Data Express Karma mikrofon pazarı Uzak alan ses etkileşimi için mikrofon nasıl seçilir?
Akıllı sesli etkileşim pazarının coşkusu, endüstri zincirindeki tedarikçilere kademeli olarak yayılır ve en doğrudan fayda, bir ses algılama cihazı olarak mikrofondur. Özellikle mikrofon dizilerinin yükselişi, gelecekte mikrofon üreticilerinin satışlarını ikiye katlayabilir. Bundan önce, akıllı telefonların ve tablet PC'lerin büyüme hızındaki yavaşlama nedeniyle Lou's, Goertek ve AAC gibi mikrofon üreticilerinin hisse senetleri 2016 yılının ortalarında dibe vurdu.
2017'deki sesli etkileşim durumu daha net hale geldi ve sermaye piyasası, akıllı sesli etkileşime odaklanan yatırım kurumlarını önemli ölçüde artırdı. Bu nedenle, mikrofon endüstrisi ve teknoloji trendleri hakkında derinlemesine bir anlayışa sahip olmak gerekir.
Mikrofon nedir? Referans için ne tür ve göstergeler var?
Sektörde popüler bir isim olan mikrofon, English Microphone'un transliterasyonlu adıdır. Yerli isim biraz dağınıktır, bazen basitçe mikrofon olarak adlandırılır ve Hong Kong ve Tayvan'a mikrofon ve manyetikler de denir. Mikrofonun Çince akademik adı resmi olarak, sesi elektronik sinyallere çeviren, yani ses sinyallerini elektrik sinyallerine çeviren dönüştürücü olan mikrofon olarak çevrilmiştir.Bu aslında fotoelektrik dönüşüm prensibidir.
Tüketici pazarındaki mikrofonlar temelde skaler mikrofonlardır, yani yalnızca tek bir fiziksel nicelik-ses basıncı toplayabilirler. Ses basıncı, ses dalgaları bir ortamdan geçerken titreşimin neden olduğu basınç değişikliği miktarını ifade eder. Sesin genliği veya yoğunluğu olarak da anlaşılabilir. Ses basıncı genellikle "p" harfiyle temsil edilir ve birim Pascal'dır (sembol Pa). Pascal ses basıncı biriminin hatırlanması zordur (20x10-6Pa ~ 20Pa gibi), genellikle bir referans değere, yani ses basıncı seviyesine göre etkili ses basıncını ölçmek için logaritmik ölçekle ifade edilir ve birimi desibeldir (sembol dB ).
1KHz ses için insan işitme eşiği 20x10-6Pa'dır ve bu genellikle ses basınç seviyesinin referans değeri olarak kullanılır. Bunu anlamak zor olabilir. Basit bir benzetme yapalım: İnsan nefesinin ses basıncı yaklaşık 60x10-6Pa, ses basıncı seviyesi yaklaşık 10dB, roket fırlatmanın ses basıncı yaklaşık 4000Pa, ses basıncı seviyesi yaklaşık 165dB, flaş bombalarının sesi. Basınç 10.000 Pa'yı aştığında, ses basıncı seviyesi yaklaşık 175dB'dir.
Yukarıda bahsedilen belirsiz sayıların incelenmesi, doğal olarak mikrofonun parametrelerine yol açar. Aslında, bizim ilgilendiğimiz şey, mikrofonun gerçek sesi geri getirme yeteneğidir.Bu zor bir zorluktur, çünkü sesten elektriğe dönüştürme distorsiyon demektir.
Bir mikrofonun performansını açıklamak için, hassasiyet, yönlülük, frekans tepkisi, empedans, dinamik aralık, sinyal-gürültü oranı, maksimum ses basıncı seviyesi (veya AOP, akustik aşırı yük noktası) dahil olmak üzere birkaç performans göstergesi çok kritiktir, tutarlı Seks vb. Bu göstergelerin anlaşılması ve mikrofonun performansını belirlemesi aslında kolaydır ve her gösterge çok kritik ve vazgeçilmezdir. Elbette bu göstergeler, hoparlörlerin T-S parametrelerinden gerçekten çok daha basit.
