2016年9月,蘋果在秋季新品發佈會上發佈了其首款真無線(TWS)耳機——AirPods。該耳機售價159美元,外形與剪掉線的EarPods類似,當時大家並不看好它。然而,AirPods在上線一個月內,就成為了美國最受歡迎的無線耳機品牌。目前,其市場份額高達60%,已經成為全球銷量最高的無線耳機品牌。

AirPods的熱賣,帶動TWS耳機風靡全球。截至2018年底,全球8大晶片廠商共計推出了18款TWS耳機解決方案,同時,隨著藍牙5.0技術的普及,TWS耳機還可望在短期內迎來爆發式成長。此背景下,《國際電子商情(ESMC)》分析師採訪了中國TWS耳機業內代表,共同探討該產業的發展現狀、技術痛點及未來趨勢。

中國TWS耳機產業鏈尚未成熟

TWS耳機又被稱為真無線藍牙耳機,「TWS」是指「True Wireless Stereo(真無線身歷聲)。由於TWS耳機沒有物理線材束縛,左右兩個耳機透過藍牙組成身歷聲系統,使得使用者在聽音樂、打電話、佩戴等方面都具有很好的體驗。

在蘋果(Apple)推出首款TWS耳機之後,各Android手機廠相繼推出了同類產品,比如:華為、三星、小米、一加、OPPO、Vivo等廠商。值得注意的是,Android TWS耳機的產業鏈正處於成長期,其專用藍牙晶片在2019年才開始大規模出貨。業內資深從業者們如何評價中國TWS耳機產業鏈?

樓氏電子聽力健康事業部中國區市場發展經理席金苗從晶片層面做了分析。他認為,中國TWS產業鏈還不成熟主要體現在中國國產晶片方面。在通訊方面,除了蘋果AirPods的雙耳通訊相對穩定之外,其他品牌的TWS耳機都存在一些問題,如一個耳機有聲,一個耳機無聲,或者玩遊戲時音畫不同步等,這不是晶片本身的缺陷,而是受技術水準限制的問題。

萬魔聲學科技董事長謝冠宏結合自身的發展做了表態。他表示,與蘋果AirPods產業鏈對比,中國TWS耳機產業鏈可能還落後半年至1年。中國各種感測器、演算法、藍牙晶片、電池都在發展中,未來1年到1年半內,這個產業將更成熟,同時,他坦言:「當前中國TWS產業鏈呈現一窩蜂的狀態。肯花時間和精力深耕產業、堅持完善基本性能的企業並不多。」

目前,TWS耳機晶片廠商,國外主要有高通、安森美、賽普拉斯等廠商,中國主要有恒玄、炬芯等廠商。作為TWS耳機晶片廠的恒玄又有怎樣的看法?

恒玄科技(上海)商務拓展副總裁高亢表示,中國的藍牙耳機晶片原本已經形成了相對成熟穩定的格局,但AirPods的推出為整個產業帶來了新的技術和市場方向,業界開始競相推出新一代的TWS藍牙耳機晶片。在蘋果推出AirPods之前,業界其實已經有TWS產品,但局限於當時藍牙晶片技術和耳機產業鏈上的不足,TWS耳機的效果和體驗差強人意,沒有得到很好的市場發展。

作為新創公司,恒玄科技非常看好這個差異化的產品形態,並在AirPods推出之前就投入了大量的研發資源,在業界需要中國國產TWS耳機晶片時,第一時間推出了產品。

TWS耳機技術痛點仍待解決

與傳統的藍牙耳機相比,TWS耳機完全除去了物理線,在體積、尺寸、功能多樣性、使用體驗等方面具有更大的優勢,這讓TWS耳機面臨更多的挑戰。

謝冠宏認為TWS耳機的技術痛點主要體現在以下幾點:第一,如何進一步縮小耳機尺寸且不影響續航力;第二,如何保證長時間佩戴而不影響舒適度;第三,如何保證在干擾強的環境中仍具備良好的無線通訊能力;其他方面,如量產、成本、效率等也值得關注。

