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解讀 TWS 成長空間,探尋核芯動力

2020-05-15 09:42 信達(dá)證券
關(guān)鍵詞:TWS智能耳機(jī)

導(dǎo)讀:在 TWS 耳機(jī)快速增長的當(dāng)下,除了主控的藍(lán)牙芯片外,其他各個環(huán)節(jié)亦值得關(guān)注。

隨著 TWS 耳機(jī)逐步為用戶所認(rèn)可,出貨量不斷加速提升,2016 年-2019年 TWS 耳機(jī)出貨量分別為 918 萬、2000 萬、4600萬和 1.29 億部。雖有疫情影響,但行業(yè)對 2020 年仍保持樂觀,預(yù)計全年出貨 2.1-2.2 億部。就品牌競爭格局來看,AirPods 在 2019 年 Q4 仍保持了 41%的市占率。雖然非 A 系市占率達(dá)到了 59%,但競爭格局較為分散,如小米 2019 年 Q4 出貨量位居第二,但市占率僅為 8%。

當(dāng)前 TWS 耳機(jī)競爭格局與當(dāng)年的山寨機(jī)群雄并起時期頗為相似,如同智能機(jī)風(fēng)口中誕生的高通、MTK,我們認(rèn)為以 TWS 耳機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展為契機(jī),未來 IoT 產(chǎn)業(yè)中也將誕生同樣級別的芯片巨頭。市場空間方面,目前蘋果陣營 TWS 耳機(jī)滲透率已達(dá) 11%,我們預(yù)計 2020年末達(dá) 20%;而安卓陣營的 TWS 耳機(jī)滲透率僅有 2%,年末滲透率將增至 5%,后續(xù)仍有廣闊的成長空間。

本篇將為大家分享信達(dá)證券的報告《解讀 TWS 成長空間,探尋核芯動力》,供參考學(xué)習(xí)。

1、AirPods 引領(lǐng)行業(yè),TWS 耳機(jī)成為可穿戴新貴

2、長線發(fā)展空間廣闊,硬件升級+生態(tài)建設(shè)雙護(hù)航

3、從主控芯片技術(shù)發(fā)展趨勢,看未來競爭格局

4、不僅是藍(lán)牙,TWS 背后的產(chǎn)業(yè)鏈分析

1、AirPods 引領(lǐng)行業(yè),TWS 耳機(jī)成為可穿戴新貴

1、AirPods 橫空出世,全新定義 TWS 耳機(jī)TWS 為 True Wireless Stereo 的縮寫,意為真無線立體聲。傳統(tǒng)的無線藍(lán)牙耳機(jī)有頭戴式、掛脖式等,兩個揚(yáng)聲器之間都有線材或頭梁連接,體積較大,攜帶不便,而 TWS 真無線藍(lán)牙耳機(jī)則是真正做到了“無線”。早在 2015 年,日本安橋公司便已在 IFA 展上推出具有兩個獨(dú)立耳塞、中間無任何線材連接的真無線藍(lán)牙耳機(jī),但當(dāng)時并未引起廣泛關(guān)注。主要原因在于其連接、續(xù)航及音質(zhì)表現(xiàn)均不佳。

2016 年 9 月 8 日,蘋果公司于秋季新品發(fā)布會上發(fā)布了 AirPods,使得 TWS 耳機(jī)真正意義上進(jìn)入公眾視野。同時,蘋果在當(dāng)屆發(fā)布會上還發(fā)布了首款沒有 3.5mm 耳機(jī)孔的智能機(jī) iPhone 7。這兩款產(chǎn)品均是對過往消費(fèi)電子產(chǎn)品形態(tài)的巨大革新,引領(lǐng)了后來的產(chǎn)品形態(tài)創(chuàng)新。

2、蘋果公司持續(xù)引領(lǐng),非 A 系公司快速跟進(jìn)AirPods作為蘋果公司 2016 年的壓軸產(chǎn)品,自發(fā)布后僅用時一個月就以 26%的市占率成為美國銷量最高的耳機(jī)。此外,AirPods還帶動了無線耳機(jī)的銷售熱潮,根據(jù) Slice intelligence 數(shù)據(jù),2016 年底,美國電商耳機(jī)市場中無線耳機(jī)占比大幅提升至 75%,顯現(xiàn)出對傳統(tǒng)耳機(jī)的強(qiáng)勁替代趨勢。

AirPods 發(fā)布前后美國耳機(jī)市場競爭格局

15-16年美國電商耳機(jī)銷售結(jié)構(gòu)

2019 年 3 月和 10 月,蘋果又相繼推出了 AirPods2 和 AirPods Pro。兩款產(chǎn)品都搭載了新一代 H1 主控芯片。其中 AirPods 2更新了語音控制和無線充電功能。AirPods Pro 引入了 SiP 封裝,進(jìn)一步提高了內(nèi)部元器件集成度,利用節(jié)省出的空間,加入更多的傳感器和芯片,實(shí)現(xiàn)了主動降噪功能,并且縮小了耳機(jī)整體尺寸,增加了其便攜性,AirPods Pro 還通過結(jié)構(gòu)改進(jìn)實(shí)現(xiàn)了 IPX4 級別的抗汗防水。一系列增值功能的引入是 AirPods 系列產(chǎn)品邁向高端耳機(jī)的重要一步,此外,蘋果亦有望于 2020年內(nèi)發(fā)布全新的頭戴式 AirPods 及入門款 AirPods。表 1:AirPods 系列產(chǎn)品對比。

