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        TWS藍牙耳機大爆發

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        TWS藍牙耳機大爆發

        發布日期:2019-11-18 作者: 點擊:

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        隨著智能機外觀功能的不斷進化,不斷有廠商為了將手機做的輕薄、簡約,而不斷省去一些傳統的手機按鍵、接口,比如取消了3.5mm 耳機接口,但這也使得消費者需要用轉接線轉接耳機來聽歌,而且還不能一邊聽歌一邊充電。對于這一問題,無線耳機是一個很好的解決方案。特別是自2016年蘋果AirPods無線耳機發布以來,無線耳機變得越來越流行,整個市場也開始逐漸爆發。

        無線藍牙耳機市場前景廣闊

        無線藍牙耳機其實早在十年前諾基亞時代就有出現,但隨著蘋果的 Airpods 的發布,將無線藍牙耳機市場推向了一個高潮。首先從定義上看,TWS 為 True Wireless Stereo的縮寫,是真正無線立體聲的意思。TWS 耳機沒有傳統的物理線材,左右2個耳機通過藍牙組成立體聲系統,手機連接一個接收段就可以,這個接收端會把立體聲分一邊通過無線的方式給到另一個接收端,組成立體聲。

        由于 TWS 耳機左右單元無物理連接的特性,所以一般情況下都不是通過 microUSB接口充電。因此幾乎所有的 TWS 耳機都配備了兼具充電和收納功能的便攜時充電盒,有的便攜盒內部本身還集成了移動電源。沒電的時候只要把耳機放入盒內,自動斷開連接,即可充電,非常的方便。

        ▲蘋果AirPods

        與傳統耳機相比,TWS 無線耳機具有以下幾個優點:

        采用無線結構設計,摒棄有線煩惱,運動攜帶更方便。

        實現無線立體聲,提升音質效果,連接穩定。

        續航能力得到提升。

        耳機內采用多重傳感器,是人工智能助手和智能家居的便捷入口。

        使用方式多樣,既可獨自使用,又可分享。

        相比之下,目前傳統耳機市場已經逐步進入成熟,從 ZOL 統計的國內市場品牌關注度情況來看,一線熱門品牌索尼、森海塞爾、鐵三角和AKG 總關注接近50%,馬太效應愈發顯著,三四線品牌生存空間不斷縮小。同時一線耳機品牌廠商也遭遇了增長瓶頸。于是,眾多的耳機廠商紛紛進入無線耳機這一新興藍海市場。

        根據 ZDC 的數據也顯示,目前市場上對無線耳機的關注度高達 68%,遠遠高于其他功能的耳機的關注度。

        根據Grand View Research統計,2018年美國智能頭戴式無線耳機市場規模約10億美元,無線耳機在整個智能頭戴設備市場的比重高達86.9%,未來四年復合增速為26.4%。

        而根據GFK的數據預測,2016 年無線耳機出貨量僅 918 萬臺,市場規模不足 20 億元。GFK 預計2018 年無線耳機出貨量同比增加 41%,市場規模將達 54 億美金。到了 2020 年 TWS無線耳機的市場規模將達到 110 億美金。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。

        目前市面上主流的無線耳機有蘋果 Airpods、Sony、漫步者、森海塞爾、JBL、JEET和 Bose 等等,主要來自于傳統音頻產品制造商的業務延伸以及智能手機品牌商的智能終端周邊產品。

        制約 TWS 耳機發展的瓶頸之一在于昂貴的價格。由于無線藍牙耳機放棄了有線連接,使得電池與控制電路必須內置,因此具有小體積、高集成度的特點,技術、工藝、品牌成本較高。此外,TWS 耳機對接高端用戶需求,通常需要搭載語音助手、手勢控制、主動降噪等高級功能,這也使其價格進一步拔高。比如,蘋果 AirPods價格約為1276元、索尼降噪豆價格達到了1599元

        不過經過這兩年的發展,在無線耳機技術進步與量產規模的提升下,無線耳機功能強大的同時性價比也在提升。特別是國產TWS耳機的性價比優勢開始凸顯。比如小米推出的藍牙無線耳機Air售價僅為399元。

        得益于國產TWS耳機在性價比上的優勢,也成功推動了國內TWS耳機市場的快速成長。

        根據GFK對國內 30 個城市 TWS 耳機銷售統計數據,可以看到 2018 年國內市場呈現高速增長,三季度線上+線下銷售共計 135.4萬臺,同比增長 355.89%,單季度銷售規模 7.59億元,同比增長 517.07%。

