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[问题求助 ] TWS耳机的未来:蓝牙BLE Audio将至,手机大厂将一统天下?

P: 2019-11-30 18:01:21

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近年来,随着智能机厂商追求轻薄、简约、防水等特性,手机的接口和物理按键开始被逐步减少,苹果就率先取消了3.5mm耳机接口,随后不少手机厂商纷纷跟进,使得用户需要通过数据接口来听歌,但是这会遇到一个问题,那就是用户无法在一边充电一边听歌。而真无线蓝牙耳机(TWS耳机)的出现,则很好的解决了这个问题,同时也解决了以往有线耳机存在的线缆缠绕的问题。


特别是在苹果2016年推出AirPods之后,推动了整个TWS耳机市场及产业链爆发,吸引了众多的上下游厂商的加入。而随着TWS耳机产业链的快速成熟,TWS耳机的价格也呈现出了持续下滑的态势,比如Redmi Airdots的定价就已低至99.9元,一些白牌TWS更是低至了5个美金,这也进一步加速了TWS耳机渗透率的提升。芯智讯认为,未来TWS耳机有望成为智能手机的标配。而当下群雄并起的TWS耳机“战国时代”,届时将会演变成,由头部手机厂商一统天下!


在11月19日举行的“紫光展锐媒体沟通会—泛连接专场”活动上,紫光展锐

执行副总裁王泷也表示,随着上游产业链的成熟,TWS耳机成本将快速降低,特别是未来蓝牙BLE Audio标准的推出,将解决目前TWS耳机面临的双耳传输专利问题和音质问题,未来手机厂商可能会将其与自家的手机进行打包销售,直接买手机送TWS耳机,让TWS耳机成为手机“in box”的标准配件。而此举将意味着未来的TWS耳机市场将会被头部的手机厂商所占据。


当然,头部手机厂商所标配的TWS耳机,主要还是会是一些相对低端的TWS耳机。而高端TWS耳机也依然会有市场,比如支持主动降噪、更高品质的音质、支持语音AI等高阶的能力。


一、TWS耳机市场还有10倍的成长空间?


根据市场调研机构IDC的预测,2019 年可穿戴设备市场全球出货量有望突破 2。229 亿台,若按照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,而可穿戴市场增长的主要驱动力就是智能手表和TWS耳机设备,在2023年的可穿戴市场占比份额将超过70%。


根据 Counterpoint 以及 KGI 此前的预测数据显示,2016年全球TWS耳机出货量仅 918 万台。智研咨询预计2018-2020 年全球 TWS耳机将实现高速增长,出货量分别达到6500万台、1亿台和1.5亿台,年复合增速达 51.9%。预计随着无线耳机音质以及功能性持续改善,未来无线耳机的渗透率有望继续提升。


而作为TWS耳机市场的龙头老大,2018年苹果Airpods出货量为3500万台,同比增长118.8%。预计2019年-2021年的出货量将超过5000万、7000万和1亿台,出货量同比将分别增长42。9%、40。0%和42。9%。


从以上的预测来看,未来几年TWS耳机市场仍将保持高速增长的态势。那么TWS耳机市场未来到底会成长到多大的规模,它的“天花板”又会是在哪里呢?


正如我们前面所提到的,芯智讯认为,未来TWS耳机有望成为智能手机的标配,这也意味着,TWS耳机市场的“天花板”很可能与智能手机市场的“天花板”一样高。


目前全球智能手机市场已经趋于饱和,市场已经进入了存量市场的争夺。根据IDC的数据显示,2018年全年智能手机出货量为14.049亿台,年同比下滑了4.1%。如果未来每部智能手机都标配一个智能耳机的话,那么则意味着未来TWS耳机的市场也有望达到14亿部左右。


不过,需要考虑到的是,目前的手机市场,一个用户可能会拥有多部智能手机,但是只要TWS耳机还没有沦为手机厂商销售的手机的包装盒内附送的配件,那么一个用户通常只会购买一部TWS耳机,因此,保守来看TWS耳机市场也是有望增长到10亿部以上的规模。相比预测的2019年的1亿台TWS耳机的出货量来说,还有着10倍以上的增长空间。


如此看来,现在看似异常火爆的TWS耳机市场可能也仅仅只是刚开始启动而已,真正的爆发远没有到来。因此我们也可以看到,今年亚马逊、微软、谷歌等科技巨头都纷纷杀入了TWS耳机市场。(微软推出了Echo Buds、微软也推出了Surface Earbuds,谷歌也推出了Pixel Buds 2.0。)与此同时,还有为数更多的中小玩家也纷纷入局。