Mikrofon tipik bir sensör endüstrisidir.Teknolojisi çok hızlı bir şekilde yinelenir ve görünümü birçok değişikliğe uğramıştır.Birçok insanın mikrofonu aşağıdaki mikrofon dizisinden doğru bir şekilde bulmasının çok zor olduğu tahmin edilmektedir.
Artık mikrofon dizisi esas olarak dijital MEMS mikrofonları kullanıyor ve en uzun boyutu yalnızca 3,76 mm'dir. MEMS mikrofonları aynı zamanda cep telefonlarında kullanılan çok sayıda sensördür.Genel olarak, cep telefonlarında bu tür en az iki mikrofon bulunur. MEMS mikrofonu aslında zanaatta sadece bir gelişmedir, ilkesi hala kondansatör mikrofonuna aittir. MEMS mikrofonlu direkt PK, elektret mikrofonudur.
Bu iki tür mikrofon, tüketici elektroniği alanındaki ana güçtür.Örneğin, Amazon'un Echo ve SoundSmart'ın geliştirme kartları esas olarak MEMS mikrofonları iken, HKUST Xunfei'nin geliştirme kartları çoğunlukla elektret mikrofonlardır. Performans göstergeleri açısından bu iki mikrofon arasında önemli bir fark yoktur.Elektret mikrofonların performans göstergeleri daha da yüksektir.Bu nedenle Sound Intelligence Teknolojisinin tek mikrofon serisi aynı zamanda bir elektret mikrofondur.Ancak MEMS mikrofonlarının avantajı tutarlılık karşılaştırmasıdır. İyi, uzak alan ses etkileşimi için mikrofon dizisi için daha uygun.
Yoğunlaştırıcı mikrofonlar, kayıt stüdyolarında yaygın olarak kullanılan profesyonel bir mikrofon olan başka bir şekle sahiptir ve bu, esasen KTV şarkı mikrofonlarımızdan farklıdır. KTV mikrofonları genellikle dinamik mikrofonlardır.Bu tür mikrofonların performansı, kondansatör mikrofonlar kadar iyi değildir.Avantajı ses kaydı için uygun olmasıdır, ancak dezavantajı düşük hassasiyettir.Bu, KTV ortamında uğultuyu etkili bir şekilde önleyebildiği için KTV'de bir avantajdır.
Tabii ki şerit mikrofonlar ve karbon mikrofonlar var Bu iki mikrofon artık yaygın değil, özellikle eskiden eski moda telefonlarda kullanılan karbon mikrofonlar artık temelde ortadan kalktı. Bu tür mikrofonlar resimden karşılaştırılabilir ve bazen teknolojinin her zaman böylesine yıkıcı bir şekilde geliştiğine iç çekiyorum.
Tabii ki, yeni mikrofon türleri ayrıca piezoelektrik mikrofonlar, fiber optik mikrofonlar, lazer mikrofonlar vb. İçerir ve hatta doğrudan mikrofon olarak TV ekranlarını veya hoparlörleri (hoparlörler) kullanabilir. Ek olarak, savunma alanı, vektör mikrofonlar gibi daha karmaşık mikrofonların konuşlandırılmasını da incelemektedir. Aslında, sesin gelişim yörüngesi radarınkine benzerdir.Mikrofon dizisi aynı zamanda mevcut teknolojik gelişimin bir aşamasıdır Algılama teknolojisinin yinelenmesi, teknoloji ve pazarın yinelenmesi için önemli bir nedendir.
Küresel mikrofon teknolojisi ve pazar yapısı nedir?
Hiç şüphe yok ki, MEMS yarı iletken ekosisteminde giderek daha önemli bir rol oynuyor ve uygulamaları arasında tüketici elektroniği, otomotiv endüstrisi, endüstriyel kontrol ve hatta biyotıp, havacılık ve diğer alanlar var ve hala hızla genişliyor. Tüketici elektroniği pazarının büyümesiyle, tüketici uygulamaları MEMS sensör pazarının ana itici gücü haline geldi. 2014 yılında, MEMS sensör pazarı 13 milyar ABD dolarına ulaştı ve en büyük tüketici uygulama ölçeği 5,9 milyar ABD dolarına ulaştı. 2019 yılına kadar, yaklaşık% 11,2 bileşik yıllık büyüme oranıyla 25 milyar ABD dolarını aşması bekleniyor.
