一文读懂智能音箱

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  最开始功能以播放音乐和语音助手为主，随市场竞争愈发激烈，应用场景不断增加。

  从最初的语音助手增强人机交互性，到现在的智能音箱与其他智能家居互联提升使用者真实的体验，因AI语音控制成为智能家居设备控制中心入口的潜力。

  智能音箱里有主控芯片、内存芯片、音频芯片、信号链芯片、驱动芯片、通信芯片、电源管理芯片、传感器等，选型和CostDown都由工程师完成。拍明芯城是快速撮合的元器件交易买卖平台，聚焦服务长尾市场的中小微电子企业，支持每一家芯片原厂或分销商，帮助每一颗芯片的Design In、Design Win和流通买卖更高效，助力着工程师的技术选型及创新。

  智能音箱将声学设计、无线技术、语音识别、远场拾音、语义分析等众多技术融合在一起，相较于普通蓝牙音箱，无论在硬件或软件系统上都采用了更先进的技术作为支撑。

  智能音箱 产品快速地发展的背后所带来的绝不仅仅是家电设备市场本身的空间，更重要的则是由智能语音揭示了智能家居和物联网产业级变革与商业新生态的可能性。

  自2014年11月亚马逊首发智能音箱Echo引爆需求后，海外谷歌、苹果先后推出智能音箱产品。

  谷歌在2016年5月推出GoogleHome，2017年苹果推出HomePod，阿里巴巴、小米、华为、微软等也相继推出智能音箱。

  相较于已全面普及的智能手机，智能音箱的产业布局当前仍处于初期阶段，入口替代仍需产业技术的广度及深度发展。

  市调机构Strategy Analytics最新发布的研究报告显示，2021年第二季度智能音箱和智能屏幕的全球销量达3950万台，同比增长34.8%。其中，智能屏幕的销量同比飙升45%，达到1160万台，而基础智能音箱（没有屏幕）的销量同比增长31%。

  Strategy Analytics指出，前五名与其他厂商之间的差距正在扩大，这是由于这一些企业主导了入门级（50美元至99美元）和超低级（49美元或以下）的价格段，而苹果的飙升得益于其HomePod mini。 单独看智能屏幕市场，百度占据了38%的市场占有率，而亚马逊的份额为26%；百度的小度在家X8成为全世界最畅销的智能屏幕，领先百度的小度在家 1c和亚马逊的Echo Show 5。 另外，Strategy Analytics预计随市场恢复常态，消费市场恢复活力，2021年剩余时间内智能音箱市场将实现强劲增长。

  Omdia最新报告数据显示，2020年全球智能音箱市场出货量达1.54亿，同比增长58%。 其中，北美地区的智能音箱出货量同比增长了71%，达到7290万台，这是自2017年以来该市场的最高增长率。亚洲市场也实现了显著的增长，同比增长率达到48%，出货量达到6400万台。 智能音箱的出售的收益在2020年达到了113亿美元，并预计将在2021年达到147亿美元。

  据eMarketer统计，中国智能音箱普及率仅10%，相较同期各发达国家普及率仍有明显差距，其中行业引领的美国更是高达26%，中国潜在用户群体高达2.24亿，市场空间仍较广阔。

  智能家居全新入口智能音箱出货量增长迅速，未来产业链上业将迎来新的成长空间。

  智能音箱产业链较长，从上游往终端分别是：元器件供应商（包括主控芯片厂、声学零组件MEMS麦克风和扬声器）、语音识别、OEM组装厂和终端品牌。

  核心技术主要有四个方面，硬件层面的芯片技术和麦克风阵列技术（语音识别的硬件支持），以及软件层面的语音识别技术和语义理解技术。

  芯片厂商主要为智能音箱提供主控芯片、内存芯片、处理器芯片、音频芯片、通信芯片、电源系统管理芯片等，其中主控芯片作为主板的核心组成部分，优质的主控芯片可有效提升智能音箱音质，发挥音效设备及麦克风的最佳性能。