而随着TWS耳机市场的发展和竞争加剧,也带动了整个TWS耳机上游产业链的发展和竞争。


二、TWS耳机市场现状


1、品牌


目前市面上主流的TWS耳机品牌有苹果、三星、华为、小米、OPPO、vivo、魅族等,此外还有传统的音频设备厂商Sony、漫步者、森海塞尔、JBL、Bose、Beats等等,主要来自智能手机品牌商的智能终端周边产品以及传统音频产品制造商的业务延伸。当然,还有一些数码设备厂商(比如Anker、倍思、JEET)和一些语音技术厂商(比如出门问问)。



根据研究机构Counterpoint Research公布的最数数据显示,2019年第三季度,全球TWS耳机市场出货达到了3300万部,环比增长22%。市场规模也达到了41亿美元。


而从具体的品牌来看,目前苹果的AirPods无线耳机销量仍遥遥领先,占据了全球45%的市场份额,不过相比上个季度的53%的市场份额,出现了不小的下滑。而这主要也是因为市场竞争加剧,越来越多的厂商开始杀入,以及其他相对廉价的TWS耳机的冲击。不过即便如此,苹果的AirPods依然拿下了整个TWS耳机市场销售额的60%以上。


虽然国内的小米凭借廉价的小米蓝牙耳机Air、AirDots,以及Redmi AirDots的助力,在三季度的出货量上拿下了9%的市场份额,位居全球第二,但是其销售额在TWS市场仅排到了第八位。



其他销量上榜前十的还包括:三星、JBL、Beats、夏新、QCY、Skullcandy、JLAB、Jabra。


2、上游产业链


过去几年,制约TWS耳机发展的瓶颈之一在于昂贵的价格。因为TWS耳机是通过无线连接,使得电池与控制电路都必须内置在体积非常有限的耳机内部,这也对于技术、工艺、成本带来了较高的挑战。而随着上游产业链的技术革新以及成本优化,TWS耳机产品的品质、体验在得到进一步提高的同时、成本也得到了快速的降低,这也直接推动了TWS耳机市场的爆发。而随着TWS耳机市场的快速增长,也反过推动了上游的主控芯片、模拟芯片、存储芯片、电池、OEM/ODM 厂商的发展。


首先,TWS耳机都是通过蓝牙来进行传输的,但是由于TWS耳机具有高度集成、电池容量小等特性,而且还要满足用户对于连接稳定性、续航、音质上的要求,所以需要传输速率更快、连接更稳定、功耗更低的蓝牙连接技术。


2016年6月,蓝牙技术联盟正是发布了新的蓝牙5.0标准,而蓝牙5.0针对低功耗设备,并且有着更广的覆盖范围,相比之前的4.2BLE有着四倍覆盖范围,速度上也提升了两倍,达到了2Mbps。可以说,蓝牙5.0非常适合TWS耳机的需求。


2017年,相关的蓝牙5。0芯片及设备开始上市,2018年,多数的智能手机新机都开始支持蓝牙5。0标准,渗透速度较所有前期蓝牙技术都要快。而这也直接推动了对于支持蓝牙5.0标准的TWS耳机的需求。


因此,各大芯片厂商也纷纷顺应趋势,推出了一系列支持蓝牙5。0标准的TWS无线蓝牙耳机芯片。



目前市场上TWS耳机芯片供应商主要有高通(CSR)、恒玄(BES)、络达(Airoha)、瑞昱(REALTEK)、炬芯(Actions)、艾迈斯(ams)、紫光展锐、原相、杰理等。苹果采用的是自己的Apple H1芯片。


以下是部分支持蓝牙5。0的TWS芯片:


目前TWS耳机芯片市场出货较大的还是高通、恒玄和络达,另外在白牌市场杰理的出货也很大。


TWS耳机的ODM/OEM供应商主要有:立讯精密、歌尔股份、共达电声、瀛通通讯等。其中立讯精密与歌尔声学为苹果AirPods的组装厂商。


TWS耳机的模拟IC供应商主要有:韦尔股份、圣邦股份、杰华特等。


TWS耳机的FPC主要供货商有:鹏鼎、耀华、华通、苏州福莱盈等。



TWS耳机的存储芯片供应商主要有:兆易创新(Nor Flash)、Adesto等。


TWS耳机的电池供应商主要有:欣旺达、德国VARTA、紫建电子、曙鹏科技新普科技等。其中,德国VARTA是苹果AirPods Pro耳机内的纽扣电池的供应商,新普科技是AirPods Pro耳机充电盒内的电池供应商。


