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TWS耳機的未來:藍牙BLE Audio將至,手機大廠將一統天下?
2019-11-25


近年來,隨著智能機廠商追求輕薄、簡約、防水等特性,手機的接口和物理按鍵開始被逐步減少,蘋果就率先取消了3.5mm耳機接口,隨后不少手機廠商紛紛跟進,使得用戶需要通過數據接口來聽歌,但是這會遇到一個問題,那就是用戶無法在一邊充電一邊聽歌。而真無線藍牙耳機(TWS耳機)的出現,則很好的解決了這個問題,同時也解決了以往有線耳機存在的線纜纏繞的問題。


特別是在蘋果2016年推出AirPods之后,推動了整個TWS耳機市場及產業鏈爆發,吸引了眾多的上下游廠商的加入。而隨著TWS耳機產業鏈的快速成熟,TWS耳機的價格也呈現出了持續下滑的態勢,比如Redmi Airdots的定價就已低至99.9元,一些白牌TWS更是低至了5個美金,這也進一步加速了TWS耳機滲透率的提升。芯智訊認為,未來TWS耳機有望成為智能手機的標配。而當下群雄并起的TWS耳機“戰國時代”,屆時將會演變成,由頭部手機廠商一統天下!


在11月19日舉行的“紫光展銳媒體溝通會—泛連接專場”活動上,紫光展銳

執行副總裁王瀧也表示,隨著上游產業鏈的成熟,TWS耳機成本將快速降低,特別是未來藍牙BLE Audio標準的推出,將解決目前TWS耳機面臨的雙耳傳輸專利問題和音質問題,未來手機廠商可能會將其與自家的手機進行打包銷售,直接買手機送TWS耳機,讓TWS耳機成為手機“in box”的標準配件。而此舉將意味著未來的TWS耳機市場將會被頭部的手機廠商所占據。


當然,頭部手機廠商所標配的TWS耳機,主要還是會是一些相對低端的TWS耳機。而高端TWS耳機也依然會有市場,比如支持主動降噪、更高品質的音質、支持語音AI等高階的能力。


一、TWS耳機市場還有10倍的成長空間?


根據市場調研機構IDC的預測,2019 年可穿戴設備市場全球出貨量有望突破 2.229 億臺,若按照7.9%的復合年增長率來計算,2023年市場規模將增加至 3.023 億臺,而可穿戴市場增長的主要驅動力就是智能手表和TWS耳機設備,在2023年的可穿戴市場占比份額將超過70%。


根據 Counterpoint 以及 KGI 此前的預測數據顯示,2016年全球TWS耳機出貨量僅 918 萬臺。智研咨詢預計2018-2020 年全球 TWS耳機將實現高速增長,出貨量分別達到6500萬臺、1億臺和1.5億臺,年復合增速達 51.9%。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。




而作為TWS耳機市場的龍頭老大,2018年蘋果Airpods出貨量為3500萬臺,同比增長118.8%。預計2019年-2021年的出貨量將超過5000萬、7000萬和1億臺,出貨量同比將分別增長42.9%、40.0%和42.9%。


從以上的預測來看,未來幾年TWS耳機市場仍將保持高速增長的態勢。那么TWS耳機市場未來到底會成長到多大的規模,它的“天花板”又會是在哪里呢?


正如我們前面所提到的,芯智訊認為,未來TWS耳機有望成為智能手機的標配,這也意味著,TWS耳機市場的“天花板”很可能與智能手機市場的“天花板”一樣高。


目前全球智能手機市場已經趨于飽和,市場已經進入了存量市場的爭奪。根據IDC的數據顯示,2018年全年智能手機出貨量為14.049億臺,年同比下滑了4.1%。如果未來每部智能手機都標配一個智能耳機的話,那么則意味著未來TWS耳機的市場也有望達到14億部左右。


不過,需要考慮到的是,目前的手機市場,一個用戶可能會擁有多部智能手機,但是只要TWS耳機還沒有淪為手機廠商銷售的手機的包裝盒內附送的配件,那么一個用戶通常只會購買一部TWS耳機,因此,保守來看TWS耳機市場也是有望增長到10億部以上的規模。相比預測的2019年的1億臺TWS耳機的出貨量來說,還有著10倍以上的增長空間。


如此看來,現在看似異常火爆的TWS耳機市場可能也僅僅只是剛開始啟動而已,真正的爆發遠沒有到來。因此我們也可以看到,今年亞馬遜、微軟、谷歌等科技巨頭都紛紛殺入了TWS耳機市場。(微軟推出了Echo Buds、微軟也推出了Surface Earbuds,谷歌也推出了Pixel Buds 2.0。)與此同時,還有為數更多的中小玩家也紛紛入局。