擺脫了傳統(tǒng)耳機(jī)物理連接的束縛,AirPods 展現(xiàn)了有線耳機(jī)和傳統(tǒng)藍(lán)牙耳機(jī)難以比擬的便捷舒適。市場也證明了這款產(chǎn)品的成功,蘋果公司在傳統(tǒng)手機(jī)業(yè)務(wù)銷量表現(xiàn)疲軟的情況下實(shí)現(xiàn)了可穿戴設(shè)備營收的高速增長,2020 年第一季度可穿戴設(shè)備營收達(dá)總營收的 10.9%,同比增長36.9%,成為公司成長的主要驅(qū)動力。

蘋果公司 2017-2021Q3 個季度營業(yè)收入與可穿戴設(shè)備收入

(單位:百萬美元)

AirPods為業(yè)內(nèi)廠商展現(xiàn)了 TWS 耳機(jī)的巨大發(fā)展機(jī)遇。我們在此統(tǒng)計了 2017-2020 年間,各主流品牌廠商的 TWS 耳機(jī)產(chǎn)品。可見業(yè)內(nèi)公司均在積極布局 TWS 耳機(jī)市場,新品發(fā)布不斷加速,呈現(xiàn)百花齊放的態(tài)勢。

(1)手機(jī)廠商:華為、小米等手機(jī)品牌注重與自家智能手機(jī)等產(chǎn)品的適配,以 TWS 耳機(jī)作為自家語音助手交互入口,優(yōu)化多場景應(yīng)用將 TWS 耳機(jī)融入自家智能產(chǎn)品生態(tài)圈;

(2)傳統(tǒng)音頻廠商:森海塞爾、鐵三角等傳統(tǒng)高端音頻廠商則在其 TWS 耳機(jī)產(chǎn)品上發(fā)揚(yáng)一貫的音質(zhì)優(yōu)勢,支持高清音頻編碼;

(3)互聯(lián)網(wǎng)公司:愛奇藝、網(wǎng)易云等互聯(lián)網(wǎng)公司則依靠與自家互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的聯(lián)動推出耳機(jī)硬件。

主流品牌廠商 TWS 耳機(jī)產(chǎn)品一覽

同時通過上表統(tǒng)計可見,除蘋果外,其他 TWS 耳機(jī)廠牌自 2018 下半年起進(jìn)入新品爆發(fā)期。那么為何 2018 年之前少有非蘋果 TWS 耳機(jī)面世呢?

我們認(rèn)為,TWS 耳機(jī)需要把原有的信號接收模塊、解碼放大模塊、通訊模塊以及電池等零部件全部裝進(jìn)拇指大小的設(shè)備中,還要保證連接性和一定的音質(zhì)效果,具有體積小、集成度高、技術(shù)難度高等特點(diǎn)。相比其他廠商,蘋果公司早在數(shù)年前就已提前布局 TWS 耳機(jī)領(lǐng)域,并持續(xù)投入研發(fā)。通過查閱美國商標(biāo)專利局網(wǎng)站,可見蘋果公司在 2010 年起就在不斷申請無線藍(lán)牙耳機(jī)專利,并在 2015 年 10 月注冊了 AirPods 品牌商標(biāo)。

蘋果公司對 TWS 耳機(jī)的提前布局,為 AirPods 贏得先機(jī)。而非 A 系公司看到了商機(jī)后,也積極布局,但受制于技術(shù)積累不足,早期產(chǎn)品市場表現(xiàn)不佳。2018 年前,市場上 TWS 耳機(jī)產(chǎn)品屈指可數(shù),且價格昂貴,首發(fā)價格都在千元以上,部分產(chǎn)品超過兩千元。同時受技術(shù)限制,大部分非 A 系 TWS 耳機(jī)受限于藍(lán)牙傳輸方案不成熟,存在頻繁斷連、高延遲的連接問題,并且續(xù)航較短、左右耳耗電不均,這些問題也導(dǎo)致用戶體驗欠佳。

然而隨著 TWS 耳機(jī)技術(shù)的不斷成熟,市面上非 A 系 TWS 耳機(jī)產(chǎn)品的連接性能大為改善,續(xù)航持續(xù)提升,價格逐漸下沉。為TWS 耳機(jī)的爆發(fā)奠定了基礎(chǔ)。我們對 TWS 耳機(jī)的發(fā)售節(jié)奏做進(jìn)一步分析可見,2018 年下半年之后,非蘋果 TWS 耳機(jī)大量發(fā)售,且價格大多在 1000 元以下。同時間段內(nèi),續(xù)航時間超過 6 小時的產(chǎn)品開始出現(xiàn),部分產(chǎn)品續(xù)航時間高達(dá)八、九小時。

進(jìn)入 2019 年,新發(fā)售產(chǎn)品的續(xù)航時間就再無低于三小時。配合充電盒使用時間,大部分 TWS 耳機(jī)使用時長可超過 20 小時,甚至有產(chǎn)品超過 60 小時。此外,近期發(fā)售的新款 TWS 耳機(jī)中,主動降噪、防水、防汗等功能也開始逐漸普及,大幅提升了產(chǎn)品的用戶體驗。

2016-2019 年主流 TWS 耳機(jī)產(chǎn)品售價(單位:元)

