5G 手機換機只是開始,TWS 開啟萬物互聯浪潮。除了5G 手機換機,我們認為以TWS 耳機為代表的智能配件,真正打開了物聯網應用的浪潮,而5G 網絡的成熟,將正式開啟從人周邊智能穿戴生態,到智能家居、智能汽車、智慧交通、智慧城市、工控的萬物互聯的浪潮。5G 的高速帶寬、廣域網和低延時的特點,將支持終端智能生態和雲的實時通信和數據交換,真正意義帶來體驗和應用質的飛越。而萬物互聯的啟動,開啟了相應物聯網IC、SIP、微型模組、高精度結構件等領域的投資機會。
國聯萬眾 | 智芯研報
1、2020年進入5G手機爆發元年,射頻前端率先受益
5G主要分為Sub-6G和毫米波兩個頻段,中美運營商發展的主要差異點在於頻段。低頻的Sub-6G以中國和歐洲為主,高頻的毫米波以美國為主。中國在19H1進行了試點,於6月發放了5G商用牌照,三大運營商於11月1日正式上線商用套餐,5G商用正式啟動。
基帶晶片已為5G放量打下基礎。面對2020年全球5G手機市場規模越來越樂觀的前景,包括高通、海思、聯發科、三星電子、紫光展銳及蘋果都不斷將自家5G晶片平台的推出時程往前拉,預計明年主要基帶晶片都將支持5G。
5G手機明後年放量,帶動行業復甦。研調機構IDC預估,隨著5G網絡涵蓋範圍擴大,再加上新興市場成長的拉抬,預估2020年全球智能型手機出貨量將會恢復成長,年增3.7%達到14.2億支,且成長態勢至少還會持續至2024年,達到16億支,年均復合增速3.2%。而由台積電客戶投片需求來看,預估2020年占整體手機出貨比重約可達15%(約2.13億支)。
5G時代射頻前端率先受益。移動數據吞吐量的每一次增長都是通過RF性能提升來實現的。通訊技術升級帶來濾波器、天線和PA的新需求,射頻前端市場將保持快速增長。根據Yole預測,智慧型手機射頻前端市場規模將從2018年的150億美元提升到2025年的260億美元,年均復合增長率8%。其中濾波器、天線和PA等部分結構性增長較為突出。
三星GalaxyS105G和S10+物料成本的對比更直觀地說明了5G對於智慧型手機中射頻前端價值量的提升作用。和4G版相比,5G版射頻前端價值量由32美元提升至47美元,BOM占比也有略微提升,從7.6%提升到9.6%。
2、不只是換機,AirPods率先掀起TWS熱潮
2.1 AirPods設計與iOS生態高度融合,產品粘性強
藍牙耳機其實並不是一個新產品,蘋果推出的AirPods卻備受消費者喜愛,我們認為,除了時尚的外觀設計、便捷的攜帶方式和強大的續航外,最重要的是其設計能與iOS生態高度融合,擁有很強的粘性。
1)連接方面,憑藉蘋果閉源的優勢,AirPods摒棄了以往藍牙耳機繁雜的連接方式,初次配對成功後,後續使用只要從充電盒中拿出即可自動連接。2)AirPods在不同蘋果設備之間切換非常方便,無需重新配對,在與iPhone連接成功後,將授權提交到iCloud,所有蘋果設備都可以方便的使用AirPods。3)Siri的支持,第一代AirPods激活Siri需要雙擊,二代則可以直接語音喚醒。
同時,AirPods二代和AirPodsPro的推出,性能持續得到改善。AirPods二代開始支持藍牙5.0,藍牙5.0擁有更遠的接收距離、更快的連接速度和更可靠的數據傳輸效率、吞吐量,並且支持無線充電。AirPodsPro則採用入耳式設計,加入了主動降噪、IPX4級別的抗汗防水功能。
2.2 銷量持續爆發,引領TWS行業高速成長
上半年第二代AirPods發布,華為、小米以及傳統耳機廠商陸續跟進。華為目前發布了兩款TWS真無線藍牙耳機,FreeBuds以及FreeBuds2Pro。其中FreeBuds2Pro是華為首款支持HWA標準的真無線藍牙耳機。同時還擁有最新的骨聲紋解鎖技術。小米發布了自家兩款TWS真無線藍牙耳機,小米Air和AirDots青春版。
