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TWS耳机产业链爆发,2019年厂商关注四大趋势!

2016年9月,苹果在秋季新品发布会上发布了其首款TWS无线耳机——AirPods。该耳机售价159美金,外形与剪掉线的EarPods类似,当时大家并不看好它。然而,AirPods在上线一个月内,就成为了美国最受欢迎的无线耳机品牌。目前,其市场份额高达60%,已经成为全球销量最高的无线耳机品牌。

AirPods的热卖,带动TWS耳机风靡全球。截至2018年年底,全球8大芯片厂商共计推出了18款TWS耳机解决方案。同时,随着蓝牙5.0技术的普及,TWS耳机还有望在短期内迎来爆发式增长。

国内TWS耳机产业链尚未成熟

TWS耳机又被称为真无线蓝牙耳机,“TWS”是指“True Wireless Stereo”(真·无线立体声)。由于TWS耳机没有物理线材束缚,左右两个耳机通过蓝牙组成立体声系统,使得用户在听音乐、打电话、佩戴等方面都具有很好的体验。

国内TWS产业链还不成熟主要体现在国产芯片方面。在通讯方面,除了苹果AirPods的双耳通讯相对稳定之外,其他品牌的TWS耳机都存在一些问题,如一个耳机有声,一个耳机无声,或者玩游戏时音画不同步等。这不是芯片本身的缺陷,而是受技术水平限制的问题。与苹果AirPods产业链对比,国内TWS耳机产业链可能还落后半年至一年。国内各种传感器、算法、蓝牙芯片、电池都在发展中,未来一年到一年半内,这个产业将更成熟。同时,“当前国内TWS产业链呈现‘一窝蜂’的状态。肯花时间和精力深耕产业、坚持完善基本性能的企业并不多。我们提前两年就布局了TWS产品的专利技术,这为万魔后期TWS耳机能够顺利出海销售起到了决定性的作用。”

国内的蓝牙耳机芯片原本已经形成了相对成熟稳定的格局,但AirPods的推出给整个产业带来了新的技术和市场方向,业界开始竞相推出新一代的TWS蓝牙耳机芯片。在苹果推出AirPods之前,业界其实已经有TWS产品,但局限于当时蓝牙芯片技术和耳机产业链上的不足,TWS耳机的效果和体验差强人意,没有得到很好的市场发展。

TWS耳机的技术痛点仍待解决

与传统的蓝牙耳机相比,TWS耳机完全除去了物理线,在体积、尺寸、功能多样性、使用体验等方面具有更大的优势,这让TWS耳机面临着更多的挑战。

TWS耳机的技术痛点主要体现在以下几点:第一,如何进一步缩小耳机尺寸且不影响续航力;第二,如何保证长时间佩戴而不影响舒适度;第三,如何保证在干扰强的环境中仍具备良好的无线通讯能力。其他方面,如量产、成本、效率等也值得关注。

生产一个“会响”的TWS耳机很容易,生产一个品质好的TWS耳机非常难。TWS耳机内部的各种元器件都挤在一起,还要保证降噪效果和语音识别率。万魔的做法是自主设计天线、传感器、动铁/动圈喇叭以及算法,给TWS耳机带来更好的性能和更多的功能。当前TWS耳机的操作并不方便。以按键式TWS耳机为例,左边按两下是上一曲,按三下是音量减,右边按两下是下一曲,按三下是音量加。整个过程非常复杂,即使后来有了敲击方案,但操作体验算不上便捷。另外,电池空间有限,降功耗成为厂商关注的重点。苹果为TWS耳机树立了一个“标准”,即:单次充电通话时长不低于2.5小时,听音乐时长不低于3小时。后续的厂商都以此为底线,对功耗提出了更严苛的要求。

双耳通讯的稳定性和Delay(时延)问题也是痛点。双耳通讯稳定性和Delay主要涉及芯片技术,且与IP阻断有关,这些都需要从芯片层面努力。

TWS耳机需要具备很好的双耳同步、应对复杂使用场景和强抗干扰的能力。为此,要在UI(User Interface,用户界面)层面做大量的工作,这要求TWS耳机主芯片在先进工艺、高集成度和超低功耗,在不增加体积的前提下,进一步提升主芯片的处理能力,集成AI语音算法,实现更好的降噪效果。