2、長線發(fā)展空間廣闊,硬件升級+生態(tài)建設(shè)雙護(hù)航

1、出貨量快速爬升,2020 年持續(xù)增長

隨著性能的改善,用戶體驗的提升,TWS 耳機(jī)越來越多的為用戶所認(rèn)可,出貨量不斷加速,呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。據(jù) Counterpoint統(tǒng)計,2016 年全球 TWS 耳機(jī)出貨量為 918 萬部,主要由初代 AirPods 貢獻(xiàn);后續(xù)伴隨著 AirPods 新品迭代及非 A 公司切入市場,TWS 耳機(jī)的出貨量增幅不斷擴(kuò)大,2017-2019 年出貨量分別為 2000 萬、4600 萬、1.29 億部,對應(yīng) YOY 分別為 118%, 130%和 179%。連續(xù)三年實(shí)現(xiàn)一倍以上的強(qiáng)勁增長。就季度數(shù)據(jù)來看,2019 年 Q1-Q4 TWS 耳機(jī)出貨量分別為 1750 萬、2700萬、3300 萬和 5100 萬部,呈逐季加速態(tài)勢。

2016-2020 年全球 TWS 耳機(jī)出貨量(單位:百萬部)

展望 2020 年,雖有疫情影響,但我們對 TWS 耳機(jī)市場仍保持樂觀,主要原因如下:

(1)供給端:亞馬遜,谷歌和微軟等技術(shù)巨頭有望進(jìn)入真無線可聽設(shè)備行業(yè),通過平臺化戰(zhàn)略推動行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化;而三星,小米和華為等現(xiàn)有的智能手機(jī)巨頭也將繼續(xù)拓展業(yè)務(wù),開發(fā) TWS 耳機(jī)新品。

(2)需求端:2016、2017 年購買第一代產(chǎn)品即將淘汰,消費(fèi)者的更新?lián)Q代需求將飆升,迎來第一陣換機(jī)潮。

(3)技術(shù)面:LE Audio 低功耗音頻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布,多重串流音頻(Multi-Stream Audio)將允許智能手機(jī)等單一音頻源設(shè)備向多個音頻接收設(shè)備間同步進(jìn)行多重且獨(dú)立的音頻串流傳輸。這意味著藍(lán)牙連接將從根本上支持低延遲的雙耳同傳,徹底解決了低延遲連接方案的技術(shù)難題。

在上述因素的推動下,可以預(yù)見 TWS 耳機(jī)市場規(guī)模仍將保持穩(wěn)步增長,我們預(yù)計 2020 年 TWS 耳機(jī)出貨量將達(dá)到 2.1-2.2億部,5 年平均年復(fù)合增長率約 120%。

2、眾多廠商入局,先發(fā)玩家嶄露頭角

就品牌競爭格局來看,蘋果樹立了 TWS 耳機(jī)價位段及性能的標(biāo)桿,安卓系品牌也在快速擴(kuò)張中。據(jù) Counterpoint 統(tǒng)計,2019年全年 TWS 耳機(jī)出貨量前三名分別是蘋果,小米和三星,占比分別為 47.1%,6.1%和 5.8%。

季度數(shù)據(jù)方面,2019 年 Q1-Q4,全球 TWS 耳機(jī)出貨量分別為 1750 萬、2700 萬、3300 萬及 5100 萬部,其中 AirPods 系列占比分別為 60%、53%、45%及 41%。AirPods Pro 的推出后大受歡迎,供不應(yīng)求,推動銷量穩(wěn)步增長。而安卓陣營的性價比優(yōu)勢凸顯,但格局較為分散。以小米為代表,公司產(chǎn)品主打 LHDC 藍(lán)牙解碼高清音質(zhì),再加之 368 元的親民定價,一經(jīng)推出銷量迅速增長。目前公司市占率位居全球第二,2019 年 Q4 占比為 8.0%,但相較蘋果仍有較大差距。

當(dāng)下 TWS 耳機(jī)的格局與當(dāng)年山寨機(jī)群雄并起之時頗為類似,當(dāng)年山寨機(jī)時代成就了 MTK 的霸權(quán),如今,隨著恒玄、絡(luò)達(dá)、瑞昱等芯片廠商的雙耳傳輸方案落地,2019 年下半年 TWS 耳機(jī)的井噴之勢不遜當(dāng)年山寨機(jī)的輝煌。低線市場、渠道下沉,使早期蘋果高端用戶率先使用的 TWS 耳機(jī)走近了更多普通消費(fèi)者,打開了更大的市場需求。我們認(rèn)為,以 TWS 耳機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展為契機(jī),未來 IOT 產(chǎn)業(yè)中也將誕生出智能機(jī)產(chǎn)業(yè)高通,MTK 級別的芯片巨無霸。

3、安卓陣營 TWS 滲透率僅有 2%,成長空間可觀

從市場空間來看,我們預(yù)計 2020 年內(nèi),全球 iPhone 存量將超 10 億。而 AirPods 2017-2019 年總出貨量約 1 億 1 千萬部。所以目前 AirPods 的產(chǎn)品滲透率約為 11%。

同時據(jù)愛立信統(tǒng)計,當(dāng)前全球市場共有 56 億智能機(jī)簽約用戶,除去 iPhone 外安卓手機(jī)總裝機(jī)量約為 46 億部。非 A 公司的TWS 耳機(jī) 2017-2019 年總出貨量約 9000 萬部,所以目前安卓機(jī)的滲透率約為 2%。相比之下,安卓市場的用戶基數(shù)更大,TWS 耳機(jī)也有更廣闊的成長空間。

愛立信統(tǒng)計2019年全球共有56億智能機(jī)簽約用戶

展望 2020 年,雖然疫情會一定程度影響市場消費(fèi)力,但以 AirPods 為代表的 TWS 耳機(jī)仍將持續(xù)放量,我們預(yù)計 AirPods全年出貨量在 0.9-1 億部之間,在不考慮耳機(jī)換新的情況下,滲透率提升至 20%。而非 A 系 TWS 耳機(jī)總出貨量預(yù)計 1.2 億 部,對應(yīng)新增的安卓智能手機(jī)約 10%的滲透率,總體滲透率達(dá)到 5%,仍有可觀的市場空間。