小米藍牙耳機Air最大的特點即支持主動降噪,並且主副耳可以自由切換,可獨立使用。而AirDots青春版,採用升級的藍牙5.0連接,兩款耳機均支持小愛同學自能語音助手。三星真無線藍牙耳機GalaxyBuds,具備聲控喚醒語音助理的功能。華為、小米等安卓手機廠商以及各大傳統耳機廠商也在積極布局自有品牌的TWS無線耳機,搭配自身的手機使用,預計無線耳機市場將會進一步增長。
其中,蘋果市占率遙遙領先對手。CounterpointResearch日前公布的報告,預計2019年全球的真無線耳機市場規模將高達1.2億台,同時包含歐洲、美國和中國等市場都會逐漸增長。顯2019年第二季真無線耳機市場的總銷量是2,700萬台,和去年同期相比大幅增長了56%,而當中Apple的AirPods市占率高達53%。雖然和2019年第一季的60%市占率相比有所下滑,但依然過半的市占份額。至於今年3月在全球開放的GalaxyBuds,則以8%的市占率讓三星排行第二。
至於排在Apple和三星之後的,分別是Jabra、BOSE、QCY、小米、BEATS、JLab、華為、JBL等品牌所推出的真無線耳機產品。另外,CounterpointResearch的報告指出小米和BEATS的第二季表現其實也很亮點,小米的部分是在低價市場部分已經逐漸追上同樣主打低價的QCY,至於BEATS則是藉由5月推出的PowerBeatsPro,成功打入了高價位的真無線耳機市場。
無線耳機的滲透率有望繼續提升,全年需求量有所上調。根據GFK數據,2016年無線耳機出貨量僅918萬台,市場規模不足20億元。2018年無線耳機出貨量同比增加41%,市場規模將達54億美金。到了2020年TWS無線耳機的市場規模將達到110億美金。市場調查機構CounterpointResearch預估,TWS耳機全球出貨將從2018年的4,600多萬台,上升至2020年的1.29億台。預計隨著無線耳機音質以及功能性持續改善,未來無線耳機的滲透率有望繼續提升。儘管三星、華為、Sony、小米等品牌搶食TWS市場,估計未來蘋果AirPods仍占據主要市場話語權,市占率約達5成。相比年中,TWS耳機持續放量,全年需求量有所上調,我們上調2019、2020年市場出貨量分別為5000、9000萬台,同比增長92%、80%。
立訊為目前AirPods機型的最大組裝廠商,占據大客戶多數份額。AirPods早期由台灣英業達獨家進行組裝,立訊於2017年二季度切入AirPods組裝供應鏈成為第二供應商,AirPods設計複雜、組裝難度高,需要組織大量工人與成本控制經驗,這正是立訊所擅長的,在經歷了3-5個月的學習周期後,立訊的組裝流程快速改善,良率提升,產能開出。立訊於2018年成為AirPods第一大供應商,在蘋果聲學產品線中地位進一步提升,是2019年全新外觀設計新款AirPods的主要組裝廠商。歌爾為目前的AirPods的第二大組裝廠商。歌爾2018年AirPods出貨量提升,為2019年另一款相同外觀設計的新AirPods的主要組裝廠商,占據大客戶份額有所加大,我們推測目前為AirPods的第二大組裝廠商。
3、5G高帶寬、廣域網、低延時,真正開啟萬物互聯浪潮
3.1 蘋果新高背後:產品Roadmap閉環,iOS生態內萬物互聯
近年來智慧型手機創新逐漸乏力,iPhone的銷售也表現一般,但是蘋果公司股價在今年9月後卻持續創出新高。
在蘋果股價新高的背後,蘋果對於iPhone的依賴程度越來越小,2015年iPhone銷售收入占比超過65%,2019年已經降低至55%以下,而可穿戴、智能家居、配件和服務收入合計占比從12.8%提升至27.2%,未來比重將進一步提升。