另外,华立捷是 AirPods耳机独家VCSEL供货商。

在TWS耳机充电盒的主要元器件供应商主要是一些国外厂商,比如ST(意法半导体)、TI等。


三、目前TWS耳机的主要问题


1、左右耳机直连同步无线蓝牙传输


目前很多的TWS耳机都采用的是左右耳机非同步传输的方案,主要有 2.4GHz蓝牙信号转发方案和LBRT磁感应转发方案两种。


 

 2.4GHz蓝牙信号转发方案,即数据信号由手机采用2.4GHz蓝牙信号传送到主耳机,然后由主耳耳机将信号同样以 2.4GHz蓝牙信号转发到副耳。

 

此类方案的优点是:使用一套射频电路,PCB电路板体积小;缺点是:2。4GHz蓝牙信号容易被人体吸收,导致穿透性差(最直接的体验结果,就是用一只手捂住主耳耳机,副耳机就听不到声音了),并且容易受到 WiFi 及其他蓝牙信号的干扰。

 

LBRT磁感应转发方案:是先将信号以高频段蓝牙信号传输至主耳机,再通过磁感应转发技术,同步至副耳机。如此以增强信号的穿透力,并能避免音质损耗,减少延迟。缺点则是需要在耳机中多加入低频天线。


而不管是何种转发方案,都会带来主耳机功耗更大、电池也更快耗尽,而一旦主耳机不工作,副耳机也将无法使用。同时还有连接稳定性和时延上的问题。


因此,相对于需要区分主副耳机的TWS连接方案来说,可以将声音信号分两路同时传递到左右耳机单元,不分主副耳机的方案,不仅可以有效避免电波损耗,还可以降低延迟以及提高连接稳定性,带来更好的用户体验。


而此前不分主副耳机的TWS联接方案主要有:苹果的监听方案和双连接方案。



苹果的监听方案优势在于,兼容性好(对于手机端没什么要求)、稳定性好,支持同步接收,低时延,再加上苹果的优化,体验极佳。但是,由于苹果在该方案上有着非常全面的专利布局,使得其他厂商难以选择该方案。


而双连接方案的优势在于,支持双耳直连,稳定性好,低时延。但是,其劣势在于,需要手机端的支持,所以在兼容性上存在一定的问题,特别是跨芯片比较难兼容。例如,高通芯片方案的耳机,与采用苹果或华为海思芯片的手机就可能无法兼容。所幸的是,目前基于高通平台的智能手机相对比较广泛。另外,采用此类方案的耳机,容易出现双耳信号不同步现象。


需要指出的是,在双连接方案上高通CSR的专利布局比较完善,这也意味着要想实现双耳直连,可能就需要采用高通CSR的芯片,而高通方案的成本也相对较高。


不过,市场上也有一些其他的芯片厂商开始另辟蹊径,通过其他的技术方案来实现不分主副耳机的“双发”的效果,今年5月,紫光展锐推出的TWS耳机芯片春藤5882就是如此。


据介绍,展锐推出的多连接方案借鉴了成熟的mesh组网技术,组建一个虚拟的网络,这是一个自组网的模式,实现单连接双耳,甚至可扩展至多耳机直连,无需同步。而且稳定性很好,低时延,双耳还可互为备份,同时不需要修改手机端来进行支持,也就是说兼容性很好。



根据展锐公布的数据显示,相比市场上的TWS竞品方案,春藤5882将双耳的延时降低了30%以上,续航也提高了20%。


“虽然目前市面上其他一些芯片方案也宣称支持双耳直连,并且也称有申请自己的专利,但是苹果和高通CSR的专利布局比较完善,想要完全避开并不容易,而且这些芯片厂商申请的专利是否成立也还需要评估。”紫光展锐执行副总裁王泷告诉芯智讯:“展锐的这个方案是具有自主核心专利的,并且已经经过了权威的认证。所以客户不必担心专利问题。


