谢邀,我司研究员从别的一个角度,来对苹果AirPods Pro做了纷歧样的解读,如下:
《硬核解读!从工业的角度来读懂AirPods Pro》导 读
时间进入到2019年,TWS蓝牙耳机市场持续炽热,按照市场查询拜访机构IDC的数据显示,2019年可穿戴设备市场全球出货量有望打破2.229亿台,若根据7.9%的复合年增长率来计算,2023年市场规模将增加至3.023亿台,增长的次要驱动力就是智妙手表和耳塞式设备,在2023年的市场占比份额将超越70%。而那一切的发作,苹果的AirPods功不成没!
01
AirPods Pro概览
2019年10月29日凌晨,苹果静暗暗的发布了自家第3代实无线耳机AirPods Pro,一款带有主动降噪功用的 AirPods。那款目前全球存眷的实无线耳机接纳入耳式设想,耳机本体及充电盒非常玲珑,具有主动降噪、情况音加强等音频手艺,同时撑持无线充、快速充电等功用。
第二天,苹果公布了2019财年第四时度财报,数据显示,包罗可穿戴、家居、配件产物在内的营业,营收达65.2亿美圆,占总体营收10%,那此中AirPods家族耳机居功至伟。
▲小米披露的2019Q1财报
营收10%什么概念?约合人民币458亿人民币,该季度Mac电脑的营收占比是11%、iPad营收占比为7%,也就是说,苹果的可穿戴、家居、配件那块营业体量已经超越iPad,很快要超越苹果40多年前兴办之初就有的Mac电脑营业营收,而此营业版块的主力产物是Apple Watch和AirPods家族蓝牙耳机。按照公开动静,那块营业的营收,就相当于小米全系2019Q1的财报(人民币438亿元)营收。
▲图:AirPods出货量
数途是一家工业互联网公司,差别于其他消费电子类媒体,我们将站在工业的角度,帮忙读者读懂当下大热的降噪耳机 - 苹果AirPods Pro。
02
AirPods Pro财产链
由哪几家OEM代工场消费
目前苹果AirPods组拆厂,从本来台系英业达旗下的英华达独家,英业达为AirPods的以前的主力代工场,从第一代产物做到第三代,目前则是与立讯配合接单。到如今,已经演酿成三大组拆厂,除了原先的英华达之外,还多了国内的立讯细密及歌尔股份。
截至2019年第二季度,AirPods在无线耳机全球市场出货量中的比重到达53%;现实上,那一点从财产链厂商的一些动态也可以侧面印证。立讯细密和歌尔股份就是苹果Airpods产物线的两大ODM供给商。据业内人士透露,ODM在AirPods产物总成本中所占比重将近40%,约600元。
关于代工场的详细介绍
立讯细密
细密造造龙头,陪伴大客户生长而强大。公司于2004年成立,次要消费运营毗连线、毗连器、射频天线、声学、无线充电、马达、蓝牙耳机等零组件、模组与配件类产物,产物普遍应用于消费电子、电脑及周边、通信、汽车及医疗等范畴。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%,获得了令人注目的生长。
▲上图为库克去立讯细密参不雅时看airpods消费线
公司是Airpods 核心OEM供给商。公司2017年起头为Airpods供给代工营业,2018年成为其更大OEM供给商,陪伴着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财产链核心OEM/ODM 供给商。公司安身于声学器件,目前已经是全球更大的麦克风+扬声器供给商。同时逐渐涉足整机消费,以其深挚的细密零组件根底为客户供给ODM/JDM办事,按产物类别分为智能声学整机、智能硬件(包罗VR/AR设备)。
▲图源:中泰证券研究所