AirPods可以稱得上是蘋果可穿戴的標杆性產品,其連接、設備切換、語音互動設計都和iOS生態高度融合,表現出極強的用戶粘性和產品生命力。我們判斷,蘋果後續的研發重心將轉移到iPhone、iPad和Mac之外:1)首先形成以個人為中心的數據閉環生態,主要開發AirPods、Watch、智能眼鏡等可穿戴產品和配件,各設備之間高度融合,操作便捷,比如通過AirPlay可以將iPhone、iPad的圖片或視頻投射到電腦或者電視屏上,提供良好的用戶體驗,同時手機成為數據交換中心,接收來自AirPods、Watch、智能眼鏡等產品的健康、運動等數據。
2)其次,隨著5G網絡的逐漸成熟,將正式開啟從人周邊智能穿戴生態,到智能家居、智能汽車、智慧交通、智慧城市、工控的萬物互聯的浪潮,在整個iOS生態內形成閉環。
目前AirPods已經經過多次疊代,根據產業鏈調研,下一代AppleWatch有望迎來較大創新:1)推出睡眠監控功能,這項功能或將可以從用戶的運動、心率和噪音等多方面追蹤用戶的睡眠質量,並且呈現出關於用戶睡眠質量的數據。睡眠監控功能還能夠控制鬧鐘,如果用戶在鬧鐘響起之前醒來,鬧鐘就會自動關閉。2)採用光學傳感器監測血糖水平的技術,此種測血糖方式是無創的,對高血糖人群來說無疑是一個好消息。3)推出MicroLED顯示屏產品,首款很有可能是AppleWatch,和OLED螢幕相比,MicroLED螢幕在對比度、省電性以及可視角表現上更勝一籌。
看未來5年的下一代智能硬體平台,可能是AR、雲、手機的結合。關鍵的AR眼鏡具備顛覆現代智慧型手機生態,可能會成為下一代的智能硬體平台,目前谷歌、微軟等巨頭企業持續積極布局此領域。未來手機可能不需要硬碟,只需要一個雲鑰匙連接到雲空間,即可運作。AR眼鏡具備可能成為下一個硬體平台的要角,顛覆社交方式和生活方式。
我們認為對蘋果而言,現階段仍不會放棄AR眼鏡。尤其是在手機市場已趨近飽和的情況下,與iPhone連接的AR眼鏡將會是再次推動iPhone(以及AR眼鏡)銷售的新動,甚至在未來進一步取而代之。雖然光靠AR眼鏡尚不足以取代iPhone,但必定是一系的穿戴硬體產品推動未來蘋果的增長動能。蘋果的AR眼鏡將是該公司未來策略發展重要拼圖,雖然不會成為iPhone般的核心產品,但必然是蘋果穿戴式裝置整體發展規劃的關鍵。
Google預計2020年中,推第三代AR眼鏡。第三代GoogleGlass的設計將更輕量,仍采無線模式設計。組裝供應鏈方面,除原本的廣達之外,和碩也可能切入供應鏈。但由於GoogleGlass的出貨量有限,最後可能仍委由其中一家生產。和碩在前年評估AR眼鏡環境尚未成熟,且商業模式未定,對AR眼鏡布局有限,然近1年卻積極布局。除GoogleGlass之外,也積極爭取蘋果AR眼鏡組裝,由台灣兩大組裝廠商的積極布局來看,未來AR眼鏡的發展前景持續升溫中。
AR仍尚未真正起飛,但已逐漸建構起了自己的生態系統。全球AR智慧眼鏡在歷經一段時間的市場實驗、部署後,仍尚未真正起飛,主要在於該技術現實與終端使用者預期有著不小差距,因此目前消費端AR眼鏡市場尚未起飛。但工業及企業領域的AR眼鏡應用已逐漸由測試過渡至實際應用。隨著AR眼鏡逐漸從利基型產品轉為工業及企業解決方案工具,整體市場可望在未來幾年加速成長。據研究機構Tractica最新報告指出,儘管消費市場仍難以捉摸,但整體AR眼鏡市場已逐漸建構起了自己的生態系統,在硬體方面有著長足進步,並為智慧AR眼鏡的長期增長找到更實際的方法。