TWS耳机的方案和芯片现状

·三种主流方案

iPhone的手机芯片与AirPods的耳机芯片都由苹果自主研发,与iOS系统高度匹配。AirPods采用双耳同步传送方案,其左、右两边的耳机均可连接手机,人体对于信号的干扰程度小,连接稳定性好。不过该方案的兼容性不强,无法很好地实现跨平台兼容。苹果还在蓝牙低频转发技术上注册了多项专利,给后来者设立了不少研发路障。

通用芯片厂对蓝牙芯片的研发起步较晚,早期的蓝牙芯片只能满足带线蓝牙耳机的连接需求,无法保证TWS耳机双耳通讯的稳定性。在经典方案中,手机的数据信号用2.4GHz蓝牙信号传送到主耳机,主耳机再将数据信号以同样的方式转发到副耳机。这类方案只需一套射频电路,PCB电路板的体积很小,只是2.4GHz蓝牙信号容易被人体吸收,易受WiFi和其他蓝牙信号干扰。

在新一代LBRT磁感应转发方案中,数据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传输至副耳机,以此来增强信号穿透力、避免音质损耗、减少延迟。不过,该方案需要在耳机中增加低频天线。据悉,LBRT磁感应转发方案是除了苹果之外的其他TWS耳机厂商的主流方案。

·蓝牙芯片的特点

随着用户对TWS耳机的功能要求越来越高,对芯片的要求也更加严格。

万魔采用半定制芯片,内部集成了特制算法。其耳机UI、降噪、DSP、数字信号处理等均由万魔自主开发,以求在互动、音质、无线性能、降噪算法方面给用户带来最佳体验。为此,万魔推出了无线三单元Hi-Fi系列降噪圈铁耳机,兼顾降噪与Hi-Fi。

通用型的蓝牙SoC已经无法满足所有细分领域的需求。在这种情况下,终端客户会选择采用专用芯片。而TWS耳机内部板子的空间非常小,这就要求专用芯片的封装也要尽可能地小,而这正是楼氏的智能麦克风的最大优势之一。

目前TWS耳机的芯片都是专用芯片,这类芯片的处理能力相对较强,用在蓝牙对耳或蓝牙普通耳机中可以带来更多的功能。高端的蓝牙芯片还具备主动降噪、智能语音识别等额外功能,给使用者带来了更好的音乐音质和电话语音质量。

TWS耳机的四大发展趋势

·趋势一:耳机头的大小变化不大

在前文中我们提到,AirPods的外形就像是剪掉线的EarPods。AirPods的ID是在EarPods的基础上设计的,即使是苹果,在TWS耳机上采用这个ID也极具挑战性。AirPods的电池置于底部的“杆子”中,“杆子”的存在还能更好地实现降噪和语音识别。万魔自主品牌的TWS耳机未采用类似的ID,它的形状更像是一个纽扣,其挑战性更大。

TWS耳机的尺寸将会更小。从有线耳机,到颈戴式耳机,再到TWS耳机,这些耳机外形的变化都体现了小型化的趋势。在他看来,TWS耳机还不够小,佩戴起来仍会感觉笨重。

消费者还希望TWS耳机具备ANC(Active noise control,主动降噪)、语音识别等功能,这要求芯片厂商提供更小体积的芯片,电池厂商提供能量密度更高的电池。楼氏电子主推的动铁喇叭只占1/5的耳机空间,可为其余元器件和电池腾出更多空间,越来越多TWS耳机厂商选择动铁喇叭。

“TWS耳机的耳机头已经足够小,未来的趋势是在耳机头尺寸不变的基础上集成更多的功能。”追求耳机的“轻”和“小”本质上是为了佩戴更舒适。“同时,TWS耳机的ANC效果还会继续发展。虽然带橡胶套的入耳式耳机的降噪效果更好,但是在佩戴时间一久舒适度会大打折扣。一般在不听音乐或打电话时,大家都会摘掉入耳式耳机,否则听不到外界的声音,半入耳式耳机不存在这种问题。TWS耳机的尺寸是否会更小,是半入耳式还是入耳式,主要看产品本身的定义。”