而隨著TWS耳機市場的發展和競爭加劇,也帶動了整個TWS耳機上游產業鏈的發展和競爭。


二、TWS耳機市場現狀


1、品牌


目前市面上主流的TWS耳機品牌有蘋果、三星、華為、小米、OPPO、vivo、魅族等,此外還有傳統的音頻設備廠商Sony、漫步者、森海塞爾、JBL、Bose、Beats等等,主要來自智能手機品牌商的智能終端周邊產品以及傳統音頻產品制造商的業務延伸。當然,還有一些數碼設備廠商(比如Anker、倍思、JEET)和一些語音技術廠商(比如出門問問)。



根據研究機構Counterpoint Research公布的最數數據顯示,2019年第三季度,全球TWS耳機市場出貨達到了3300萬部,環比增長22%。市場規模也達到了41億美元。




而從具體的品牌來看,目前蘋果的AirPods無線耳機銷量仍遙遙領先,占據了全球45%的市場份額,不過相比上個季度的53%的市場份額,出現了不小的下滑。而這主要也是因為市場競爭加劇,越來越多的廠商開始殺入,以及其他相對廉價的TWS耳機的沖擊。不過即便如此,蘋果的AirPods依然拿下了整個TWS耳機市場銷售額的60%以上。


雖然國內的小米憑借廉價的小米藍牙耳機Air、AirDots,以及Redmi AirDots的助力,在三季度的出貨量上拿下了9%的市場份額,位居全球第二,但是其銷售額在TWS市場僅排到了第八位。



其他銷量上榜前十的還包括:三星、JBL、Beats、夏新、QCY、Skullcandy、JLAB、Jabra。

2、上游產業鏈


過去幾年,制約TWS耳機發展的瓶頸之一在于昂貴的價格。因為TWS耳機是通過無線連接,使得電池與控制電路都必須內置在體積非常有限的耳機內部,這也對于技術、工藝、成本帶來了較高的挑戰。而隨著上游產業鏈的技術革新以及成本優化,TWS耳機產品的品質、體驗在得到進一步提高的同時、成本也得到了快速的降低,這也直接推動了TWS耳機市場的爆發。而隨著TWS耳機市場的快速增長,也反過推動了上游的主控芯片、模擬芯片、存儲芯片、電池、OEM/ODM 廠商的發展。


首先,TWS耳機都是通過藍牙來進行傳輸的,但是由于TWS耳機具有高度集成、電池容量小等特性,而且還要滿足用戶對于連接穩定性、續航、音質上的要求,所以需要傳輸速率更快、連接更穩定、功耗更低的藍牙連接技術。


2016年6月,藍牙技術聯盟正是發布了新的藍牙5.0標準,而藍牙5.0針對低功耗設備,并且有著更廣的覆蓋范圍,相比之前的4.2BLE有著四倍覆蓋范圍,速度上也提升了兩倍,達到了2Mbps。可以說,藍牙5.0非常適合TWS耳機的需求。


2017年,相關的藍牙5.0芯片及設備開始上市,2018年,多數的智能手機新機都開始支持藍牙5.0標準,滲透速度較所有前期藍牙技術都要快。而這也直接推動了對于支持藍牙5.0標準的TWS耳機的需求。


因此,各大芯片廠商也紛紛順應趨勢,推出了一系列支持藍牙5.0標準的TWS無線藍牙耳機芯片。



目前市場上TWS耳機芯片供應商主要有高通(CSR)、恒玄(BES)、絡達(Airoha)、瑞昱(REALTEK)、炬芯(Actions)、艾邁斯(ams)、紫光展銳、原相、杰理等。蘋果采用的是自己的Apple H1芯片。


以下是部分支持藍牙5.0的TWS芯片:





目前TWS耳機芯片市場出貨較大的還是高通、恒玄和絡達,另外在白牌市場杰理的出貨也很大。


TWS耳機的ODM/OEM供應商主要有:立訊精密、歌爾股份、共達電聲、瀛通通訊等。其中立訊精密與歌爾聲學為蘋果AirPods的組裝廠商。


TWS耳機的模擬IC供應商主要有:韋爾股份、圣邦股份、杰華特等。


TWS耳機的FPC主要供貨商有:鵬鼎、耀華、華通、蘇州福萊盈等。



TWS耳機的存儲芯片供應商主要有:兆易創新(Nor Flash)、Adesto等。


TWS耳機的電池供應商主要有:欣旺達、德國VARTA、紫建電子、曙鵬科技新普科技等。其中,德國VARTA是蘋果AirPods Pro耳機內的紐扣電池的供應商,新普科技是AirPods Pro耳機充電盒內的電池供應商。