未來伴隨著邊緣、雲端運算以及5G行動網絡的普及,將加速成為工業及企業領域的解決方案工具之一。報告預期全球AR眼鏡市場年度出貨量將由2018年僅10.1萬副,大幅成長至2025年的年度1,970萬副,2018年至2025年的年均復合成長率(CAGR)高112.4%。就投資而言,我們認為5G時代的AR將類似於網際網路的PC、移動網際網路的智慧型手機,成為下一代智能終端的明珠。
3.2 5G高帶寬、廣域網、低延遲,真正開啟萬物互聯浪潮
物聯網將為5G主要場景之一,大連接與低功耗為關鍵。5G的物聯網主要分為大規模機器類通信(MassiveMTC)與高可靠低時延機器類通信MissionCriticalMTC)。在ITU草案中,單個5G網絡,每平方公里區域範圍內至少能承載100萬台設備。除了大連接,物聯網應用同時要求低功耗。NB-IoT設備的能耗可以做到非常小,甚至保持10年以上的壽命。
我們預計未來5G物聯網的裝置量很多會來自於M2M(MachinetoMachine物聯網Sensor)。雖然目前來看M2M的流量占比較低,但是我們認為待未來物聯網放量之後,物聯網Sensor將會是晶片業者的主要商機。
一個更具體的解決方案例如蘋果(Apple)的U1晶片。其支持超寬頻(Ultra-wideBand;UWB),定位使用具備空間感知功能的超寬頻技術,讓鄰近的裝置辨認彼此的位置,將可提供更敏銳的空間感應。相較於其他射頻(RF)技術如藍牙(Bluetooth)或Wi-Fi,UWB多了一些重要的優勢。例如更準確,傳輸數據速度也更快,能讓行動裝置以每秒8MB的速度傳輸,約是藍牙的4倍。此外,由於UWB使用較寬的頻段,訊號比RF更能穿透牆壁,而且每100毫秒就會更新定位,不會對其他主流RF訊號如Wi-Fi產生干擾。
UWB可以提供比藍牙或Wi-Fi技術更為精確的定位結果。過去雖然如藍牙(Bluetooth)等無線傳輸技術也可以用來進行定位,但藍牙裝置是根據訊號強度來測量距離,訊號愈強就意謂著愈接近。但是這種測量方式不但精確度不足。至於UWB,則與傳統載波(carrierwave)無線通信方式不同,是利用低功耗與高速脈波(pulse)訊號來傳送信息。在距離測量上,UWB技術是採用在兩個裝置之間訊號傳遞時間差,來計算距離,因此可以測得更為精確的距離。這與蘋果在iPhoneX手機導入的紅外光時差測距(ToF)功能類似。而與定向天線(directionalantennae)配合使用,還可以確知對象所在方位。因此,在小範圍內,UWB可以提供比藍牙或Wi-Fi技術更為精確的定位結果。
UWB技術潛在應用範圍廣闊。蘋果目前也為iBeacons的UWB版本申請專利,當用戶接近經常到訪的商店或公車站,iPhone會予以提醒。假使在超市放置足夠的U1兼容傳感器,iPhone不僅知道用戶所在的位子,還能知道用戶正在看的商品。預期未來在如iPad、Mac、AppleWatch等各種蘋果裝置中,都會內建該類晶片,以強化自家裝置間的互聯互通。推估該技術潛在應用範圍至少包括,如智能家庭、擴增實境(AR)裝置、無鑰開鎖、智能尋物、行動支付、短距離無線數字信息傳輸,以及室內行動導引等多個方面。
5G為車聯網和自動駕駛的重要基礎網絡部署。5G網絡能提供現有網絡所無法提供的靈活、低時延、高穩定等特性,能滿足未來車聯網及自動駕駛的網絡部署需求,基於5G的車聯網和自動駕駛將成為未來通行的關鍵發展方向。
5G在V2X信息數傳過程擔任重要渠道作用。5G將成為V2X(VehicletoEverything)的重要基礎,V2X包括V2V(VehicletoVehicle),V2P(VehicletoPedestrian)和V2I/N(VehicletoInfrastructure/Network)三種,實現汽車與外界信息的及時傳輸。V2X將在碰撞預警、行人警告、交通狀況傳輸、車載高清圖像傳輸等領域發揮重要作用。V2X在保障駕駛更加安全和便捷的同時,能夠提供更多的信息及娛樂,並且作為連接汽車及環境的一切的信息平台,將成為自動駕駛技術的重要組成。