·趋势二:耳机厂商将会两极分化

如果关注市面上的TWS耳机产品,可以发现它们主要从属于三类厂商。一类是智能手机厂,其耳机产品作为手机的配件推出。一类是传统音频厂,其耳机主要追求音质的优越性。第三类是其他厂商,其中包括了既有ODM业务,又有自主“1MORE”品牌的佳祺电子。

音频厂的TWS耳机追求音质,普通消费者对音质并不敏感,对功能却有更多要求。手机厂的TWS耳机功能丰富多样,且与手机系统有较好的兼容性,对普通消费者而言具有较大的吸引力。但手机厂的主力产品是智能手机,很多手机厂,如华为、OPPO、小米都选择与万魔这类有ODM业务的厂商合作。在专业性方面,这类厂商比手机厂和音频厂更有优势。

蓝牙耳机是作为手机的配件出现,最初主要是用来通话。王奇峰介绍,对老牌音频厂来说,蓝牙耳机的出现并未影响到发烧友对有线耳机的忠诚度,相反还为其带来了更广阔的市场空间,它们吸引了既要求便携又要求音质的一类消费者。

未来TWS耳机厂商将可能出现两极分化。手机厂会坚持半入耳式耳机,比如苹果、华为这类带“杆”的耳机。音频厂出于对音质的追求,坚持带橡胶套的封闭式耳机。手机厂对耳机功能的追求让它们更激进,而音频厂在耳机上的功能集成动作会稍慢。

手机厂的TWS耳机在出货量方面具有优势,在功能性方面也比较激进。

·趋势三:TWS耳机与智能音箱或有竞争

在智能音箱领域,国外有亚马逊、谷歌,国内有百度、小米、阿里巴巴……随着AI在智能硬件产品上进一步落地,TWS耳机与智能音箱是否将在物联网入口上有竞争?

耳机与音箱的受众完全不同。前几年,亚马逊和谷歌带动了智能音箱热潮,在智能语音方面有较好的表现。而手机在智能语音上的占有率最大,蓝牙耳机又与手机紧密相连,且方便携带和佩戴,用它来作物联网入口不但能保护用户的隐私,而且对周围的人干扰也最小。

对此,席金苗补充说,在进入物联网时代之前耳机就已经是语音通讯的入口,相信它也能在物联网入口上发挥作用。佩戴TWS耳机时,麦克风与使用者嘴巴的距离非常近,语音唤醒和语音识别准确率更高。不过,TWS耳机语音芯片的要求更高,它需要在低功耗环境下实现语音识别。楼氏电子推出的AISonic系列音频边缘处理器,兼顾功耗和算力可更好地实现语音识别。

TWS耳机作为物联网入口的优势。他说,穿戴设备成为智能语音入口是当下的趋势,以前是功耗和准确率问题没有完全克服,才会用音箱做智能语音入口。现在TWS耳机的“唤醒”技术已经有了发展,在低功耗环境下保持随时“唤醒”,需要更多的专利技术积累,这种趋势从今年起会逐渐起来。

除了耳机之外,万魔还对智能穿戴、智能家居、智能车载、智能健康四大领域做了布局。对于未来的音频技术应用,“未来是一个‘万物有声’的时代”。

随着苹果新一代TWS耳机的推出,以及Harman等其他大厂支持Google assistant耳机的上市,智能耳机在某种程度上已经开始萌芽。这个产品显著区别于智能音箱,在使用方式上,个人助手的特点将会更加鲜明。类似电影《Her》里面一样,将来耳机会更加贴近个人,更加全天候。智能音箱则更侧重于家庭娱乐和智能家居控制。

·趋势四:高低端产品比例将会发生变化

在市面上不同的蓝牙芯片之间的价格差可达10倍,最低端的蓝牙芯片卖0.3美金/颗,只给蓝牙耳机带来听音乐、打电话的功能。带AAC(Advanced Audio Coding,高级音频编码)功能的高端蓝牙芯片的价格超过3美金/颗,具备主动降噪、语音识别等功能。那么,高低端TWS耳机产品之间的价格差是否会有变大的趋势?

也有业内人士认为,低端和高端TWS耳机产品的价格差不会越来越大。现在TWS耳机用户主趋于年轻化,主要以90后和00后为主,这类人对品质的要求更高。随着工厂加工技术的成熟,未来高端耳机的出货量会逐步增加,价格会维持在一定的水平线上。

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