关于苹果耳机订单的比例,则众口一词。据领会,立讯是接纳全新外不雅设想的AirPods的次要组拆厂商,目前立讯是AirPods的更大组拆厂商(订单比重约50–60%),将来或将更进一步。歌尔为另一款“外不雅设想与如今AirPods不异”的新AirPods的次要组拆厂商。歌尔目前AirPods订单比重约20–30%,郭明池估计在新AirPods量产后,歌尔订单有望提拔到30–40%。
趁便一提,歌尔股份因为最早提早规划越南并闪现效果,意料将是苹果AirPods产能转移越南的更大赢家,而立讯细密也正加速规划越南的脚步,将来也能削弱输美关税的负面影响。
03立异的SiP(System-in-Package)封拆工艺
苹果很早就接纳SiP工艺,包罗手机和AirPods。SiP其实是基于SoC开展出来的封拆手艺,但相关于SoC,它的晋级迭代愈加灵敏,合适轻小型电子产物的快速落地消费。SiP通过芯片与芯片,或芯片与器件模组的组拆,构成一个完好的封拆体,就像它的名字一样,是一个“Package”。
图源:天风证券研究所
若何理解SiP呢?我们能够把它理解为“立体泊车场”。每一个芯片和功用模组都能够理解为一辆车,若何在确定的面积上停放更多车辆,那3D构造此时必然会优于2D平面。
SiP工艺在占用面积稳定的前提下,将更多的芯片和模组有机连系,构成一个“打包处理计划”,供给更强的性能和愈加丰硕的功用。交通不再只要“汽车”,还会有“地铁”和“飞机”。
通过 X 射线能看到耳机内部的复杂水平,苹果称其为 SiP 封拆设想
通过SiP封拆工艺,AirPods Pro能够将核心系统的体积大幅缩小,芯片集成,更短的开发周期短;功用更多;功耗更低,性能更优良、成本价格更低,体积更小,量量更轻等长处
图源:SIP封拆的优势 天风证券研究所
封拆构造能够削减芯片和模组的外露,进步机械强度和耐侵蚀性;比拟SoC封拆,SiP的验证也相对简单,因为每个芯片和模组是独立已验证完的,只需要查抄它们之间的毗连即可,大大降低了工业量产成本。
▲SiP封拆工艺概念图,图片来源:半导体行业察看空间操纵效率高无疑是更大特点,也是玲珑的耳机接纳SiP的次要原因,在单一封拆体内,能够实现更多功用芯片和模组的有机连系。
此外,AirPods Pro 基于 SiP 封拆设想打造,各个组件都跟着人耳的外形停止排布,以尽可能加强温馨度、贴合度及不变性。
04苹果AirPods Pro带动强劲纽扣锂电池需求量发作
据出名网站iFixit的拆解,AirPods Pro 接纳了纽扣电池,电池通过焊接和线缆毗连,那意味着即便能拆下电池,改换起来也十分费事。
那颗纽扣电池和三星 Galaxy Buds 的电池规格十分类似,同为 3.7V,德国造造,只是型号略有差别,三星的是 CP1254,AirPods Pro 则是 CP1154,可能来自于统一家电池造造商。
数途特为读者做了梳理,以下是关于目前国内支流的纽扣型锂电池的出名企业。篇幅所限,公家号后台回复“电池”,查看更多。
摆布滑动查看更多据拆解,AirPods Pro耳机内置的电池规格为 CP1154 A3H0C(曲径11mm,厚度5.4mm),3.7V,0.16Wh,德国造造。那个规格的电池酷似纽扣,因而也叫纽扣型锂电池。那个封拆类型的电池有多品种型,此中锂离子质料的才气轮回充电。得益于玲珑的体积,高效的操纵了耳机内部有限的空间,而且便利正负极焊接,得到浩瀚品牌的接纳。
05 主副蓝牙耳机毗连计划 及自研的W1和H1芯片
行业内,主副耳毗连手艺,依赖先有成熟的蓝牙手艺,将主耳机音频信号传输给副耳机。那种体例长处是手艺成熟、传输速度较高,缺点是容易被干扰,并且较为耗电。有部门TWS耳机接纳那一计划,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。维持一对二的蓝牙毗连,使得双耳同步领受音频信息。即iPhone发射一个信号之后,两只耳机能够同时领受,两只耳机之间通过私有协议同步信息,如许包管低延时与信号实时切确同步。