4、低端產(chǎn)品升級,旗艦廠商全價位布局,兩極分化不再

2019 年 TWS 耳機(jī)行業(yè)爆發(fā)式增長,各廠商紛紛推出其代表性產(chǎn)品。橫向?qū)Ρ瓤梢?,各家產(chǎn)品在主控芯片性能、續(xù)航、尺寸、重量、防水、降噪、無線充電等性能規(guī)格上均有一定差異。如定位高端市場的蘋果、索尼;定位中端市場的華為、三星;定位平價市場主打性價比的小米等。

從價位段來看,TWS 耳機(jī)的價格分布呈兩極化態(tài)勢。其中 1000-2000 元是中高端品牌的主戰(zhàn)場,2019 年 Q2 中國 TWS 耳機(jī)市場上,該價位段以 15%的銷量占據(jù) 55%的銷售額。而 200 元以下價位段是白牌產(chǎn)品的陣地,隨著 TWS 耳機(jī)市場放量白牌產(chǎn)品發(fā)展迅猛,2019 年 Q2,該價位段產(chǎn)品以 63%的銷量占據(jù) 19%的銷售額。

2018Q2-2019Q2 中國 TWS 耳機(jī)市場零售量(單位:千部)

不過,目前不少白牌公司產(chǎn)品僅具基礎(chǔ)功能,實(shí)際上的用戶體驗不佳。但其價格低廉,可助力滲透率提升,培養(yǎng)用戶習(xí)慣。而用戶在嘗鮮之后,還是會消費(fèi)升級,選擇性能更好,增值服務(wù)更齊全的產(chǎn)品。眾多白牌廠商如要塑造口碑,長遠(yuǎn)發(fā)展,還需提升產(chǎn)品質(zhì)量;否則會被綜合體驗更好的龍頭廠商擠占市場份額。這一趨勢下市場集中度會持續(xù)提升,低端產(chǎn)品的均價會逐步上移。

同時,市場上也有另一發(fā)展趨勢,即旗艦龍頭的全價位段布局。2019 年內(nèi),千元以上的 TWS 耳機(jī)依舊貢獻(xiàn)了整個市場過半的銷售額,我們認(rèn)為這是因為 TWS 耳機(jī)初期是作為輕奢消費(fèi)電子推向市場,定位中高消費(fèi)用戶。然而隨著 TWS 耳機(jī)市場的成熟,受眾逐漸擴(kuò)大,廠商需要進(jìn)一步覆蓋更多的目標(biāo)客戶。以蘋果公司為例,公司或?qū)⑼瞥鋈腴T款 AirPods,主動下探價格,布局中低價位段。因此,當(dāng)前的產(chǎn)品價位兩極分化格局將逐漸松動,介于二者之間的中間價位段有望成為市場的主體。

5、從硬件邁向生態(tài),TWS 差異化的未來

過去數(shù)年間,蘋果持續(xù)引領(lǐng) TWS 耳機(jī)的產(chǎn)品創(chuàng)新,降噪、防水、語音控制等功能均是蘋果公司首創(chuàng)。但隨著供應(yīng)鏈工藝的完 善成熟,各 TWS 耳機(jī)品牌正快速跟進(jìn),產(chǎn)品滲透率提升的同時,技術(shù)也在持續(xù)下沉。我們預(yù)計,未來市場將趨于成熟,降噪、防水、語音控制等增值功能也會廣泛普及,主流產(chǎn)品都能實(shí)現(xiàn)較好的連接和續(xù)航表現(xiàn)。TWS 耳機(jī)將在硬件功能上趨于同質(zhì)化,各品牌將通過內(nèi)容和軟件的開發(fā)進(jìn)行差異化競爭。

在這一趨勢下,我們更為看好 HMOV 等龍頭手機(jī)品牌的 TWS 耳機(jī)發(fā)展。目前 TWS 耳機(jī)市場群雄并起,眾多小廠百花齊放,但未來還是會向擁有廣大手機(jī)用戶群的手機(jī)品牌龍頭聚集。由于各手機(jī)品牌擁有內(nèi)容及軟件開發(fā)的優(yōu)勢,可以與自家智能手機(jī)形成生態(tài)。手機(jī)品牌通過深度開發(fā),語音助手,交互設(shè)計健康檢測等軟件內(nèi)容,將為耳機(jī)用戶帶來良好體驗。

3、從主控芯片技術(shù)發(fā)展趨勢,看未來競爭格局

連接方式是 TWS 區(qū)別于傳統(tǒng)有線耳機(jī)的本質(zhì)區(qū)別所在,而藍(lán)牙主控芯片則是其幕后英雄。近年來,伴隨著藍(lán)牙技術(shù)的演進(jìn),連接方案的創(chuàng)新以及功耗、成本的改善,主控芯片領(lǐng)域涌現(xiàn)出了諸多明星企業(yè)。如恒玄、杰理、絡(luò)達(dá)等。相較 TWS 耳機(jī)品牌商,芯片廠商更有龍頭集中趨勢。未來伴隨著降噪及 LE Audio 等功能的普及,恒玄等廠商的先發(fā)優(yōu)勢將更為明顯。