車聯網將有效降低交通事故發生率,並減少道路擁堵並實現汽車節能和較低污染。(1)根據美國國家公路交通安全管理局的預測,搭載V2V技術的中型車輛能避免80%的交通事故,重型車輛能避免71%的交通事故。如果美國公路上90%的汽車實現了自動化,每年發生的交通事故能從600萬起降至130萬起。(2)改善交通狀況並顯著降低能耗。車聯網及自動駕駛將使交通擁堵減少60%,現有道路的通行能力提高2~3倍;能耗方面,停車次數減少30%,行車時間減少13%~45%,降低油耗15%。根據麥肯錫的報告,自動駕駛可以使全球的通勤者每天共節省10億個小時的通勤時間,每年減少3萬噸二氧化碳排放量。除此之外,自動駕駛還將駕駛員的雙手從方向盤解放,從而在通勤時間內進行娛樂或辦公活動。
V2X的關鍵挑戰在於在高速中保持信息傳輸的穩定、高密度、高速、低時延需要同時藉助D2D、多個基站協同、車載MIMO等多種技術。(1)D2D:汽車之間的信息可以不通過核心網而直接相互傳輸,基於終端直通的D2D由於在通信時延、鄰近發現等方面的特性,使得其應用於車輛安全領域具有先天優勢。(2)多個基站協同:V2X一般距離不會超過300米,因此需要依靠臨近的基站發送消息。多個基站之間的協調、切換工作因為變得必不可少,並且同時降低延時和提高效率。(3)車載MIMO:為了滿足V2X大量數據傳輸和可靠性的需求,需要利用多天線MIMO技術,由於汽車安裝大尺寸天線陣列會影響車輛設計和空氣動力學原理,因此將採用分布在不同位置的多個小天線單元。由於多個天線之間距離較遠,彼此的無線信道差距也會較大,更有利於發揮MIMO的優勢。
2025年車聯網市場規模將達8300億美元,2035年自動駕駛汽車將成為新車銷售主流。2016年,具有聯網功能的新車出貨量不足20%,到2019年則超過50%。根據埃森哲發布的報告,到2025年,所有新車都將具備聯網功能,屆時全球車聯網市場達到8300億美元。
▌自動駕駛:
自動駕駛的安全性離不開5G網絡的低延時。5G網絡最低時延必須達到10至20毫秒以下的水平,自動駕駛系統若由於延時過長不能及時傳達指令,威脅到駕駛安全性。假設在現有4G網絡下,時速100公里的汽車從發現障礙物到制動停車至少需要1.4米的極限距離,如果假設5G網絡可以實現10毫米時延,那麼制動安全距離將提升至14厘米,安全性得以大大提升。
自動駕駛發展路徑最終也要以5G網絡作為基礎設施為前提。自動駕駛有兩條發展路徑,一個是由內而外的自助式路線,依靠先進的車載傳感和控制系統,通過人工智慧實現自動駕駛,即讓機器人來開車;另一個是協同式路線,通過車聯網實現車與萬物的實時交互,即使道路上所有移動與固定的物體相互聯繫,即通過網絡實現自動駕駛。前者的代表為英特爾,後者的代表為高通。然而人工智慧的思路未必能夠為人類所理解,要實現真正的駕駛,兩條發展路徑會相互融合,因而離不開能夠高效反應的網絡。除了延時和速率,自動駕駛汽車每秒將消耗0.75GB的數據流量,超出4G網絡承載量。只有5G部署之後,實現了高速率、低延時、大容量,自動駕駛技術才能真正普及。屆時,汽車電子也會成為半導體行業重要的增長引擎。根據NAVIGANT預測,到2035年全球自動駕駛汽車銷量將達到9500萬輛。
預估2020年的5G手機占整體手機出貨比重約可達15%。國內內需5G手機市場規劃直接高、中、低階5G手機新品全方位同步推出的規劃。預計將有效帶動未來2-3年的智能機換機需求,智慧型手機銷量有望扭轉過去持續下滑的格局。
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