同时苹果在此计划途径上修建了难以超越的专利壁垒,其他厂商很难做出类似的计划。下图是苹果编号US8768252B2的专利文件,极有可能是Airpods的传输计划。专利中103 和105能够视为是摆布两枚 AirPods 耳机,而底下的101则是与之相连的主设备自己。
当下,非苹果厂商通过各类手段来实现双耳配合领受。高通推出True Wireless Stereo Plus 处理计划,它能够让手机零丁和每一只耳机相连,做到类似苹果的效果,同时传输至双耳,也没有两边耗电纷歧致的问题。那种计划除了耳机接纳高通芯片(QCC系列),还需要智妙手机处置器为S845平台及部门6、7系平台。
国产厂商恒玄则接纳LBRT低频转发手艺,接纳低频次的频段(10-15MHz)联通主副耳机,相关于传统蓝牙2.4GHz频段毗连主副耳机更不变,同时降低外界2.4GHz频段如WiFi信号对蓝牙耳机的干扰。
至于芯片方面,AirPods Pro本次也接纳了H1芯片,它撑持蓝牙5 Class1尺度,芯全面积为12mm2,,其性能与苹果iPhone4 的苹果A4 SoC附近,因而AirPods 2自己能够施行大量使命,从而削减延迟并进步毗连性能。
每只AirPods耳机相当于一台iPhone 4的性能程度,接通德律风速度是本来1.5倍,游戏音频降低30%,而续航也有明显前进。而额外的语音识别加速感应器与接纳波束成形手艺的麦克风协做,可过滤掉外界噪音,锁定用户的声音。
05一副耳机塞下6个麦克风苹果冷艳神操做
据iFixit的拆解,我们惊讶的发现,每个耳机竟然史无前例的塞进了3个麦克风。
▲X光下的Airpods Pro,图源来自iFixit
上图是Airpods Pro的X光照片,在红圈处就是三颗麦克风所在的位置。别离位于耳机机身的底部、中部以及耳机内部。
而耳机被暴力拆解后能够愈加明晰的看到麦克风(红框处)的黄铜外壳
▲耳机被暴力拆卸后看到的3号麦克风实物图
颠末进一步拆解和比照,发现1号与2号麦克风信号不异,为234-936-GWM1。而三号麦克风信号略有区别。
▲耳机内硅麦,接纳234 939 GWM1 MEMS统一型号
Airpods Pro用的麦克风的长宽高约为3*2*0.98毫米,不敷米粒大小。那种麦克风的专业名称为MEMS麦克风。
MEMS, 原文全称Micro-Electro-Mechanical System,中文全称微机电系统。MEMS传感器接纳半导体手艺停止加工,加工精度能够控造到微米以至纳米级别。比拟传统麦克风,MEMS麦克风具备尺寸小、功耗低、性能优、一致性高、成本低的长处。因为那一系列长处,目前市场上的大部门消费电子产物,包罗手机、智能音箱、智能穿戴、TWS耳机、VR、AR等都在普遍利用MEMS麦克风,以致于现在业界把MEMS麦克风描述为电子产物的“听觉细胞”。“听觉细胞”的数量和量量,间接关系到电子消费产物的品量与最末体验。
▲MEMS麦克风3D构造图
MEMS麦克风由三部门构成,第一部门是MEMS声音传感器(上左图中的右边部门),第二部门是ASIC芯片(上左图中的右边部门),第三部门是金属外壳。底部PCB板上有信号端子(上右图黄色方块部门)和接地端子(上右图黄色圆圈部门)。按照信号处置体例的差别,差别信号MEMS麦克风的信号端子数量差别,常见的为2~4个。(Airpods Pro的麦克风有4个信号端子)
▲MEMS传感器右视图横截面示企图,来自omron
做为耳麦(耳机+麦克风)来说,每个耳麦放一个麦克风不就够了吗?为什么要放三个?