那么,我們在本章中將逐一介紹主控芯片的技術(shù)趨勢,連接方案及競爭格局。

1、藍(lán)牙技術(shù)更迭,優(yōu)化 TWS 耳機(jī)用戶體驗

早在 2016 年,藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(Special Interest Group,SIG)就正式推出了第五代藍(lán)牙技術(shù),藍(lán)牙 5.0 標(biāo)準(zhǔn)比藍(lán)牙 4.2 標(biāo)準(zhǔn)不僅在通信速度上提升了 2 倍,通信距離擴(kuò)大了 4 倍,通信容量增大了 8 倍,還優(yōu)化了 IoT 物聯(lián)網(wǎng)底層功能。這為物聯(lián)網(wǎng)無線通信提供了一個低功耗高效率的解決方案。而支持藍(lán)牙 5.0 技術(shù)的芯片的推出,有利于解決 TWS 耳機(jī)關(guān)鍵的延遲、穩(wěn)定性、功耗等問題,藍(lán)牙 5.0 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用在 TWS 耳機(jī)上相比于前代有諸多優(yōu)勢:

(1)更高帶寬:相比于此前的藍(lán)牙 4.2,藍(lán)牙 5.0 的帶寬從 1Mbps 提高到了 2Mbps,實(shí)際傳輸速度為藍(lán)牙 4.2 的 1.7 倍,這大大縮短了耳機(jī)與手機(jī)終端間和主副耳機(jī)間同步的響應(yīng)速度,使得 TWS 耳機(jī)的延遲問題得到較好的解決。

(2)更大功率:藍(lán)牙 5.0 的發(fā)射功率由 10dBM 升級到了 20dBM,這減少了在擁擠的 2.4Ghz 頻段無線設(shè)備間的干擾。同時SIG 還表示藍(lán)牙 5.0 將會更有效的規(guī)避密集空間內(nèi)出現(xiàn)的信號阻塞,使得即使在信號復(fù)雜的公共區(qū)域內(nèi)也能保持連接的穩(wěn)定。

(3)更低功耗:在更大的數(shù)據(jù)吞吐量以及更穩(wěn)定的信號下,TWS 耳機(jī)借助藍(lán)牙 5.0 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了功耗控制的提升,讓耳機(jī)廠商們得以給 TWS 耳機(jī)加入更多諸如降噪、語音助手等功能以及配臵,在保證理想的續(xù)航以及可靠的穩(wěn)定性下,使得 TWS 耳機(jī)擁有良好的使用體驗。

在藍(lán)牙 5.0 的基礎(chǔ)上,2019 年 1 月 29 日,藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟正式公布了藍(lán)牙 5.1 標(biāo)準(zhǔn),新標(biāo)準(zhǔn)可以提高室內(nèi)定位的精確度,無需wifi 輔助即可以實(shí)現(xiàn)精度接近厘米級別的定位功能,有利于 TWS 耳機(jī)等可穿戴設(shè)備的丟失找回。此外,藍(lán)牙 5.1 標(biāo)準(zhǔn)還優(yōu)化了 GATT(通用屬性配臵文件),以提高配對和通信速度,優(yōu)化了連接體驗。如果說藍(lán)牙 5.0 相比 4.2 標(biāo)準(zhǔn)是飛躍式進(jìn)步,那么5.1 則是在 5.0 標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上的改良,進(jìn)一步優(yōu)化了 TWS 耳機(jī)的無線使用體驗。

不同版本藍(lán)牙協(xié)議的實(shí)際傳輸速度

2、詳解各芯片廠商連接方案,三大陣營各有特色

連接方式是 TWS 耳機(jī)與傳統(tǒng)藍(lán)牙耳機(jī)的本質(zhì)區(qū)別,其核心要點(diǎn)在于低延時和穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的藍(lán)牙連接方案只能實(shí)現(xiàn)終端與一個音頻設(shè)備的連接,因此傳統(tǒng)無線耳機(jī)都是頭戴式或掛脖式,左右揚(yáng)聲器之間有線連接,由單主控芯片接收音頻信號后分配給左右揚(yáng)聲器。

然而 TWS 耳機(jī)取消了線材的束縛,所以芯片廠商需要另辟蹊徑,找尋音頻連接方案。在LEAudio 未推出之前,藍(lán)牙音頻只能實(shí)現(xiàn)一對一連接。為解決這一問題,TWS 芯片廠商研發(fā)了各種技術(shù)手段保證手機(jī)發(fā)出的音頻信號能同時傳給兩只耳機(jī)。目前市面上主流的解決方案可分為監(jiān)聽類、轉(zhuǎn)發(fā)類和雙傳類三種。

(1)監(jiān)聽類方案(蘋果 Snoop,絡(luò)達(dá) MCSync)

監(jiān)聽(Snoop)方案主要由蘋果采用,公司自 AirPods 一代開始就采用了自研的監(jiān)聽方案,A 耳機(jī)與手機(jī)終端連接后將密鑰發(fā)給 B 耳機(jī),B 耳機(jī)通過密鑰監(jiān)聽手機(jī)音頻信號。而 AB 兩耳機(jī)中都有具有完整功能的主控芯片,因此都可以作為主耳機(jī)工作,在單耳使用時主從耳機(jī)也能實(shí)現(xiàn)無縫切換。

蘋果的監(jiān)聽(snoop)方案連接方式延遲低,連接穩(wěn)定,且手機(jī)只需發(fā)出一個音頻信號,無需手機(jī)終端硬件和軟件的支持,在不同平臺之間的兼容性很好,配對不同的手機(jī)都有較好的連接表現(xiàn)。

(2)轉(zhuǎn)發(fā)類方案(傳統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā),恒玄 LBRT)