紫光展锐执行副总裁王泷


凭借着技术上的优势,展锐春藤5882一经推出很快获得了市场的认可。据了解,短短几个月的时间出货已经超过了数千万颗。


2、音质问题


对于TWS耳机来说,主要还是用来接收音频,而音质效果的好坏则直接影响着用户的体验。而目前最广泛使用的蓝牙音频传输格式有SBC、AAC和APTX。


SBC是A2DP(Advanced Audio Distribution Profile,蓝牙音频传输协议)协议强制规定的编码格式。所有的蓝牙都会支持这个协议,所以所有的蓝牙音频芯片也会支持这个协议。但这个码率只有 320kbps。这个码率虽然和高品质的MP3差不多。但是,因为蓝牙传输中间设备是需要转码,以MP3文件为例,转码过程为 MP3->PCM->SBC->PCM, 每次转码都会损失细节,所以导致SBC的听感会比原始的MP3要差不少。


AAC(Advanced Audio Coding)是苹果主推的音频传输格式,虽然是一种高压缩比的编码算法,效果要优于SBC,但由于其码率与SBC相同,也只有 320kbps,所以两者实际效果相差并不大。


APTX是CSR公司的专利编码算法,在被高通收购后,APTX则开始被高通大力推广普及在其芯片当中。aptX分为三种:aptX,aptX HD和aptX Low Latency,最高码率可达到576kbps,据称是可以达到CD级别的听感。但是,前提是需要使用高通CSR的芯片。


另外,索尼也有自己的高音质蓝牙音频技术LDAC,可以提供 3 倍于常规蓝牙的带宽,最高码率可支持到和990kbps,基本可以满足 24bit/96KHz 品质的音乐压缩传输与还原,但目前仅支持索尼旗下几款设备。也就是说其他厂商没法使用。


值得一提的是,华为在2018年P20系列发布会上也推出了新一代高清传输标准 HWA(Hi-Res Wireless Audio),从前端解压到后端数字模拟转换都做了标准规范,确保音频文件在全链路上面保证不受损伤。但目前主要还是局限于华为自己的一些产品上。


所以,对于其他的TWS耳机品牌厂商来说,除了高通之外,可以选择的高音质蓝牙音频技术方案是很有限的,而这在某种程度上也阻碍了TWS耳机在音质上的提升。


四、蓝牙BLE Audio将改变TWS耳机市场现状?


为了解决目前TWS耳机市场所面临的“双耳连接”的专利问题和“音质”技术专利问题,据紫光展锐执行副总裁王泷透露,蓝牙技术联盟可能将会针对TWS耳机市场推出全新的蓝牙BLE Audio来解决这两个问题。


 

“蓝牙BLE Audio将彻底解决双耳连接的专利问题,并且可实现一对多的连接,即一个手机可以连接多个耳机。同时,蓝牙BLE Audio还会加入新的高清音频编码技术来解决音质的问题。”王泷也指出:“蓝牙BLE Audio的推出还需要时间,并且手机端也需要改。不过,他强调,展锐的芯片会在新标准发布的时候,步支持新标准。


也就是说,需要手机端先支持新蓝牙BLE Audio标准,之后TWS耳机支持蓝牙BLE Audio标准才有意义。所以,如果蓝牙BLE Audio标准会在明年推出的话,那么基于蓝牙BLE Audio的TWS耳机的爆发可能需要等到2021年。


从以上的介绍来看,如果说,蓝牙5.0的推出加速了TWS耳机市场的爆发,那么蓝牙BLE Audio标准的推出,或将加速TWS耳机的普及。因为其将一下子解决目前TWS耳机市场所面临的不分主副的双耳连接的专利问题和无线音频的音质问题,使得下游的终端厂商可以以更低的成本获取更为优质的解决方案,而这也必将加速TWS耳机的普及。


而随着TWS耳机的体验的提升和成本的降低,未来头部的手机厂商可能会将其与自家的手机进行打包销售,直接买手机送TWS耳机,让TWS耳机成为手机“in box”的标准配件,类似现在买手机所标配的有线耳机。而此举将意味着未来的TWS耳机市场将会被头部的手机厂商所占据。


“为什么华为、小米、OPPO、vivo、魅族等手机品牌厂商都要来做TWS耳机?一方面确实是TWS耳机市场很大,进来有利可图。另一方面则是因为,TWS耳机所面临的问题并不仅仅是耳机本身的问题,手机端的兼容性也是一个问题。特别是一个新的蓝牙BLE Audio标准出来,肯定是要有一个磨合期。因为每个人对标准的解读都不一样,最后的结果是互通可能有问题。只有既掌握了手机又掌握了耳机技术,才有可能以最快的速度把这个事做好。而TWS耳机未来还将会是手机厂商AI能力的延伸。”王泷进一步解释到。


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P: 2019-11-30 18:01:47

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又变成无线的了

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