        藍牙 5.0 將成巨大推力

        從另外一個角度而言,藍牙技術的不斷突破使得 TWS 耳機更加強大,這將成為藍牙耳機滲透的巨大助力。藍牙 V5.0 相比前代技術擁有以下優勢:

        藍牙 5.0 主要針對低功耗設備,有著更廣的覆蓋范圍和相較現在四倍的速度提升。

        藍牙 5.0 還加入了室內定位輔助功能,結合 Wi-Fi 可以實現精度小于 1 米的室內定位。

        藍牙 5.0 的傳輸速度上限為 24Mbps,是之前 4.2LE 版本的兩倍,傳輸級別更是達到無了損級別。

        藍牙 5.0 的有效工作距離可達 300 米,是之前 4.2LE 版本的 4 倍。

        藍牙 V5.0 自發布之后不到一年內的時間內,便快速導入一線智能手機品牌,滲透速度較所有前期藍牙技術都快。

        此外,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的TWS 無線藍牙耳機的芯片。

        這將使得藍牙 V5.0 開啟對消費電子周邊產品、無線發射產品以及其他 IoT 核心設備的大范圍應用的征程。

        無線耳機、頭戴式耳機和耳塞將成為音頻藍牙設備出貨增長的主要驅動力,細分應用領域的占有率將超過 80%(其余為便攜式受話器、家庭游戲機、聽診器等)。

        LHDC 抹平了無線與有線的音頻質量差距

        由于藍牙耳機的工作原理涉及解碼-編碼-解碼的傳輸過程,因此藍牙耳機與有線耳機相比,有損編碼將使得藍牙耳機在支持高清音樂播放上存在短板。此時 LHDC(Low Latency and High-Definition Audio Codec)低延遲和高清音頻解碼器技術橫空出世,以逼真的高清無線音頻抹平了藍牙設備與有線設備音頻質量差異,使藍牙設備為用戶提供便利的同時帶來高品質享受。

        由于 LHDC 能夠提供 3 倍于 SBC 的數據傳輸量,因此 LHDC 能夠提供更多的細節和更好的聲場,音質更加出色。

        目前Z廣泛使用的藍牙音樂傳輸解碼器是 SBC 和蘋果的 AAC(Advanced Audio Coding),但兩者的碼率只有 320kbps。此外高通和索尼分別推出了 aptX/APT-X HD 和LDAC,Z高碼率可分別達到 576kbps 和 990kbps。

        LDAC 是索尼開發的的高音質藍牙音頻技術,可以提供 3 倍于常規藍牙的帶寬,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。

        華為在 2018 年 P20 系列發布會上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。HWA 標準在實際輸出電平、信噪比、總諧波失真以及動態范圍等等重要指標比舊有標準更高的極限表現。目前 HWA 已經應用在 Mate 10 系列及后續發布的華為旗艦智能機、FiiO BTR3 藍牙放大器等產品,未來 HWA 聯盟旗下產品將不斷問世。

        蘋果AirPods:引領無線耳機潮流

        2016年9月,蘋果在秋季新品發布會上推出iPhone 7的同時,發布了其首款無線耳機AirPods。

        AirPods耳機內置的紅外傳感器能夠自動識別耳機是否在耳朵當中進行自動播放,續航時間高達 5 小時,帶上耳機則自動播放音樂,雙擊耳機開啟 Siri,充電盒支持 24 小時續航,只需要打開就可以讓 iPhone 自動識別。

        AirPods 配備了定制的 Apple W1 芯片,使用光學傳感器和運動加速感應器來檢測用戶是否已將它們戴入耳中。無論是雙耳同時使用 AirPods,還是僅佩戴其中一只,W1 芯片都能夠自動傳送音頻和激活麥克風。當用戶在打電話或與 Siri 交談時,額外的加速感應器與采用波束成形技術的麥克風默契協作,可過濾掉背景噪音,清晰鎖定用戶的聲音。

        由于低功耗的 W1 芯片對電池續航時間的管理十分出色,因此 AirPods 一次充電即可Z長聆聽 5 小時,表現出眾。由于充電盒額外提供多次充電,這款耳機可滿足超過 24 小時的電量使用。需要快速充電只需放入充電盒中 15 分鐘即可獲得Z長可達 3 小時的使用時間。