另外,華立捷是 AirPods耳機獨家VCSEL供貨商。



在TWS耳機充電盒的主要元器件供應商主要是一些國外廠商,比如ST(意法半導體)、TI等。


三、目前TWS耳機的主要問題


1、左右耳機直連同步無線藍牙傳輸


目前很多的TWS耳機都采用的是左右耳機非同步傳輸的方案,主要有 2.4GHz藍牙信號轉發方案和LBRT磁感應轉發方案兩種。




2.4GHz藍牙信號轉發方案,即數據信號由手機采用2.4GHz藍牙信號傳送到主耳機,然后由主耳耳機將信號同樣以 2.4GHz藍牙信號轉發到副耳。

 

此類方案的優點是:使用一套射頻電路,PCB電路板體積小;缺點是:2.4GHz藍牙信號容易被人體吸收,導致穿透性差(最直接的體驗結果,就是用一只手捂住主耳耳機,副耳機就聽不到聲音了),并且容易受到 WiFi 及其他藍牙信號的干擾。

 

LBRT磁感應轉發方案:是先將信號以高頻段藍牙信號傳輸至主耳機,再通過磁感應轉發技術,同步至副耳機。如此以增強信號的穿透力,并能避免音質損耗,減少延遲。缺點則是需要在耳機中多加入低頻天線。


而不管是何種轉發方案,都會帶來主耳機功耗更大、電池也更快耗盡,而一旦主耳機不工作,副耳機也將無法使用。同時還有連接穩定性和時延上的問題。


因此,相對于需要區分主副耳機的TWS連接方案來說,可以將聲音信號分兩路同時傳遞到左右耳機單元,不分主副耳機的方案,不僅可以有效避免電波損耗,還可以降低延遲以及提高連接穩定性,帶來更好的用戶體驗。


而此前不分主副耳機的TWS聯接方案主要有:蘋果的監聽方案和雙連接方案。



蘋果的監聽方案優勢在于,兼容性好(對于手機端沒什么要求)、穩定性好,支持同步接收,低時延,再加上蘋果的優化,體驗極佳。但是,由于蘋果在該方案上有著非常全面的專利布局,使得其他廠商難以選擇該方案。


而雙連接方案的優勢在于,支持雙耳直連,穩定性好,低時延。但是,其劣勢在于,需要手機端的支持,所以在兼容性上存在一定的問題,特別是跨芯片比較難兼容。例如,高通芯片方案的耳機,與采用蘋果或華為海思芯片的手機就可能無法兼容。所幸的是,目前基于高通平臺的智能手機相對比較廣泛。另外,采用此類方案的耳機,容易出現雙耳信號不同步現象。


需要指出的是,在雙連接方案上高通CSR的專利布局比較完善,這也意味著要想實現雙耳直連,可能就需要采用高通CSR的芯片,而高通方案的成本也相對較高。


不過,市場上也有一些其他的芯片廠商開始另辟蹊徑,通過其他的技術方案來實現不分主副耳機的“雙發”的效果,今年5月,紫光展銳推出的TWS耳機芯片春藤5882就是如此。


據介紹,展銳推出的多連接方案借鑒了成熟的mesh組網技術,組建一個虛擬的網絡,這是一個自組網的模式,實現單連接雙耳,甚至可擴展至多耳機直連,無需同步。而且穩定性很好,低時延,雙耳還可互為備份,同時不需要修改手機端來進行支持,也就是說兼容性很好。




根據展銳公布的數據顯示,相比市場上的TWS競品方案,春藤5882將雙耳的延時降低了30%以上,續航也提高了20%。


“雖然目前市面上其他一些芯片方案也宣稱支持雙耳直連,并且也稱有申請自己的專利,但是蘋果和高通CSR的專利布局比較完善,想要完全避開并不容易,而且這些芯片廠商申請的專利是否成立也還需要評估。”紫光展銳執行副總裁王瀧告訴芯智訊:“展銳的這個方案是具有自主核心專利的,并且已經經過了權威的認證。所以客戶不必擔心專利問題。


