电子电声领域应用

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  • 2023-10-28
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iPhone 手机声学系统磁体随销量而增长。自 iPhone 7 开始苹果手机开始标配双扬声器,因此苹果手机的声学系统主要包括两个扬声器、一个送话器和一个麦克风,其中麦克风为 MEMS 结构不需要磁体...

    (1)iPhone 手机声学系统磁体随销量而增长

    自 iPhone 7 开始苹果手机开始标配双扬声器,因此苹果手机的声学系统主要包括两个扬声 器、一个送话器和一个麦克风,其中麦克风为 MEMS 结构不需要磁体。随着消费者对音质 的要求逐步提升,手机扬声器的体积有逐步增大的趋势;为提升手机立体声效果,安卓高端 手机跟随采用双扬声器设计。手机扬声器体积增加、单机使用扬声器数量增加等共同推动手机声学系统对钕铁硼的需求。手机扬声器对钕铁硼永磁体的需求量在 0.5g 左右,高端手机 所使用扬声器相对较大,能够达到 0.7-0.8g 以上。

    2020 年 iPhone 手机出货量达到 2.071 亿部,同比增长 5%,市场份额重新回升至 16%,在 2020 年全球智能手机受到疫情影响下滑 8.8%至 12.7 亿部的整体市场中表现优异。2021 年 凭借 iPhone 12 系列的优异表现以及高端市场部分厂商份额的让出,苹果手机出货量有望继续攀升。此外,国内手机厂商中高端产品出货量持续攀升,各家厂商均推进高端化共同推 升手机的均价水平,对高等级零部件、模组的需求量也持续提升。双扬声器在安卓手机中的 渗透率逐步提升,主要安卓手机厂商均推出双扬声器手机,并将双扬声器配置下放到中端手 机型号,进一步推动双扬声器需求增长。

    (2)无线充电线圈提供钕铁硼新需求

    iPhone 12 系列产品标配 Magsafe 无线充电线圈,其中磁铁阵列层是由 18 颗磁钢片组成的 磁环以及 2 颗稍大磁钢片组成的定位磁点,这种无线充电设计方案将大幅带动钕铁硼永磁 体的使用,单机用量在 1 克左右;同时 Magsafe 无线充电器配件也标配类似钕铁硼磁环情 况,同时提升需求。我们预计未来此种无线充电产品将在苹果 iPhone、iPad、iWatch 等系 列产品中成为标配,安卓厂商也有望在高端手机中跟进以提升无线充电性能。

    (3)高性能振动马达渗透率提升

    手机中振动器早期采用转子马达,主要使用铁氧体永磁体,部分高端产品使用钕铁硼磁体, 并快速渗透。iPhone 采用线性马达为手机振动器带来新的技术路线,线性振动器逐步成为 高端手机标配。线性振动马达由于其高精度、高振动强度、低延迟等性能需要使用高性能钕 铁硼磁体。从 2014 年 iPhone 6 系列标配 Tapic engine 开始,经过 6 年的技术发展和更新 迭代,在苹果的 iPhone 和 iWatch 均有应用,Macbook 的触控板中振动结构与 Tapic engine 设计类似。

    此外,随着技术成熟,线性振动马达的生产成本快速下降,推动其在安卓中高端 手机的渗透,预计未来也将成为高端安卓手机的标配。单个线性振动马达对钕铁硼的需求量 预计在 0.5g 左右,相对于普通转子马达 0.2g 钕铁硼的需求量有一定提升。同时线性马达为 了得到所需性能采用多段磁片的设计,大小不同磁体能够产生不同的振动幅度。新版Macbook 产品的触控板采用类似 Tapic Engine 的设计以模拟真实按压段落感,钕铁硼总体 用量在 7-8g 左右,相对于手机和手表产品大幅提升。2020 年 iPhone 系统及 iWatch 系列 分别出货约 2.06 亿部和 4000 万部,Macbook 系列产品 2021 年出货量有望达到 2000 万 台。根据测算,iPhone 和 iWatch 的 Tapic Engine 产品对磁材的需求量在 125 吨 ((20600+4000)×10000×0.5/1000/1000≈125),Macbook 产品对钕铁硼磁体的消费量 为 140 吨左右(2000×10000×7/1000/1000=140),两者合计为 265 吨,而对钕铁硼坯体 的需求量约为 530 吨。

    手机扬声器用钕铁硼有望恢复增长。2018-2020 年全球智能手机出货量连续三年下降,2020 年疫情加速行业触底,2021 年随着疫情控制和经济复苏,在 5G 换机的带动下有望恢复正 增长。根据 Digitimes Research 数据,2021 年第一季度,全球智能手机出货量将达到 3.4 亿部,同比增长接近 50%,iPhone 12 系列和中国厂商出货量增长为主要驱动力;手机出货 量恢复将支撑高端钕铁硼恢复,公司凭借技术和客户优势有望取得更大市场份额。

    (4)TWS 耳机产品快速渗透

    2016 年苹果发布第一代 Airpods 产品,打开 TWS 发展序幕。随着蓝牙技术从第四代过渡 到第五代以及蓝牙芯片设计的发展进步,信号传输不同步和延迟问题得到解决,TWS 耳机 的使用体验大幅度提升。以络达和高通为首的安卓 TWS 耳机设计方案快速成熟推动 TWS 耳机生产成本快速下降,在使用体验提升、技术成熟以及成本下降的共同推动下,全球 TWS 耳机快速渗透。各主要消费电子厂商均推出 TWS 耳机产品,加上白牌耳机大规模出货, Counterpoint 预计 2020 年全球品牌 TWS 耳机出货量在 2.38 亿部以上,其中苹果 AirPods 系列出货量有望达到 1 亿部以上。

    2021 年预计 TWS 耳机将继续维持高速增长,除苹果耳机之外,安卓 TWS 耳机增速更快, 根据主要 TWS 耳机芯片生产厂商珠海杰理和中科蓝汛每月出货量分别达到 3000 万颗和 2500-3000 万颗计算,仅两家厂商就能够满足 3.5 亿部 TWS 耳机需求。2021-2023 年全球 TWS 耳机的出货量将超过 5 亿、7 亿和 10 亿部,远期 TWS 耳机的年均出货量将赶上全球 智能手机的出货量。

    根据每只普通 TWS 耳机使用 0.2 克、高端产品使用 0.3 克钕铁硼,苹果 AirPods 系列及安 卓品牌高端耳机占比在 40%,预计 2021 年全球 TWS 耳机对高端钕铁硼的需求量为 319 吨 和 424 吨。由于 TWS 耳机钕铁硼体积较小,加工难度较高,同时需要复杂表面镀膜处理, 因此按照成材率 50%计算,对高端钕铁硼坯体的需求量 638 吨和 869 吨。