединения технологий.


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 16(6740) от 19 августа 2021 г. г.
Выпуск 8(6732) от 22 апреля 2021 г. г.
Выпуск 6(6730) от 25 марта 2021 г. г.