        根據 ifixit 網站的拆解,AirPods 這款耳機的耳塞部份包含一個單面電路板(PCB)、一個雙面PCB,以及一個小型軟管延伸至Airpods底端。在單面PCB上,我們可以看到W1 SoC、一款 Cypress SoC、意法半導體(STMicroelectronics)的低壓降(LDO)穩壓器,以及一些其他組件。

        而在雙面 PCB,我們在其中一面發現了一款 Maxim 音訊編譯碼器、一款 Bosch BMA280加速度計。而在另一面,我們發現了意法半導體的超低功耗 3 軸加速度計、意法半導體LDO 穩壓器,還有一款無法辨識的光傳感器與一些被動組件。

        在每一臺 Airpods 末端的軟管和電池組裝中,我們看到了來自 Goertek 的 MEMS 麥克風組件。

        每一臺 Airpods 的設計和芯片數都是一樣的。在兩個耳塞內部以及充電盒的主要 IC 組件及其數量如下表所示:

        AirPods 在短短一個月時間內就成為美國Z受歡迎的無線耳機,根據市場調研機構 Slice Intelligence 的數據,發行短短一個月已占據 26%的市場份額,超過 Beats 和 Bose 耳機的份額。

        Airpods 2 代發布,全方位提升點燃需求

        今年3月20 日,蘋果又正式上架了Airpods 2 代。帶標準充電盒的 AirPods 售價 1279 元人民幣,帶無線充電盒的 AirPods 售價 1599元人民幣。無線充電盒單獨購買價格為 679 元人民幣。

        新款 Airpods 配備了蘋果全新的 H1 耳機芯片,可使設備無線連接更加快速和穩定,關聯設備切換速度提升為原來的 2 倍,接電話連接速度Z快提升至原來的1.5 倍,游戲時延遲Z多降低 30%。除了連接速度外,新款 Airpods 在充電速度方面也有明顯提升,僅需 15 分鐘充電就能支持 3 小時聆聽時間或 2 小時通話時間。

        續航能力顯著提升,新款 Airpods 搭配無線充電盒,不僅本身一次充電可以聆聽 5 小時音樂或 3 小時通話,通過無線充電盒增加的額外容量,能夠支持拆過 24小時的續航。

        Airpods 2還支持語音喚醒 Siri 助手,用戶僅需說出“嘿,Siri”,便可被語音加速傳感器和波束成形技術的麥克風精準捕捉。此外,Airpods 2 還搭載了光學傳感器和運動加速傳感器,加入了手勢操控功能。

        可以說,Airpods 二代的發布補齊了此前一代產品的諸多短板,有望進一步大賣。

        根據預計,2018E/2019E/2020E AirPods的出貨量為 0.26/0.5/0.7 億臺,2021 年有望超過1 億臺,出貨量同比分別增長 100.0%/92.3%/40.0%/42.9%。

        華為、小米等安卓手機廠商陸續跟進

        華為目前發布了兩款 TWS 真無線藍牙耳機, FreeBuds 以及 FreeBuds 2 Pro。其中華為 FreeBuds 2 Pro 是華為首款支持 HWA 標準的真無線藍牙耳機。華為 FreeBuds 2 pro 不僅支持 Hi-Res Wireless Audio,還支持無線充電。同時還擁有Z新的骨聲紋解鎖技術,可以準確獲取說話時機主的骨聲紋信息,配合 AI 人工智能識別技術,一句話即可完成機主身份驗證。

        骨聲紋 ID 讓支付變得簡單,掏出手機,無需解鎖和其他操作,只需一句“支付寶支付”或者“微信支付”,二維碼界面便會自動打開。此款耳機單次充電耳機通話時間可達 2.5小時;配合充電盒存儲的多次額外充電的電量,通話時間可達 15 小時,聽音樂可達 20小時此外,HUAWEI Mate 20 Pro 手機可給耳機盒反向充電,出門在外緊急補電輕松應對。

        在 MIDC 2018 小米 AloT 開發者大會上,小米公布了小米專場聲學標準實驗室項目, 符合小米聲學標準的產品已經有小愛音箱、小米手機、小米筆記本電腦、小米智能鬧鐘等。2018 年小米發布了自家兩款 TWS 真無線藍牙耳機,小米真無線藍牙耳機 Air 和小米藍牙耳機 AirDots 青春版。