他感歎說,生產一個「會響」的TWS耳機很容易,生產一個品質好的TWS耳機非常難。TWS耳機內部的各種元器件都擠在一起,還要保證降噪效果和語音辨識率。萬魔的做法是自主設計天線、感測器、動鐵/動圈喇叭,以及演算法,為TWS耳機帶來更好的性能和更多的功能。

樓氏電子智慧語音事業部中國區產品經理王奇峰從操作和功耗方面分析。他表示,當前TWS耳機的操作並不方便。以按鍵式TWS耳機為例,左邊按兩下是上一曲,按三下是音量減,右邊按兩下是下一曲,按三下是音量加。整個過程非常複雜,即使後來有了敲擊方案,但操作體驗算不上便捷。另外,電池空間有限,降功耗成為廠商關注的重點,蘋果為TWS耳機樹立了一個「標準」,即:單次充電通話時長不低於2.5小時,聽音樂時長不低於3小時。後續的廠商都以此為底線,對功耗提出了更嚴苛的要求。

席金苗補充,雙耳通訊的穩定性和延遲問題也是痛點。雙耳通訊穩定性和延遲主要涉及晶片技術,且與IP阻斷有關,這些都需要從晶片層面努力。

高亢強調,TWS耳機需要具備很好的雙耳同步、應對複雜使用場景和強抗干擾的能力。為此,要在使用者介面(User Interface;UI)層面做大量的工作,這要求TWS耳機主晶片在先進製程、高整合度和超低功耗,在不增加體積的前提下,進一步提升主晶片的處理能力,整合AI語音演算法,實現更好的降噪效果。

TWS耳機方案和晶片現狀

三種主流方案

iPhone的手機晶片與AirPods的耳機晶片都由蘋果自主研發,與iOS系統高度匹配。AirPods採用雙耳同步傳送方案,其左、右兩邊的耳機均可連接手機,人體對於訊號的干擾程度小,連接穩定性好。不過該方案的相容性不強,無法很好地實現跨平台相容。蘋果還在藍牙低頻轉發技術上註冊了多項專利,給後來者設立了不少研發門檻。

通用晶片廠對藍牙晶片的研發起步較晚,早期的藍牙晶片只能滿足「有線」藍牙耳機的連接需求,無法保證TWS耳機雙耳通訊的穩定性。在經典方案中,手機的資料訊號用2.4GHz藍牙訊號傳送到主耳機,主耳機再將資料訊號以同樣的方式轉發到副耳機,這類方案只需一套射頻電路,PCB電路板的體積很小,只是2.4GHz藍牙訊號容易被人體吸收,易受Wi-Fi和其他藍牙訊號干擾。

在新一代LBRT磁感應轉發方案中,資料訊號以高頻藍牙訊號傳輸至主耳機,再透過磁感應轉發技術傳輸至副耳機,以此來增強訊號穿透力、避免音質損耗、減少延遲。不過,該方案需要在耳機中增加低頻天線。據悉,LBRT磁感應轉發方案是除了蘋果之外的其他TWS耳機廠商的主流方案。

藍牙晶片的特點

隨著用戶對TWS耳機的功能要求越來越高,對晶片的要求也更加嚴格。

謝冠宏介紹,萬魔採用半定制晶片,內部整合了特製演算法。其耳機UI、降噪、DSP、數位訊號處理等均由萬魔自主開發,以求在互動、音質、無線性能、降噪演算法方面給使用者帶來最佳體驗。為此,萬魔推出了無線三單元Hi-Fi系列降噪圈鐵耳機,兼顧降噪與Hi-Fi。

王奇峰解釋稱,通用型的藍牙SoC已經無法滿足所有細分領域的需求。在這種情況下,終端客戶會選擇採用專用晶片。而TWS耳機內部板子的空間非常小,這就要求專用晶片的封裝也要盡可能地小,而這正是樓氏的智慧麥克風的最大優勢之一。

