2018年独立负责音箱产品,面对汹涌的价格战,第一次开始高度重视成本设计,360音箱是一个战术成功,战略失败的产品,但是在产品功能设计、成本设计上,却是我产品生涯中的设计典范。在没有供应链量的优势的情况下,保质保量的达成了很低的成本设计,很多细节取舍成为后来竞品的学习对象。
1、成本背景:面对价格战,成本是核心
2018年中,天猫精灵方糖成本174,小度补贴售价69的智能音箱成本超过190,京东补贴售价79的叮咚Mini2成本超过190,作为后来者,在没有补贴量的背书下,很难取得成本优势。音箱项目目标达成比天猫精灵方糖更低的成本实现,目标199售卖平出或者微亏。
图:2018年补贴到百元以内的三款代表音箱
2、竞争策略:更好音质,错位竞争
3 竞品方案对比
4、降本方案设计
主芯片方案对比
涉及的到价格均为2018年的参考价格
主芯片方案选择
天猫精灵使用的MT8516、小米使用的A112、A113、京东和小米使用的全志R16方案成熟已经经过大量产品验证,是首选项,但是由于均已经有大客户,我们在没有量的背书的情况下很难拿到比他们更低的价格,更不用说取得价格优势。
杭州国芯是杭州的一家创业公司,GX8010方案是一颗全新的针对无屏音箱的异构芯片,针对性更强,主要优势有:
芯片目前尚未大规模使用,杭州国芯继续有重量级客户给他背书,价格好谈;
异构芯片,针对性强,整合度高,内部整合了128MB RAM,不需要外挂RAM,内置ADC直接外接更便宜的模拟麦克风即可,外围器件简单成本低;
算法可以打包在芯片里,不用额外付费;
芯片原厂及算法厂商配合意愿强。
当然,劣势也非常明显:
没有大规模验证出货,需要产品团队踩坑较多,研发难度较大。
经过对杭州国芯的拜访,深入了解杭州国芯团队的研发能力和配合情况,觉得风险可控,可以赌一把,使用GX8010作为主方案。
图:GX8010的芯片架构,此芯片是一颗设计比较超前的异构处理器,音频的前端降噪唤醒部分使用独立的HiFi-4 DSP来完成,然后将传统的4核心改为单核,单核A7专注用于处理应用层逻辑,不参与算法计算,这种异构的实现方式能够在不影响性能的前提下降低成本。后续思必驰、百度、云知声等芯片均借鉴了此款芯片的设计。
不使用WiFi模组,配合PCB天线将成本
瑞昱RTL8723 WiFi蓝牙二合一芯片
在我们的摄像机等产品中,基本上很少使用Wi-Fi模组,但是在之前的一大波智能音箱中,除小米、天猫精灵外,绝大部分使用的是正基、海华的无线模组,主要优势在于模组厂商对模组有验证、有校准、有支持,缺点在于贵。蓝牙+WiFi的模组价格在2美金左右。
在音箱产品中,天猫精灵由于使用的是MT8516的方案,内置了WiFi蓝牙,小米等其他厂商无论是否使用模组,多数都是博通的方案也是相对较贵的方案。
由于360路由器之前一直使用的是瑞昱的方案,但是音箱场景中,瑞昱用的比较少,价格更好谈,因此决定使用瑞昱方案。实际上瑞昱的单WiFi方案如RTL8188等用的非常多,瑞昱在WiFi芯片商的产品非常成熟,蓝牙这块瑞昱也是重要的TWS耳机方案商,只是整合蓝牙的方案在音箱上用的比较少,很多厂商有时候只是习惯性问题,不是瑞昱产品的质量不行。
最终选用瑞昱RTL8723DS芯片,价格相比正基的模组方案只有一半左右,比小米的博通方案也便宜30%以上。
图,补贴售价69元的小度音箱使用的WiFi模组AP6236A
PCB天线
PCB天线在WiFi蓝牙模组上很常见,主要优点有:
几乎无成本,直接做在PCB上;
一旦调试完成后一致性高,避免其他天线的接触、焊接等带来的一致性问题。
缺点也很明显:
在天线效率等方面的性能偏低;
研发阶段调试略复杂;
需要空间偏大,且受到PCB位置限制;
只适合单一频段
在音箱以及其他绝大部分职能家居产品中,因为只有2.4G单频段,实际PCB天线是最适合成本最优的天线形式,因此从最开始我们就确定直接使用PCB天线,在前期调试上,通过借用瑞昱在深圳的实验室,现有验证3轮,保证天线性能。
图,360音箱位于板子边缘的板载WiFi天线。
高风险低成本的单层壳体设计
音箱双层壳体设计的原因
音箱对结构设计有较高的要求,主要原因在两方面:
音质需求,需要独立、密闭的音腔、被动振膜设计;
AEC需求,需要保证在播放音乐的时候能够被唤醒,因此需要将音腔和麦克风部分隔离,且麦克风距离出音口越远越好;
在这样的要求下,智能音箱普遍采用立式的导音椎+双层壳体设计。
我们的音箱为了追求音质,采用更传统的卧式设计,且由于体积巨大,是天猫精灵方糖、小度Play的4倍大,因此如果采用相同的设计方式,成本更高。
图,小度play几乎照抄天猫精灵方糖的双层壳体结构设计,内外双层壳体,中间夹层是主控电路板,从底部脚垫处打螺丝固定上方电路板。
单层壳体的实现及挑战
在设计之初就在探索怎样用单层壳体完成音腔密封+麦克风隔离设计,但是由于音箱并不是自研,结构设计由代工厂完成,实际执行时,他们往往以交付风险最小为主要目标,我提的单层壳体设计方案,无论是代工厂还是都反对此方案,因此中间花了一个月的时间进行验证,做了结构手板针对声学做了测试,并装机进行唤醒测试,最后才确定此方案。由于单层壳体搞定,实际组装架构也有简化,结构上节省成本超过20元。
图,360音箱的单层壳体设计,中间只有一个大壳,扬声器固定在前框上,一圈粘贴泡棉做好密封
图,主控电路板位于上方,一圈泡棉做好密封,中间FPC排线处打胶,做好和下面音腔的隔离
图 ,背后的电源插头部分,采用立式电路板,方便从前面大螺丝安装固定,中间区域通过泡棉和箱体之间做密封,密封区域内没有任何过孔保证密闭性。
对应的缺点和影响
以上的设计也有明显的缺点:
中间大壳需要4面出模,相对复杂,模具产能低,实际一天产能不足1000个,当然因为我们也不认为有非常大的量,所以实际能接受;
核心结构件也是外观面,外观上有一定的受限,实际上这款产品的合模线相对明显(优于小米299的那款音箱,差于我之前做的故事机、手表等产品)
图,360音箱的模具设计切面图,图中红圈内为顶部凹陷用于装电路板的部分模具设计,使用了4个大的滑块,出模相对麻烦影响效率。
5、达成比天猫精灵方糖更低的成本
最终在相当的冒险的主方案+单层壳体结构为主的设计驱动下,结合供应链策略最终达成比同时期天猫精灵方糖更低的成本,天猫精灵方糖同期成本174,这个音箱个头接近方糖4个大,规格更高,同期成本150.4,达到成本目标。
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