憑借著技術上的優勢,展銳春藤5882一經推出很快獲得了市場的認可。據了解,短短幾個月的時間出貨已經超過了數千萬顆。


2、音質問題


對于TWS耳機來說,主要還是用來接收音頻,而音質效果的好壞則直接影響著用戶的體驗。而目前最廣泛使用的藍牙音頻傳輸格式有SBC、AAC和APTX。


SBC是A2DP(Advanced Audio Distribution Profile,藍牙音頻傳輸協議)協議強制規定的編碼格式。所有的藍牙都會支持這個協議,所以所有的藍牙音頻芯片也會支持這個協議。但這個碼率只有 320kbps。這個碼率雖然和高品質的MP3差不多。但是,因為藍牙傳輸中間設備是需要轉碼,以MP3文件為例,轉碼過程為 MP3->PCM->SBC->PCM, 每次轉碼都會損失細節,所以導致SBC的聽感會比原始的MP3要差不少。


AAC(Advanced Audio Coding)是蘋果主推的音頻傳輸格式,雖然是一種高壓縮比的編碼算法,效果要優于SBC,但由于其碼率與SBC相同,也只有 320kbps,所以兩者實際效果相差并不大。


APTX是CSR公司的專利編碼算法,在被高通收購后,APTX則開始被高通大力推廣普及在其芯片當中。aptX分為三種:aptX,aptX HD和aptX Low Latency,最高碼率可達到576kbps,據稱是可以達到CD級別的聽感。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質藍牙音頻技術LDAC,可以提供 3 倍于常規藍牙的帶寬,最高碼率可支持到和990kbps,基本可以滿足 24bit/96KHz 品質的音樂壓縮傳輸與還原,但目前僅支持索尼旗下幾款設備。也就是說其他廠商沒法使用。


值得一提的是,華為在2018年P20系列發布會上也推出了新一代高清傳輸標準 HWA(Hi-Res Wireless Audio),從前端解壓到后端數字模擬轉換都做了標準規范,確保音頻文件在全鏈路上面保證不受損傷。但目前主要還是局限于華為自己的一些產品上。


所以,對于其他的TWS耳機品牌廠商來說,除了高通之外,可以選擇的高音質藍牙音頻技術方案是很有限的,而這在某種程度上也阻礙了TWS耳機在音質上的提升。


四、藍牙BLE Audio將改變TWS耳機市場現狀?


為了解決目前TWS耳機市場所面臨的“雙耳連接”的專利問題和“音質”技術專利問題,據紫光展銳執行副總裁王瀧透露,藍牙技術聯盟可能將會針對TWS耳機市場推出全新的藍牙BLE Audio來解決這兩個問題。




“藍牙BLE Audio將徹底解決雙耳連接的專利問題,并且可實現一對多的連接,即一個手機可以連接多個耳機。同時,藍牙BLE Audio還會加入新的高清音頻編碼技術來解決音質的問題。”王瀧也指出:“藍牙BLE Audio的推出還需要時間,并且手機端也需要改。不過,他強調,展銳的芯片會在新標準發布的時候,步支持新標準。


也就是說,需要手機端先支持新藍牙BLE Audio標準,之后TWS耳機支持藍牙BLE Audio標準才有意義。所以,如果藍牙BLE Audio標準會在明年推出的話,那么基于藍牙BLE Audio的TWS耳機的爆發可能需要等到2021年。


從以上的介紹來看,如果說,藍牙5.0的推出加速了TWS耳機市場的爆發,那么藍牙BLE Audio標準的推出,或將加速TWS耳機的普及。因為其將一下子解決目前TWS耳機市場所面臨的不分主副的雙耳連接的專利問題和無線音頻的音質問題,使得下游的終端廠商可以以更低的成本獲取更為優質的解決方案,而這也必將加速TWS耳機的普及。


而隨著TWS耳機的體驗的提升和成本的降低,未來頭部的手機廠商可能會將其與自家的手機進行打包銷售,直接買手機送TWS耳機,讓TWS耳機成為手機“in box”的標準配件,類似現在買手機所標配的有線耳機。而此舉將意味著未來的TWS耳機市場將會被頭部的手機廠商所占據。


“為什么華為、小米、OPPO、vivo、魅族等手機品牌廠商都要來做TWS耳機?一方面確實是TWS耳機市場很大,進來有利可圖。另一方面則是因為,TWS耳機所面臨的問題并不僅僅是耳機本身的問題,手機端的兼容性也是一個問題。特別是一個新的藍牙BLE Audio標準出來,肯定是要有一個磨合期。因為每個人對標準的解讀都不一樣,最后的結果是互通可能有問題。只有既掌握了手機又掌握了耳機技術,才有可能以最快的速度把這個事做好。而TWS耳機未來還將會是手機廠商AI能力的延伸。”王瀧進一步解釋到。



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