  智能音箱芯片市场的主要参与者包括联发科、高通、英特尔、苹果、晶晨、瑞芯微、全志科技、北京君正、海思、紫光展锐和Rokid等。

  市调机构Strategy Analytics的研究报告显示， 2020年1.51亿智能音箱和智能屏中，有近50%都在使用联发科的应用处理器。联发科才是当之无愧的第一名。像阿里、亚马逊、百度、小米等都在使用联发科的芯片。

  从数据来看，苹果、高通的份额相对而言是比较落后的，特别是高通，在手机芯片领域是霸主，在智能音箱领域，只能排在第6名。

  在音频产品中，MEMS麦克风大多数都用在语音通话、AI语音助手、降噪等功能。 MEMS麦克风是基于MEMS（Micro-Electro Mechanical System，微机电系统）技术制造的麦克风，MEMS是将传统机械系统的部件进行微型化后，通过半导体加工技术，将其固定在晶圆上，制成相应的元器件。

  MEMS麦克风一般是由MEMS微电容传感器、微集成转换电路、声腔、RF抗干扰电路这几个部分所组成的。MEMS微电容极头包括接收声音的硅振膜和硅背极，硅振膜可以直接接收到音频信号，经过MEMS微电容传感器传输给微集成电路，微集成电路把高阻的音频电信号转换并放大成低阻的电信号，同时经RF抗噪电路滤波，输出与前置电路匹配的电信号，就完成了声电转换。通过对电信号的读取，以此来实现对声音的识别。

  麦克风阵列技术用于语音信号处理，对接收声波进行过滤，起到抑制噪声、消除回声、去混响等作用。国内常见的MEMS麦克风产业链厂商有以下8家：

  根据麦姆斯咨询统计，MEMS麦克风出货量前三位为楼氏、歌尔股份、瑞声科技。

  楼氏电子市场占有率达36%，歌尔股份、瑞声科技、共达电声、敏芯股份市场规模分别达到31%/10%/4%/3%，合计占据48%。

  消费级MEMS麦克风整体市场规模有望从2019年的17亿美元增长至2023年的接近21亿美元，CAGR超过5%。

  据ReportLinker预计，到2024年，全球智能语音市场规模将达到215亿美元。 语音技术主要为语音识别、语音合成及自然语言理解技术，其中语音识别为智能音箱的基础，语音识别技术的高低决定智能音箱识别语音的准确性，直接影响用户体验。

  语音识别是智能语音的前端技术，在语音识别领域，通过高性能麦克风阵列和神经网络算法能轻松实现高精度识别。语音识别技术(ASR Automatic SpeechRecognition)，让智能设备听懂人类的语音。语音识别的工作流程，可大致分为三大步骤：前端语音处理、模型训练、后端识别处理。

  算法模型主流是GMM+HMM，或者模型匹配(语音标签)的。而且，由于芯片配置简单，不具备降噪等功能，识别距离在2~5m，识别率通常在90%左右。词条数5~10条。

  每家的芯片有基本的ASR功能，但各自都有性能短板：不带主控、不带存储、语音指令和算法外挂、OTP固定词条、性能低端、接口单一等等，这些短板，都是为降低成本，在低端市场需要有成本优势。

  互联网公司推出的语音识别芯片，纷纷专注于用上高配置的DSP（功耗自然不低），而且拥有丰富的外设接口，芯片能轻松实现离在线一体化的功能。主要技术特点侧重于后端识别算法，但前端信号解决能力也不弱。

  互联网型还有个广为人知的特点，以低价杀穿市场，快速获取用户增长。这个我们看在近年来互联网行业大规模烧钱竞争即可知。只是我自己觉得，所谓的互联网思维对需要长周期精耕细作的芯片行业来说，是否利大于弊还是搞乱一锅粥大家都挨饿？