高亢則表示,目前TWS耳機的晶片都是專用晶片,這類晶片的處理能力相對較強,用在藍牙對耳或藍牙普通耳機中可以帶來更多的功能。高階藍牙晶片還具備主動降噪、智慧語音辨識等額外功能,為使用者帶來了更好的音樂音質和電話語音品質。

TWS耳機四大發展趨勢

趨勢一:耳機頭的大小變化不大

在前文中提到,AirPods的外形就像是剪掉線的EarPods。謝冠宏在富士康就職期間曾帶領並參與設計、生產iPod播放機、iPod Hi-Fi音箱、Kindle電子書、EarPods等享譽全球的電子產品。他表示,AirPods的ID是在EarPods的基礎上設計,即使是蘋果,在TWS耳機上採用這個ID也極具挑戰性。AirPods的電池置於底部的「桿子」中,「桿子」的存在還能更好地實現降噪和語音辨識。萬魔自主品牌的TWS耳機未採用類似的ID,它的形狀更像是一個紐扣,其挑戰性更大。

席金苗認為,TWS耳機的尺寸將會更小。從有線耳機,到頸戴式耳機,再到TWS耳機,這些耳機外形的變化都體現了小型化的趨勢。在他看來,TWS耳機還不夠小,佩戴起來仍會感覺笨重。

消費者還希望TWS耳機具備主動降噪(Active noise control;ANC)、語音辨識等功能,這要求晶片廠商提供更小體積的晶片,電池廠商提供能量密度更高的電池。樓氏電子主推的動鐵喇叭只佔1/5的耳機空間,可為其餘元件和電池騰出更多空間,越來越多TWS耳機廠商選擇動鐵喇叭。

「TWS耳機的耳機頭已經夠小,未來的趨勢是在耳機頭尺寸不變的基礎上整合更多的功能。」高亢解釋,追求耳機的「輕」和「小」本質上是為了佩戴更舒適。「同時,TWS耳機的ANC效果還會繼續發展。雖然帶橡膠套的入耳式耳機的降噪效果更好,但是在佩戴時間一久舒適度會大打折扣。一般在不聽音樂或打電話時,大家都會摘掉入耳式耳機,否則聽不到外界的聲音,半入耳式耳機不存在這種問題。TWS耳機的尺寸是否會更小,是半入耳式還是入耳式,主要看產品本身的定義。」

趨勢二:耳機廠商將會兩極化

如果關注市面上的TWS耳機產品,可以發現它們主要從屬於三類廠商。一類是智慧型手機廠,其耳機產品作為手機的配件推出。一類是傳統音訊廠,其耳機主要追求音質的優越性。第三類是其他廠商,其中包括了既有ODM業務,又有自主「1MORE」品牌的萬魔聲學。

謝冠宏稱,音訊廠的TWS耳機追求音質,普通消費者對音質並不敏感,對功能卻有更多要求。手機廠的TWS耳機功能豐富多樣,且與手機系統有較好的相容性,對普通消費者而言具有較大的吸引力。但手機廠的主力產品是智慧型手機,很多手機廠,如華為、OPPO、小米都選擇與萬魔這類有ODM業務的廠商合作,在專業性方面,這類廠商比手機廠和音訊廠更有優勢。

藍牙耳機是作為手機的配件出現,最初主要是用來通話。王奇峰介紹,對老牌音訊廠來說,藍牙耳機的出現並未影響到使用者對有線耳機的忠誠度,相反還為其帶來了更廣闊的市場空間,它們吸引了既要求便攜又要求音質的一類消費者。

他預測,未來TWS耳機廠商將可能出現兩極化。手機廠會堅持半入耳式耳機,比如蘋果、華為這類帶「桿」的耳機;音訊廠出於對音質的追求,堅持帶橡膠套的封閉式耳機。手機廠對耳機功能的追求讓它們更激進,而音訊廠在耳機上的功能整合動作會稍慢。

高亢指出,手機廠的TWS耳機在出貨量方面具有優勢,在功能性方面也比較激進。

趨勢三:TWS耳機與智慧音箱或有競爭

在智慧音箱領域,有亞馬遜(Amazon)、Google、百度、小米、阿里巴巴…等玩家,隨著AI在智慧硬體產品上進一步實現,TWS耳機與智慧音箱是否將在物聯網入口上有競爭?