早期非蘋果陣營的 TWS 方案為轉(zhuǎn)發(fā)模式,即手機(jī)發(fā)出一路雙聲道的音頻信號,由主耳機(jī)接收后再將信號轉(zhuǎn)發(fā)給副耳機(jī)。該方 案采用了 2.4GHz 藍(lán)牙信號來傳送音頻,但 2.4GHz 頻段容易被人體吸收,導(dǎo)致穿透性差,并且容易受到 WiFi 及其他藍(lán)牙信 號的干擾。同時由于需要二次轉(zhuǎn)發(fā),音頻播放存在較大的延遲,音畫不同步現(xiàn)象明顯。此外,由于主耳機(jī)承擔(dān)轉(zhuǎn)發(fā)信號的作 用,功耗更大,主副耳機(jī)耗電不均也影響用戶體驗。

為了解決傳統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)模式的延遲問題,國內(nèi) TWS 耳機(jī)芯片龍頭廠商恒玄于 2018 年推出了低頻轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)(Low Band Retransmission,簡稱 LBRT)的 BES2300 系列芯片,手機(jī)將一個雙聲道的 2.4GHz 藍(lán)牙音頻信號發(fā)送給主耳機(jī),主耳機(jī)則 通過磁感應(yīng)線圈向副耳機(jī)發(fā)送一個低頻磁感應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)信號。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)模式延遲高,穿透力差,而恒玄主打的低頻磁感應(yīng)信號 穿透性好,響應(yīng)快,不易受到其他 2.4GHz 信號干擾,因此延遲較低,能避免音質(zhì)損耗。恒玄的 LBRT 轉(zhuǎn)發(fā)方案可大幅降低 功耗,并且可以外接各種傳感器和存儲器,不過需要在耳機(jī)中加入低頻天線。

恒玄的低頻轉(zhuǎn)發(fā)方案繞開了蘋果專利封鎖,提供了更高性價比的低延遲藍(lán)牙連接方案,在華為 Freebuds2 及小米 TWS 耳機(jī) 中采用。同時這一方案不需要手機(jī) SoC 的適配支持,對不同的手機(jī)平臺都能實(shí)現(xiàn)較好的兼容性。

(3)雙傳方案(高通 TWS+,華為 A1)

高通早期采用的是 2.4GHz 的 TWS 轉(zhuǎn)發(fā)方案,2018 年 2 月,高通推出了基于 QCC5100 系列芯片的 TWS+(TrueWireless Stereo Plus)技術(shù),由手機(jī)終端發(fā)出兩個獨(dú)立的左右聲道音頻信號至左右兩個耳機(jī)。這種雙傳方案是一種 Q-to-Q 的連接技術(shù), 需要手機(jī)端藍(lán)牙芯片的支持,只能在搭載驍龍 845、670、710 及其之后的芯片的手機(jī)上實(shí)現(xiàn),在其他平臺上耳機(jī)則會轉(zhuǎn)為傳 統(tǒng)的高延遲的轉(zhuǎn)發(fā)模式。雖然兼容性相對較差,但是得益于高通在手機(jī) SoC 市場上較高的占有率,這種方案也有一定的受眾。

華為早期的 TWS 耳機(jī)采用的是恒玄的方案,2019 年 9 月,華為發(fā)布了新 TWS 耳機(jī) Freebuds 3,搭載了最新的麒麟 A1 芯 片,采用自研雙通道同步傳輸技術(shù),與高通 TWS+技術(shù)類似可以實(shí)現(xiàn)左右耳機(jī)分別從手機(jī)獲得左右聲道藍(lán)牙信號。該芯片是 首個通過認(rèn)證的 BT/BLE 雙模藍(lán)牙 5.1 SoC,但也需和麒麟 SOC 配套使用。

高通TWS+方案

我們在此將上述三大類方案的優(yōu)缺點(diǎn)做橫向?qū)Ρ确治?。可見除傳統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)外,目前市面上的主流芯片方案均已解決了連接延遲, 穩(wěn)定性的問題。但兼容性方面,主流的雙傳方案如高通 TWS、華為 A1 需配合對應(yīng)的手機(jī) SOC 使用。

3、功耗改善+價格下沉,為 TWS 耳機(jī)發(fā)展蓄力

除連接性外,功耗也是 TWS 耳機(jī)芯片的重要參數(shù),功耗降低會提高續(xù)航表現(xiàn),提升用戶體驗;此外芯片單價的下降也會助力 滲透加速。

(1)續(xù)航

目前市場上的 TWS 耳機(jī)大部分都能實(shí)現(xiàn) 3 個小時以上的續(xù)航,更有甚者如 Samsung Galaxy Buds+實(shí)現(xiàn)了長達(dá) 11 小時的續(xù) 航。耳機(jī)的續(xù)航時間與芯片功耗息息相關(guān)。過去的藍(lán)牙芯片功耗普遍在 20mA 左右,杰理型號為 AC6936d 的藍(lán)牙耳機(jī)芯片 將功耗降至 6mA,恒玄的 BES2300 型芯片功耗則低至 4mA,高通的 QCC5144 型芯片功耗則為 5mA,跟過去 20mA 的功 耗相比,帶來的續(xù)航提升是質(zhì)的飛躍。未來更低的功耗方案的開發(fā)也將成為芯片廠商的核心競爭力之一。

新舊兩款芯片對比

(2)價格

隨著越來越多的廠商進(jìn)入,TWS 藍(lán)牙芯片的價格不斷下沉,目前高通、恒玄、絡(luò)達(dá)等廠商 TWS 藍(lán)牙芯片單價低至 1-2 美元, 而主打性價比的芯片供應(yīng)商如大陸的杰理、中科藍(lán)訊和臺灣的瑞昱提供的 TWS 藍(lán)牙耳機(jī)芯片價格已經(jīng)降到 1 美元以下,這也是 2019 年下半年白牌 TWS 耳機(jī)爆發(fā)式增長的原因之一。這兩家廠商的出貨量也因此飆升,一度高達(dá) 50KK 左右。