En son endüstri araştırma verilerini karşılaştırdık. 2013'ten günümüze, pazar yapısı beklendiği gibi değişmedi.Bunun yerine, MEMS üreticileri toplu olarak son yıllarda düşük hızlı bir gelişme dönemine girdiler. Neyse ki, sesli etkileşim pazarı bu yıl patlama yaşıyor. MEMS mikrofon pazarına hayal gücü getirir.
Aşağıda internette halka açık olan verilere dayalı olarak pazarın bir özeti verilmektedir. 3 yıldır kamuoyuna duyurulmaktadır.Birçok şüphe sesinin ortadan kalktığına inanıyorum. Bu veriler gerçek durumu, özellikle mevcut piyasa durumunu temsil etmez, ancak önemli bir referans olarak kullanılabilir.
IHS'nin istatistiklerine göre, Amerikan şirketi Knowles Electronics 2013'te dünyanın en büyük paketlenmiş MEMS mikrofon tedarikçisiydi (doğrudan baskılı devre kartlarına monte edilmiş); Alman Infineon şirketi ise çıplak bir MEMS mikrofonudur (MEMS mikrofonlarına verilir). Üretici firma). Lou'nun geliri, paketlenmiş MEMS mikrofon pazarının% 59'unu oluşturuyordu ve Infineon'un sevkiyatları, MEMS mikrofon çıplak kristal pazarının% 78'ini oluşturuyordu.
Küresel paketlenmiş MEMS mikrofon tedarikçilerinin gelir sıralaması (birim: milyon ABD doları)
Global MEMS mikrofon kalıbı tedarikçisi sevkiyat listesi
Paketlenmiş MEMS mikrofon pazarında, ikinci sıradaki tedarikçi% 13'lük bir gelir pazar payı ile AAC (AAC); üçüncü sırada yer alan tedarikçi ise% 7'lik bir gelir pazar payı ile Goertek'tir. Hem AAC hem de Goertek Çinli üreticilerdir ve işletmeleri büyük ölçüde Apple ve Samsung'a güvenmektedir;
AAC, iPhone 5 için üç yüksek performanslı MEMS mikrofonundan birini sağladı ve aynı zamanda iPhone 5S'ye girdi; Goertek, iPhone'a adanmış kulaklıklı MEMS mikrofonlarının ana tedarikçisidir. AAC'nin geliri 2013'te% 8 arttı ve Goertek, cep telefonları için yüksek performanslı mikrofonlar sağlamaya başladı. 2013 yılında gelir artış oranı% 35'e kadar çıktı. Tabii ki, bu üç yıllık pazar değişikliklerinden sonra, emlak piyasası, AAC ve Goertek'in pazar payları aslında sessizce değişti.Lou's, endüstri lideri konumunu güçlendirmeye devam etti.
Dünyanın dördüncü en büyük paketlenmiş MEMS mikrofon tedarikçisi olarak derecelendirilen Güney Kore'nin BSE'si, performansı Apple'ın en büyük rakibi Samsung'a sahip olmaktan geliyor; BSE'nin 2013'teki geliri, 2012'ye kıyasla% 250'nin üzerinde bir büyüme oranıyla. BSE'yi takip eden en büyük beşinci üretici, Avrupalı STMicroelectronics (ST) şirketidir Şirketin MEMS mikrofon işi, iPad tasarım kılıfını kazandığı için büyümeye devam ediyor.