王奇峰認為,耳機與音箱的受眾完全不同。前幾年,亞馬遜和Google帶動了智慧音箱熱潮,在智慧語音方面有較好的表現。而手機在智慧語音上的佔有率最大,藍牙耳機又與手機緊密相連,且方便攜帶和佩戴,用它來作物聯網入口不但能保護用戶的隱私,而且對周圍的人干擾也最小。

對此,席金苗補充,在進入物聯網時代之前耳機就已經是語音通訊的入口,相信它也能在物聯網入口上發揮作用。佩戴TWS耳機時,麥克風與使用者嘴巴的距離非常近,語音喚醒和語音辨識準確率更高,不過,TWS耳機語音晶片的要求更高,它需要在低功耗環境下實現語音辨識。

謝冠宏認同TWS耳機作為物聯網入口的優勢。他說,穿戴設備成為智慧語音入口是當下的趨勢,以前是功耗和準確率問題沒有完全克服,才會用音箱做智慧語音入口。現在TWS耳機的「喚醒」技術已經有發展,在低功耗環境下保持隨時「喚醒」,需要更多的專利技術積累,這種趨勢從今年起會逐漸發展。

除了耳機之外,萬魔還對智慧穿戴、智慧家居、智慧車載、智慧健康四大領域做了佈局。對於未來的音訊技術應用,謝冠宏總結:「未來是一個萬物有聲的時代。」

實際上,樓氏電子在近期推出的即時監聽方案VoiceIQ加入了語音互動功能,用本地語音命令取代了手動操作。比如,想要調整耳機音量,只需口頭說「音量加」或「音量減」即可。此外,為了降低語音喚醒誤觸發,樓氏電子還計畫加入骨傳導感測器(Bone Sensor),利用檢測用戶說話時的震動,從而降低誤觸發率。

高亢表示,隨著蘋果新一代TWS耳機的推出,以及Harman等其他大廠支持Google assistant耳機的上市,智慧耳機在某種程度上已經開始萌芽。這個產品顯著區別於智慧音箱,在使用方式上,個人助手的特點將會更加鮮明。類似電影《Her》裡面一樣,將來耳機會更加貼近個人,更加全天候,而智慧音箱則更側重於家庭娛樂和智慧家居控制。

趨勢四:高低階產品比例將會發生變化

在市面上不同的藍牙晶片之間的價差可達10倍,最低階的藍牙晶片賣0.3美元/顆,只為藍牙耳機帶來聽音樂、打電話的功能。帶先進音訊編碼(Advanced Audio Coding;AAC)功能的高階藍牙晶片的價格超過3美元/顆,具備主動降噪、語音辨識等功能。那麼,高低階TWS耳機產品之間的價差是否會有變大的趨勢?

一般高階產品的價格更高,低階產品的價格更低,但也有品質與性價比兼具的產品。謝冠宏舉例:「美國一本雜誌的記者發了一封郵件,他說『我終於明白你們要幹什麼了!音訊產業是一座金字塔形狀的大山,底部是最便宜的山寨產品,頂部是最貴的高階國際大牌產品。我知道你們做萬魔品牌,不是要爬上音訊產業這座山,而是要把山倒過來,讓最多的人享受到高級的音樂。』這確實是我們的執念。同時,萬魔還秉持三不原則——一不做山寨、不做耳機品牌的純代工、不做低階手機的配套耳機,以期影響中國的耳機產業鏈往更好的方向發展。」

也有業內人士認為,低階和高階TWS耳機產品的價格差不會越來越大。現在TWS耳機用戶主趨於年輕化,主要以90後和00後為主,這類人對品質的要求更高。隨著工廠加工技術的成熟,未來高階耳機的出貨量會逐步增加,價格會維持在一定的水平線上。

本文為姊妹刊《國際電子商情》原創文章,並同步刊登於《國際電子商情》2019年9月刊雜誌