2019 年 10 月,杰理、中科藍(lán)訊 TWS藍(lán)牙耳機(jī)出貨量占市場 60%以上,成本不到 1 美元的廉價 TWS 芯片占據(jù)了市場的大部 分,芯片價格的不斷下沉帶來了非 A 系 TWS 耳機(jī)成本的下降,助力滲透加速,安卓系 TWS 耳機(jī)將有望以更快的增速占據(jù)更 大的市場份額。

2019年10月TWS藍(lán)牙耳機(jī)出貨量(單位:KK)

4、降噪和 LEAudio 是未來升級方向

當(dāng)前的 TWS 耳機(jī)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了較為穩(wěn)定快速的連接,不過考慮到作為一款便攜耳機(jī)產(chǎn)品,其應(yīng)用場景常常是戶外和公共場 所,僅有連接性能是不夠的。在噪聲過大或信號不佳時保證通話質(zhì)量,是提升用戶體驗的關(guān)鍵因素。展望未來,降噪功能將 逐漸向中端機(jī)型普及,可實(shí)現(xiàn)低碼率高音質(zhì)傳輸?shù)?LE Audio 協(xié)議有望成為未來的主流方案。

(1)降噪(主動降噪+通話降噪)

主動降噪主要用于播放音頻,通過耳機(jī)監(jiān)聽檢測環(huán)境噪音,然后發(fā)出相位相反強(qiáng)度相等的聲波,二者疊加后噪音被抵消。要 實(shí)現(xiàn)這樣的功能耳機(jī)需要一個外向式麥克風(fēng)用于接收環(huán)境噪音,而對信號的處理需要一定的時間因此需要靠主控芯片通過一 定的算法對未來噪音進(jìn)行一個預(yù)測,然后在噪音到來的同時播放一個相反的聲波將其抵消。部分高端產(chǎn)品還有一個內(nèi)向式麥 克風(fēng),用于監(jiān)聽實(shí)際播放的聲音,進(jìn)行反饋,實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的校準(zhǔn)和優(yōu)化。目前蘋果、絡(luò)達(dá)、恒玄、高通、瑞昱等廠商的最新 TWS 芯片均已經(jīng)支持主動降噪功能,這也是各家廠商提升用戶使用體驗的發(fā)力點(diǎn)

除了在播放音頻時實(shí)現(xiàn)降噪以外,通話降噪功能也必不可少。通話降噪旨在當(dāng)用戶說話時,有選擇的輸入用戶的說話聲、過 濾環(huán)境噪音,使得通話的對方能更清楚的聽見用戶的說話。不過相較主動降噪,通話降噪更為普及。目前市面上主流的通話 降噪技術(shù)為雙麥降噪方案。其原理是通過兩個麥克風(fēng)捕捉語音信號,將其他環(huán)境音過濾。

一般而言,TWS 耳機(jī)柄末端的通話 麥克風(fēng)由于更靠近嘴部所以接收到的說話聲會比外向式麥克風(fēng)接收到的要大的多,而環(huán)境噪音的聲源離兩個麥克風(fēng)的距離都 差不多因此兩個麥克風(fēng)接收到的環(huán)境噪音強(qiáng)度幾乎相等,兩個麥克風(fēng)之間的差分放大器則是將兩個麥克風(fēng)接收到的信號相減 并放大,接收強(qiáng)度相差不多的環(huán)境噪音就被過濾掉,留下了強(qiáng)度差距較大的說話聲,從而保證了通話的清晰。部分高端產(chǎn)品 還進(jìn)一步通過內(nèi)臵的語音加速傳感器檢測人的肌肉和骨骼振動,來判斷人何時在說話,從而實(shí)現(xiàn)更好的拾音效果。

而另一種方案為 AI 通話降噪技術(shù),2018 年由大象聲科提出的一種單麥克風(fēng)通話降噪方案,將計算聽覺場景分析理論(CASA) 與深度學(xué)習(xí)技術(shù)相結(jié)合,能夠?qū)崟r分離人聲和背景噪聲,從環(huán)境噪音中提取清晰人聲。OPPO 的 TWS 耳機(jī)產(chǎn)品 OPPO Enco Free 所采用的聲加科技的 SVE AI 雙麥降噪技術(shù)更是將二者結(jié)合起來,將深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與雙麥克風(fēng)波束成形技術(shù)相結(jié)合,實(shí) 現(xiàn)了可觀的降噪效果。

雙麥降噪原理

(2)低功耗音頻 LE Audio

2020 年 1 月 7 日,藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth Special Interest Group,簡稱 SIG)在拉斯維加斯舉辦的 CES2020 上發(fā)布了新 一代藍(lán)牙音頻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——低功耗音頻 LE Audio。

LE Audio 將采用全新的低復(fù)雜性通信編解碼器(Low Complexity Communication Codec, LC3),以提供實(shí)現(xiàn)更高的音質(zhì)和更 低的功耗。相較于原有 Classic Audio 的 SBC 編解碼器,LC3 將能夠提供更高的音質(zhì),在比特率降低 50%的情況下仍能保 持音質(zhì)不損失。更低的傳輸?shù)拇a率需求也意味著更低的能耗,這能大大延長音頻設(shè)備的使用時長,而在續(xù)航充足的情況下, 開發(fā)者可以采用更小的電池,來減小耳機(jī)體積和重量。