Dünyanın en iyi 50 MEMS üreticisi
Tayvan da dahil olmak üzere Çin'de bazı mikrofon üreticileri de var.Bu üreticiler kazanmak için esas olarak fiyata güveniyor ve teknoloji çok yüksek engeller koymadı. Ana teknik özellik olarak piezoelektrik mikrofonlar kullanan Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Vesper MEMS gibi bazı yeni başlayan şirketler de yurtiçi ve yurtdışında ortaya çıktı, ancak bu teknolojilerin kendileri birinci sınıf üreticiler tarafından yönetilen teknolojilerdir ve yalnızca üretim hatları konuşlandırılmadan pazar faktörlerini dikkate alırlar. Bu nedenle, bu tür girişim şirketleri seri üretime girdiğinde, baskı hala çok yüksek çünkü bu endüstri, ağır varlıklara ve ağır yatırımlara ihtiyaç duyuyor.
Uzak alan ses etkileşimi için ne tür mikrofon uygundur?
Uzak alan ses etkileşimi kavramı aslında görecelidir. Sesle etkileşimin, akustik işleme, konuşma tanıma, anlamsal anlama ve konuşma sentezi gibi temel teknolojileri içeren çok karmaşık bir teknik zincir içerdiğini biliyoruz.
Akustik işleme, makinenin neredeyse gerçek bir ortamda insan seslerini duymasını sağlamak için esas olarak insan kulaklarını simüle etmektir;
Ses tanıma, duyulan insan sesini metne çevirir;
Anlamsal anlama bu kelimelerin anlamını analiz eder;
Konuşma sentezi, makinenin ifade etmek istediği metni konuşmaya çevirir.
Bu dört teknoloji bağımsız olarak gelişse de pratikte birbirinden ayrılamaz, aynı zamanda diğer teknolojilerin işbirliği ile tam bir ses etkileşimi zinciri oluşturulabilir.
Siri'nin temsil ettiği yakın alan konuşma tanıma, 60 yıldan fazla bir süredir geliştirildi, özellikle 2009'dan sonra derin öğrenme yardımıyla önemli ölçüde iyileştirildi, ancak Zuckerberg'in dediği gibi, gerçek ürün çıktığında, kullanıcıların Gerçekten ihtiyaç duyulan şey, Echo'nun savunduğuna benzer bir uzak alan konuşma tanımadır.
Açıkçası, bu yepyeni bir teknik alandır, çünkü alma mesafesinin genişlemesi sorunu sadece ses sinyalinin zayıflaması değil, aynı zamanda karmaşık gerçek ortam ve karmaşık kullanıcı alışkanlıklarıdır.
Yakın alan konuşma tanıma gereksinimleri düşük gürültülü, yankısız ve ses kaynağına yakın olmalıdır.Örneğin, kullanıcıların yakın alan konuşma tanıma gereksinimlerini karşılayan ses sinyalleri elde etmek için her zaman bir cep telefonuyla konuşması gerekir. Aynı zamanda, kullanıcıların standart telaffuzu karşılaması gerekir Tanınma oranı% 95'in üzerine çıkabilir.
Bununla birlikte, ses kaynağı uzaktaysa ve gerçek ortamda çok fazla gürültü, çok yollu yansıma ve yankılanma varsa, alınan sinyalin kalitesi düşecek ve bu da konuşma tanıma oranını ciddi şekilde etkileyecektir. Benzer şekilde, karmaşık bir uzak alan ortamındaki insan performansımız çiftler halinde fısıldamak kadar iyi değildir.
Genellikle yakın alan konuşma tanıma motoru uzak alan ortamındadır, mikrofon dizisi teknolojisinin uyarlanması gibi akustik işleme için destek yoksa, gerçek sahne tanıma oranı aslında% 60'ın altındadır. Dahası, gerçek sahneler her zaman birden fazla ses kaynağına ve üst üste çevresel gürültüye sahip olduğundan, örneğin, genellikle çevredeki gürültünün karıştığı ve aynı anda birden fazla kişinin konuştuğu sahneler vardır, bu da konuşma tanımayı daha zor hale getirir. Mevcut konuşma tanıma motoru tek kişi tanıma modu olduğundan, aynı anda çok kişili tanıma sorununu çözemez.