  纯芯片型大部分属于初创新公司，拥有完整得芯片设计到算法开发的能力，相比于传统型，纯芯片型算法技术更优；相比于互联网型，纯芯片型更专注芯片硬件技术。

  芯片语音处理核心，多为专用的NPU。同等资源下，NPU算力和能耗比远高于通用DSP。而且该类芯片多具有强大的前端信号解决能力，能实际做到降噪\原唱识别等功能。加上一直在优化的声学算法模型和语料定制，识别率通常在95%以上。

  根据国家工业信息安全发展研究中心、工信部电子知识产权中心发布的《2020人工智能中国专利技术分析报告》多个方面数据显示，截至2020年10月，百度AI技术专利申请量及授权量均在中国位居首位，分别为9364项和2682项，授权占比达到28.64%。

  而在AI技术中，语音识别技术又是智能音箱最核心的技术。百度在智能语音领域的专利申请量和授权数量同样均位居榜首，在智能语音专利申请前十排行榜中百度独占鳌头，智能语音专利申请数量达到1135项，同比增长21.65%，具有非常明显优势;百度智能语音专利授权量为330项，授权占比为29.07%。

  百度在AI技术上的比较优势为小度智能音箱在语音识别和图谱识别等方面创造了巨大的竞争力。然而，AI技术仅是小度领先的重要原因之一，与同样布局智能音箱领域且具有较高人工智能技术水平的腾讯和华为相比，百度还在内容场景和生态链接上具备优势。

  麦克风阵列拾音器、ADC技术下的语音识别，使机器听觉得到长足优化，而2011年后微软提出的基于上下文相关深度神经网络和隐马尔科夫模型，则使智能语音算法得到长足优化，伴随具体的多种识别、检测、处理算法优化，直接推动了智能音箱产品的落地。

  语音识别作为AI产业中非常非常重要的一个组成部分，担任着人机交互应用时的输入和输出接口，也相应地受到产业风口的影响，受到一众投资机构的追捧。

  2017-2021年2月，参与到语音识别行业的投资事件达143件，投资金额达170.77亿人民币。

  从数据能够准确的看出，语音识别相关公司在2018年获得的投资额及投资事件数达到一次爆发，分别达到62.3亿人民币、55次投资。随后在2019年至2020年，投资活动相对平稳。

  随着人工智能技术的发展，以语音为载体的智能设备作为智能家居入口成为可能，智能音箱进入大众视野。发展初期，智能音箱并非刚性需求，以阿里、百度、小米、京东等为代表的互联网厂商为快速抢占智能音箱市场及其背后庞大的智能家居生态，采取了最直接的价格战来圈用户。

  低单价有效的刺激了消费者的尝鲜欲和购买欲。2017年双11大促期间，99元的天猫精灵X1为市场带来了超100万台的销量。低单价对智能音箱市场规模的催化作用也是极其明显的。整体市场从2017年的170万台迅速增加到2019年的3664万台，普及率则从2017年的4%升至2019年的13%。低单价还迅速奠定了品牌格局，在对市场进行了价格战推平之后，2018年下半年开始，中国智能音箱市场进入ABM三足鼎立的时代。

  随着品牌格局的确立和智能音箱产业链的成熟，主流厂商逐渐回归理性，开始告别补贴大战，至少在硬件上不赔钱。尽管低价产品仍然占了重要地位，但更多地通过把控硬件综合成本的方式实现。

  从2020年开始，中国智能音箱市场在经历野蛮生长之后，开始迅速陷入低迷，当年销售3785万台，增速从122%下降到3%。2021年上半年，中国智能音箱市场销量为1936万台，增幅为2.2%。