LE Audio 的多重串流音頻(Multi-Stream Audio)將允許智能手機(jī)等單一音頻源設(shè)備向單個或多個音頻接收設(shè)備間同步進(jìn)行多 重且獨(dú)立的音頻串流傳輸。這意味著 TWS 耳機(jī)將無需額外的技術(shù)就能直接實(shí)現(xiàn)雙耳同傳,提升連接的穩(wěn)定性,降低延遲。藍(lán) 牙音頻協(xié)議從協(xié)議架構(gòu)上直接支持雙耳傳輸將成為 TWS 耳機(jī)行業(yè)的拐點(diǎn),藍(lán)牙芯片的競爭格局將隨之改變,蘋果對其 Snoop 監(jiān)聽技術(shù)的專利封鎖將失去意義,TWS 耳機(jī)芯片的技術(shù)門檻將有所降低,助力非蘋果的 TWS 耳機(jī)滲透加速??梢灶A(yù)見,基 于 LE Audio 藍(lán)牙音頻技術(shù)的 TWS 耳機(jī)連接方案的開發(fā)將成為未來的主要升級和競爭方向。

在 LE Audio 領(lǐng)域,國內(nèi)芯片設(shè)計公司龍頭匯頂科技率先布局。2020 年 1 月 7 日,匯頂科技攜手一加科技,在美國拉斯維加 斯CES2020會場上演示了應(yīng)用于TWS真無線耳機(jī)的創(chuàng)新Bluetooth LE音頻解決方案。該方案應(yīng)用了匯頂科技的Bluetooth LE 音頻和入耳檢測及觸控技術(shù),全面支持藍(lán)牙 5.1 標(biāo)準(zhǔn)和下一代 Bluetooth LE 的 ISOC(isochronous)架構(gòu),為真無線耳機(jī)市 場帶來了面向未來的創(chuàng)新解決方案。

匯頂科技 Bluetooth LE 音頻技術(shù)不但具有超低功耗特性,搭配創(chuàng)新軟件算法,還可實(shí)現(xiàn)一系列差異化功能:無線多路同時連 接,使左右耳塞可被快速識別與適配且音頻同步,確保了雙耳傳輸?shù)姆€(wěn)定連接和功耗平衡;超低下行鏈路延遲,實(shí)現(xiàn)低延時 音頻傳輸;支持 LC3 標(biāo)準(zhǔn)編解碼算法,帶來更佳的音質(zhì)享受;此外,全新發(fā)布的 Bluetooth LE 音頻標(biāo)準(zhǔn)框架,可滿足游戲、 音頻共享等不同應(yīng)用場景需求。該方案還應(yīng)用了超低功耗、超小尺寸的全電容式入耳檢測和觸控二合一芯片,可在耳機(jī)上實(shí) 現(xiàn)精準(zhǔn)佩戴檢測,單雙擊和上下滑動等智能交互操作。

5、從品牌合作看主控芯片競爭格局,頭部集中趨勢凸顯

TWS 耳機(jī)市場的火熱讓多家芯片廠商在藍(lán)牙音頻 SoC 上競相角逐,不斷推出各種藍(lán)牙真無線方案。有芯片自研能力的大牌傾 向于使用自研芯片以期獲得對自家產(chǎn)品最好的優(yōu)化,如蘋果和華為;中高端市場的芯片供應(yīng)商主要有國外的高通和大陸的恒玄;其他市場主要玩家是臺灣的瑞昱、絡(luò)達(dá)和大陸的杰理。

從品牌合作上來看,除始終使用自研芯片的蘋果外,其他主要廠商均有各自偏好的合作伙伴。據(jù)信達(dá)電子產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)研,華為 早期產(chǎn)品采用恒玄的芯片,最新的 Freebuds 3 使用了自研 A1 芯片;小米主要采用恒玄和瑞昱芯片,少量產(chǎn)品采用高通芯片;OPPO 主要采用恒玄芯片;vivo 主要采用高通芯片;三星則始終與博通合作。國外的聲學(xué)品牌大多采用高通芯片,近期也有 少量產(chǎn)品開始采用國產(chǎn)供應(yīng)商的芯片,如 JBL 在其新品 TUNE 120 中采用了恒玄的 BES2000。

其他中小品牌也有眾多的芯片供應(yīng)商選擇。大陸有珠海杰理、中科藍(lán)訊,臺灣也有瑞昱和原相,他們的 TWS 藍(lán)牙芯片較為低 價,上述芯片廠商共同支撐起了 2019 年 TWS 耳機(jī)市場的迅速增長。

我們整理了目前主流的 TWS 耳機(jī)廠商芯片方案,可以看出目前主流的音頻方案幾乎都支持了藍(lán)牙 5.0 標(biāo)準(zhǔn),更有部分產(chǎn)品已 經(jīng)開始支持最新藍(lán)牙 5.1 標(biāo)準(zhǔn)。

相比 TWS 品牌商的百花齊放,芯片供應(yīng)商的頭部集中趨勢更為明顯,且各廠商均有差異化的目標(biāo)市場,如服務(wù)于主流安卓廠 商的恒玄、高通,與服務(wù)其他第三方品牌的珠海杰理、中科藍(lán)訊、瑞昱等。然而我們認(rèn)為隨著 TWS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,這種界限分 明的兩極分化格局終會被打破,龍頭供應(yīng)商將更多的拓寬產(chǎn)品線,覆蓋更多市場。

4、不僅是藍(lán)牙,TWS 背后的產(chǎn)業(yè)鏈分析

TWS 耳機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈主要有元器件、ODM、品牌商三大部分,具體到元器件,細(xì)分下來有主控芯片、存儲器、電源管理 IC、電 池、聲學(xué)器件、傳感器等。我們認(rèn)為在 TWS 耳機(jī)快速增長的當(dāng)下,除了主控的藍(lán)牙芯片外,其他各個環(huán)節(jié)亦值得關(guān)注。