Mikrofon dizisi şu anda yukarıda bahsedilen sorunları çözmenin ana yoludur, ancak mikrofon dizisinin de birçok eksikliği vardır; bunlardan biri, mikrofonlar ve çip cihazları içeren donanım için daha yüksek gereksinimlerdir. Bu nedenle mikrofon dizisinin mikrofonunun nasıl seçileceği de oldukça titiz bir çalışmadır. Peki, akıllı ses etkileşimi için bir mikrofon nasıl seçilir?
Her şeyden önce modeli seçmeden önce ürün satışları, ürün ömrü, ürün sahnesi gibi net bir ürün tanımına sahip olmamız gerekir. Bu çok önemlidir. Performans göstergeleri tamamen aynı olsa bile, mikrofon tedarikçisinin maliyeti, üretim süreci, tedarik kapasitesi gibi faktörleri göz önünde bulundurmak gerekir çünkü sensör bileşen üreticisi hala bir üretim süreci problemidir.Örneğin birçok yerli mikrofon üreticisi aslında doğrudan yabancı ülkelerden alım yapmaktadır. Infineonun MEMS mikrofon çözümü doğrudan paketlenmiştir ve teknik araştırma ve geliştirme yeteneklerine sahip değildir. Üretim süreci ve üretim ölçeği birçok yerli üretici arasındaki temel farklardır.
İkinci olarak, seçim, hassasiyet, yönlülük, frekans tepkisi, empedans, dinamik aralık, sinyal-gürültü oranı, maksimum ses basıncı seviyesi (veya AOP, akustik aşırı yük noktası) ve tutarlılık dahil olmak üzere mikrofonun performans göstergelerini değerlendirmeye odaklanmalıdır. Bunların arasında yönlülük, sinyal-gürültü oranı, AOP ve tutarlılık mikrofon dizileri için en önemli göstergelerdir.
Genel olarak konuşursak, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi birkaç yönlendirme türü vardır ve büyük üreticiler arasında önemli bir fark yoktur.
Üç Lou's, Goertek ve AAC devi için sinyal-gürültü oranı (SNR) ve AOP çok farklı değildir.Örneğin, SNR temelde 65dB'nin üzerindedir ve AOP de 120dB'den fazladır. Bu parametrenin üzerindeki mikrofon kalitesi Şu anda nispeten güvenilir ve olgundur ve aynı zamanda birinci sınıf üreticilerin ana tedarik modelidir.
Tutarlılık, mikrofon dizileri için özel dikkat gerektiren bir göstergedir, çünkü MEMS mikrofonlarının kaynaklanması gerekir, bu da kaynak makinesi üreticilerine çok katı gereksinimler getiremez.Mikrofon, kaynak sonrası belirli bir performansı garanti edip edemeyebilir, bu mikrofon üreticileri içindir Büyük bir test. Bu nedenle, mikrofon üreticilerinin sağladığı teknik göstergelere ve taahhütlere güvenmeyin, fabrikalarını, üretim atölyelerini ve yönetimlerini onaylamanız ve denetlemeniz gerekir.
Nihai seçim aslında mikrofonun kalitesini, yani verim oranını örneklemelidir. Sonic Technology deneyiminden, seri üretim, bazen parti farklı olduğunda, özellikle bazı küçük ve orta mikrofon tedarikçileri için mikrofonlarda büyük bir farkla sonuçlanır. Daha zahmetli olan ise, MEMS'in değiştirme maliyetinin de çok yüksek olmasıdır.Yama lehimlendikten sonra, bir sorun varsa, çoğu zaman mikrofon yığınlarının hurdaya çıkarılmasına yol açacaktır. Tabii ki bu sadece miktar büyük olduğunda dikkate alınmalıdır, miktar küçük olduğunda bu konu çok kritik değildir.
MEMS son derece rekabetçidir, yükselen piyasalardan kim sorumlu?