  洛图科技（RUNTO）IoT资深分析师刘定坤分析认为，低迷的原因主要在于，除企业回归理性经营、尝鲜市场饱和之外，产品本身也开始逐渐暴漏多方面的问题。一、低端智能音箱的使用体验远不尽如人意，尤其在“智能”和“音箱”两个方面，其它因素包括内容同质化匮乏、数据安全等也劝退了下一波消费者。二、入口和中心地位受到挑战，不是同一品牌阵营的家居设备没办法实现相互连通；智能手机、智慧屏以及智能中控新兴设备具备了更强的替代作用；智能家居“去中心化”的概念亦开始流行，通过智能中枢在云端进行统一管理，成为另一解决方案。三、智能音箱作为语音交互的单品硬件载体开始被认为不是必要，智能家电设备自行具备语音交互模块成为趋势。

  头部厂商的竞争策略从市场扩张开始向结构调整进行转变，高端布局既能满足消费升级和差异化的需求痛点，也成为企业盈利的重要方式。2021年上半年，中国智能音箱市场销额为52.7亿元，同比增长30.2%，远高于销量2.2%的增速，给予了明显印证。

  在高端化的方向上，厂商采取了不同的策略。一个方向是围绕无屏音箱，通过提升音质实现升级，如与帝瓦雷合作的华为、对音质要求比较高的Apple及专业出身的哈曼卡顿等传统音箱品牌，还有刚刚发布新品的小米。另一个方向是围绕屏幕音箱，通过加大尺寸、拓展场景实现溢价，如百度和天猫精灵均推出了10英寸的大屏音箱；百度、天猫精灵和华为推出了专对于教育市场定制的屏幕音箱，价格已突破千元。

  高端化布局已初具成效。根据洛图科技（RUNTO）线年上半年，中国智能音箱市场600元以上价格段份额达到8.1%，较去年同期增长7.0个百分点；1000元以上价格段份额达到2.4%，较去年同期增长1.9个百分点。而200元以下价格段份额下降了7.4个百分点。

  产品结构向上升级的趋势将继续深化，400元以上的价格段份额或达到去年的2倍；600元以上的价格段份额或达到去年的5倍，逼近10%。

  2021年8月中国智能音箱市场销量为273万台，同比增长12.3%，环比增长17.1%；市场销额为7.9亿元，同比增长46.3%，环比增长25.0%。重点品牌密集发布新品并开始上量，市场规模有所回升；同时随着品牌加快中高端产品布局，销额增长幅度明显高于销量。

  新品呈现出高端化的特点，半数产品定价1000元以上，2000元以上的产品达到3款。

  百度旗下添添补充一款8寸屏幕音箱——添添智能屏T8，支持 K歌、看视频、点外卖、在线支付等功能，同时内置电池，定价1000元以上，主打中高端市场，8月在1000元以上市场中排名升至第三位。

  天猫精灵继续完善屏幕音箱产品布局，推出一款5.45寸的CC6，支持特殊语音闹钟、视频通话、多模态操控、声纹支付、白噪音入眠等功能，至此天猫精灵在屏幕音箱上实现了从4寸到10寸以上不一样的规格的产品布局。

  小米推出两款无屏产品，小爱音箱Play增强版在上个版本的基础上增加了数字显示屏、蓝牙MESH网关和红外阵列；小米Sound主打小巧身材和高音质，支持UWB一指连技术，两款产品凭借较高的性价比，8月在新品中位列前两位。

  华为推出的新一代Sound X和专供教育市场的小精灵学习智慧屏，价格均在2000元以上。其中Sound X 2021快速上量， 8月在1000元以上市场中位列第二位。

  ，销量占比较上月会降低；得益于完善的产品布局，天猫精灵排名升至第二位，份额较上月大幅度增长8.8个百分点；由于在屏幕音箱市场进展缓慢，小米降至第三位，份额较上月下降7.0个百分点。从产品看，8寸产品在屏幕音箱市场中的份额达到31.2%，较去年同期微增0.6个百分点，较上月下降8.3个百分点；

  ，较去年同期增长19.1个百分点，较上月增长7.0个百分点。在新品发力和99大促活动的带动下，9月智能音箱市场有望继续保持增长。洛图科技（RUNTO）预测，2021年三季度，中国智能音箱市场规模将逼近800万台。