那个问题要从苹果逃求极致的设想思绪说起。
3号麦克风,也就是整体底部的那一颗麦克风,功用是领受语音。那个麦克风必不成少,TWS(True Wireless Stereo,实无线立体声)耳机中城市有那个麦克风。
而2号麦克风,用于领受外部噪音信号。
▲2号麦克风,用于领受外部噪音信号,来自Apple
耳机中的处置器会识别2号麦克风领受到的噪音,并生成一个与噪音幅度不异、相位相反的声音信号(上图中右侧绿色部门),能够理解为噪声的一个镜像。当噪声与那个噪声镜像叠加后,两者就互相被抵消了,从而实现了所谓的“主动降噪”功用。
一般来说,关于主动降噪耳机,有那个麦克风就足够用了。但是苹果其实不满足于此。
苹果发现,噪声不只会来自外部,还会来自“内部”,也就是耳塞与耳道之间。因为人体无论是静行仍是运动形态,耳塞与耳道城市产生持续的摩擦,从而产生噪声并影响到音量体验。那部门噪声若何去除呢?苹果想到,既然能够用2号麦克风“拾取”外部噪声,那么耳塞内部一样也放一个麦克风,用于侦测耳塞内部的噪声,并利用同样的“主动降噪”手艺,将那一部门噪声也停止抵消。
如许,3号麦克风用于领受语音等有用信号,2号麦克风用于侦测耳机外部的噪声信号,1号麦克风用于侦测耳塞内部的噪声信号,从而最末构成了内置3颗麦克风的Airpods Pro。
截行目前,在业界对Airpods Pro拆解中,发现麦克风均来自歌尔股份。歌尔股份是一家2001年成立的中国公司,2008年A股上市。
在MEMS麦克风范畴,在2011年之前几乎被一家公司所垄断,那家公司就是美国的楼氏(Knowles)。其时,在MEMS市场,楼氏一家就占了83%以上的份额,而其他公司,只能被楼氏按在地上频频摩擦。
但从2011年起头,一些中国“小公司”的起头兴起。一家是歌尔,别的一家是瑞声。跟着那些中国公司的不竭勤奋,美国楼氏的份额被不竭蚕食。
出格是歌尔股份,在2019年,一举超越美国楼氏,成为全球份额第一的MEMS麦克风厂家。
市场上,大部门高端电子产物,城市接纳那三家的电声元器件。苹果目前利用的比力多的是歌尔的麦克风,楼氏和瑞声用的相对少。
06小结
所谓的黑科技,就是厂商倾尽十几年的手艺和财产前进的积累,让很小的一个工具,以最天然的体例,陪同着我们。
正如已经分开苹果的乔纳森·伊夫所言:
用户固然不会看到产物的内在,但是他们能在日常利用中,感触感染到产物的改动。
参考文献:
AirPods Pro是哪几家OEM代工场消费的?TWS耳机财产链介绍-集微网
AirPods Pro 到底「Pro」在哪里? -CSDN
一文看懂 | 一副耳机塞下6个麦克风,苹果是怎么做到的-黑毛警长
超越摩尔定律的芯片黑科技!巨头纷繁入局,一文看懂SiP手艺【附下载】| 智工具内参
苹果AirPods Pro带动纽扣锂电池需求量发作,13家电池厂商受益-我爱音频网
一文看懂SiP封拆手艺-天风证券研究所
iFixit AirPods Pro完好拆机陈述:坏了就换新吧-IFixit
浅析MEMS麦克风的构造与工做形式-电子发烧友网
图片来源:天风证券研究所、apple官网、iFixit拆解等,版权属于原做者