Ama MEMS pazar rekabetinin aslında çok şiddetli olduğunu söylemeliyim, daha önce de belirtildiği gibi Lou's, Goertek, AAC, STM ve Invense gibi devler bu pazarda doğdu ve pazarın% 80'inden fazlasını işgal ediyorlar. Pazar yavaş yavaş cep telefonlarından ve tabletlerden IOT cihazlara geçse de, mevcut borsa hala cep telefonları ve tabletler ve IOT miktarı çok büyük değil. Yani bu iki problem yaratır.
1. Bu pazar gelecekte devler tarafından tekelleştirilecek mi yoksa devler gerileyecek mi?
Ortaya çıkan sesli etkileşim pazarı, mikrofon cihazları için güçlü bir talep olsa da, bu senaryo değişikliği devler için pazar değişikliklerine yol açacak mı? Geleceği söylemek gerçekten zor, referans için sadece birkaç düşünce verilebilir:
Birincisi, sesli etkileşim pazarındaki güçlü talep mikrofonun bileşenleri değil mikrofon dizisidir, çünkü mikrofon üreticileri için daha fazla müşteri eklemenin yanı sıra, müşterileri önemli ölçüde değişmemiştir ve daha yüksek teknolojiye gerek yoktur. Bu açıdan bakıldığında, mevcut MEMS piyasa yapısındaki değişikliklerin nedenleri yeterli değildir.
İkincisi, teknik bir bakış açısıyla, tüm teknoloji üreticilerinin, düşük güç tüketimi, yüksek entegrasyon ve vektörleştirilmiş mikrofonlar gibi teknoloji yükseltme yinelemelerine dikkat etmesi gerekir. Bu birinci kademe üreticiler, teknoloji kesintiye uğradığında teknolojinin ilerlemesini takip etmezlerse Bir süre sonra değiştirilmesi muhtemeldir ve elektret mikrofonları tedarikçisinin kısa vadede bu ciddi sorunla karşılaşması muhtemeldir. Elbette bazı şirketler, özellikle bazı üreticiler mikrofon teknolojisi ve pazar zorlukları ile karşılaştıklarında geri çekilip dönüşmeyi seçtiklerinde her zaman tuhaf bir durumda olacaklar.Dönüşüm genellikle, sensör üreticileri için büyük bir zorluk olan kariyer değişikliğiyle sonuçlanıyor.
2. Bu pazarda herhangi bir girişimcilik fırsatı var mı?
Fırsat eşitliği perspektifinden bakıldığında, herhangi bir sektörde pek çok girişimcilik fırsatı vardır ve özünde bunların nasıl kavranacağı ve kullanılacağı yatmaktadır. Bu, çip endüstrisine biraz benzer. Mikrofon endüstrisinin doğası, ekipman ve üretim hatlarının ölçek yatırımı dahil, varlık ağırlıklı bir model olması gerektiğini belirler.Ayrıca, maliyet kontrolü, üretim hattı yönetimi ve işleme teknikleri de temel unsurlarıdır. Aslında her teknoloji çok büyük bir yatırımdır.
Buna ek olarak, ideal üreticiler teknoloji odaklı rotaya bağlı kalmalıdır. Örneğin, AAC Technology ve Goertek başlangıçta Infineonun MEMS ve ASIC yongalarını satın alıp, paketleyip müşterilere test etti. Bu kadar uzun bir teknoloji birikiminden sonra, Satın almayı kullanarak, iki şirket kademeli olarak MEMS mikrofon teknolojisine hakim oldu. Öyleyse diğer üreticiler için bu yol kopyalanıp aşılabilir mi, yoksa basitçe dönüştürülebilir mi? Bu çok sancılı bir süreç.
özet
MEMS mikrofonları için pazar alanı kaçınılmaz olarak gelecekte daha büyük olacak ve teknik gereksinimleri de giderek daha yüksek hale gelecektir.Zaten var olan devlerle, yeni başlayan girişimlerin pastayı kırma veya paylaşma fırsatını nasıl yakalayabilecekleri acı bir testtir. Baskıya dayanmak ve rekabetle yüzleşmek ya da küçülmek ve diğer pazarlara dönüşmek olsun, bu genellikle tüm girişimcilerin karşılaştığı gerçekçi bir sorudur.