        小米藍牙耳機Air Z大的特點即支持主動降噪,并且主副耳可以自由切換,可獨立使用。而小米藍牙耳機 AirDots 青春版,采用升級的藍牙5.0連接,兩款耳機均支持小愛同學自能語音助手。

        ▲小米藍牙耳機Air

        TWS 耳機供應鏈成熟,國內企業舞臺廣闊

        任何一個智能終端的高速發展離不開成熟的供應體系的支撐,TWS 耳機的異軍突起正是有足夠強大的供應鏈作為支撐,才能不斷通過產品升級帶來更好的用戶體驗,以及制造工藝的改良以降低成本。我們梳理了大量已上市 TWS 耳機產品的拆解報告,總體來看 TWS 耳機主要可以分為充電盒與耳機兩大部分。

        充電盒部分的功能核心是續航,因此電源管理 IC 與鋰電池是Z重要的組成部分。電源管理芯片組包含充電芯片、同步整流升壓轉換器、低壓差穩壓器、負載開關、輸入過壓過流保護芯片等。

        得益于從 MP3、數碼相機到智能手機與平板電腦的長足發展,智能終端產業業已形成高度成熟供應體系,可以看到許多優秀的國內企業活躍在供應序列之中。

        無線耳機部分的核心功能是音頻解碼與揚聲,同時作為無線耳機必須具備與終端的通訊能力。因此 TWS 耳機主控芯片成為核心組成,這也是其區別于有限耳機的關鍵。主控芯片通常還集成其他各類芯片,一起對 TWS 耳機賦能,構成智能化的硬件基礎。通常一部 TWS 耳機會包含電源管理 IC、藍牙 IC、音頻解碼 IC 以及無線通信 IC。此外,TWS耳機還搭載了一系列傳感器,如紅外距離傳感器、骨聲紋傳感器等,傳感器是 TWS 耳機成為物聯網核心設備的基礎。

        目前市面上主要的 TWS 耳機藍牙方案來自于以下供應商(蘋果采用自家方案),行業形成了所謂的 C(CRS 高通)、B(BES 恒玄)、A(Airoha 絡達)的”CBA“格局。其中高通 CSR 方案在高端 TWS 耳機中Z為常見,市占率Z高。

        而從揚聲器部分來看,目前動鐵方案相比動圈方案擁有體積優勢(同體積的動鐵與動圈,動鐵擁有更高的靈敏度,能讓聲音更清晰;同等清晰度的動鐵與動圈,動鐵體積更?。⒃趲椭?TWS 的腔體容納更多的元件。相同聲壓級輸出下,動鐵耗電僅為動圈的20~30%。動鐵相比動圈的解析力優勢和 TWS 趨勢一樣不言而喻。TWS 時代有望成為動鐵的時代。

        我們梳理了市面上主要 TWS 耳機品牌的耳機部分部件供應商情況,可以看到主控芯片主要由高通、絡達、恒玄和瑞昱四大品牌壟斷,同時隨著無線藍牙芯片解決方案的普及,音頻解碼、藍牙通信與充電管理功能也在逐步由主控芯片兼容。耳機攜帶的紐扣電池主要來自德國 VARTA 與國內鋰電池制造商。

        TWS 耳機的制造過程包含大量的精密裝配工藝和檢測工序,以 1more TWS 耳機制造過程為例,一共涉及近 30 個制造工藝和 12 道測試工序,這對 ODM/OEM 廠商提出較高要求,如下圖:

        Airpods 的工藝則成為了智能終端制造的新里程碑,一條產線使用的工人達數百人,如何將數百個精密零件準確的裝入耳機大小的空間成為難以跨越的護城河。Airpods 使用雙面 FPC,制造難度更高。耳機部分使用 4 顆 BGA(Ball Grid Array,焊球陣列封裝),90%以上的元件尺寸為 0402 或更小,使得良品率偏低。充電盒部分由于并無尺寸限制,制造相對簡單,包括 3 顆 BGA、60%左右 0402 尺寸元件等。

        從AirPods的供應鏈來看,立訊與歌爾為 AirPods 組裝廠商,受益于較佳自動化產線,AirPods 事業已成為公司的成長動能之一。華立捷是 AirPods 獨家 VCSEL供貨商,也將受惠于 AirPods 強勁成長動能。


        本文網址:http://www.upholic.com/news/458.html

        關鍵詞:TWS藍牙耳機PCBA,TWS藍牙耳機

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