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2020年中国TWS(真无线立体声)耳机行业精品报告-20200630[49页].pdf

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2020年中国TWS(真无线立体声)耳机行业精品报告-20200630[49页].pdf

1、1 2020年 中国TWS(真无线立体声)耳机 行业精品报告 概览标签:智能穿戴、消费电子、耳机、音响 报告主要作者:郑敏仪 2020/06 报告提供的任何内容(包括但不限于数据、文字、图表、图像等)均系 头豹研究院独有的高度机密性文件(在报告中另行标明出处者除外)。 未经头豹研究院事先书面许可,任何人不得以任何方式擅自复制、再造 、传播、出版、引用、改编、汇编本报告内容,若有违反上述约定的行 为发生,头豹研究院保留采取法律措施,追究相关人员责任的权利。头 豹研究院开展的所有商业活动均使用“头豹研究院”或“头豹”的商号、商标 ,头豹研究院无任何前述名称之外的其他分支机构,也未授权或聘用其 他任

2、何第三方代表头豹研究院开展商业活动。 4 2020 LeadL 400-072-5588 2016年9月苹果发布第一代Airpods,由于其连接稳定、低时延及无线化等优点,获得良好的市场反应。Airpods的面世推动耳机行业的变革,并开启 耳机无线化时代,TWS耳机行业从萌芽期进入快速成长阶段。2016-2019年,中国TWS耳机市场规模(按销售额)从3.4亿美元增长至24.0亿美元,年 复合增长率达92.4%。随着市场渗透率提升,TWS耳机成为智能手机的主流标配耳机类型,中国TWS耳机市场在未来五年将会保持高速增长,市场规 模有望在2024年达105.9亿美元。 耳机接口取消推动助力TWS耳

3、机的发展 随着2017年苹果公司带头在Iphone7系列取消3.5mm耳机接口后,愈来愈多智能手机厂商的旗舰机型(如华为Mate10/P20、小米6/8等)也陆续取消3.5mm接口, 因此未来取消3.5mm接口将会成为智能手机发展趋势。在此背景下,可摆脱传统耳机的物理线材束缚,具备立体声系统的TWS耳机将会加速渗透,替代有线耳 机,逐渐成为耳机市场的通用标准。 TWS耳机技术持续升级,智能化程度将会逐步提升 随着人工智能技术的逐步成熟,TWS耳机将逐步具备独立的感知计算能力,其智能化水平将持续优化。现阶段,TWS耳机智能化功能主要与自家手机品牌的手 机语音助手相结合,通过语音唤醒功能实现打电话

4、、调节音量、切歌等操作。为了满足消费者多样化需求,头豹认为未来TWS耳机将植入更多传感器和更成熟 的人工智能算法,提升TWS耳机应用场景和功能的丰富度,如可支持在运动场景下的健康监测、精准翻译、内容搜索、运动路径记录,声纹识别确认身份、声 纹支付等。 竞争格局以美日企业为主苹果Airpods为TWS耳机市场主力军,安卓系品牌奋力直追 TWS耳机市场可主要分为苹果系与安卓系。苹果通过对TWS耳机提前布局,在TWS耳机行业树立了产品价位与性能标准,赢得市场布局先机,而安卓系品牌在 近三年积极布局,出货量持续上涨。根据从Counterpoint数据显示,苹果Airpods市场份额处于领先地位,但市场

5、份额从2018年第四季度的60%下降至2019年第 四季度的41%,而安卓系TWS耳机由于蓝牙传输技术水平的提升,激活了终端消费者需求,市场规模与占有率呈上升趋势。 企业推荐: 恒玄科技、豪恩声学、万魔声学 概览摘要 5 2020 LeadL 400-072-5588 名词解释-07 中国TWS耳机定义与组成结构-10 中国TWS耳机主要特点-11 中国TWS耳机行业核心技术总览-12 主动降噪技术-13 传感交互技术-15 BLE Audio蓝牙技术-16 全球TWS耳机市场规模-18 中国TWS耳机市场规模-19 中国TWS耳机行业政策分析-20 中国TWS耳机行业产业链分析-21 中国T

6、WS耳机行业产业链上游分析主控蓝牙芯片-22 中国TWS耳机行业产业链上游分析NOR Flash芯片-24 中国TWS耳机行业产业链上游分析电池-26 中国TWS耳机行业产业链中游分析OEM/ODM整机厂-27 目录(1/2) 6 2020 LeadL 400-072-5588 中国TWS耳机行业产业链下游分析-28 中国TWS耳机行业用户分析-30 中国TWS耳机行业驱动因素-31 中国TWS耳机行业发展趋势-34 中国TWS耳机行业竞争格局-36 中国TWS耳机行业企业排名-39 中国TWS耳机行业投资建议-42 中国TWS耳机行业投资风险-43 中国TWS耳机行业企业推荐-44 方法论-

7、50 法律说明-51 目录(2/2) 7 2020 LeadL 400-072-5588 听诊器效应:指耳塞线或单元处受外界碰撞或者空气摩擦,产生的振动通过耳塞线直接(入耳的线一般硬度较大,有利于传导振动)传递到耳道内,产生让人很不愉快 的摩擦声。 PCB:印制电路板(Printed Circuit Board),又称印刷线路板,电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的载体。 电池管理IC:是一种特定用途的集成电路,其功能是为主系统作管理电源等工作。 Flash存储:是一种非易失性内存,在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据,其存储特性相当于硬盘,这项特性正是闪存得以成为各类便携型数字设

8、备的存储介 质的基础。 传感器:是可感知物体环境信息,并将感知信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出检测装置。 ODM:原始设计制造商(Original Design Manufacturer)是由采购方委托制造方提供从研发、设计到生产、后期维护的全部服务,而由采购方负责销售的生产方式。 OBM:自主品牌生产(Original Brand Manufacture),指制造商通过建立自主品牌,自主进行设计、原材料采购、生产以及销售的经营模式。 主动降噪:主动降噪是一种降噪技术,是应用在耳机降噪的方法之一。主动降噪功能就是通过降噪系统产生与外界噪音相等的反相声波,将噪音中和,从而实现

9、降噪的 效果。 语音助手:语音助手是一款智能型的手机应用,通过智能对话与即时问答的智能交互,实现帮忙用户解决问题,其主要是帮忙用户解决生活类问题。 蓝牙:蓝牙技术是一种无线数据和语音通信开放的全球规范,它是基于低成本的近距离无线连接,为固定和移动设备建立通信环境的一种特殊的近距离无线技术连接。 电容感应器:指将被测量(如尺寸、压力等)的变化转换成电容量变化的一种传感器。 边缘计算:指在靠近物或数据源头的网络边缘侧,融合网络、计算、存储、应用核心能力的开放平台,就近提供边缘智能服务,满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、 数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。 人工智能:用数字计算机

10、或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能,感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。 音频芯片:指用于音频、音效处理,内含集成电路的硅片。 蓝牙音频编解码::指能编码或解码音频数字数据流的设备或计算机程序。 名词解释(1/3) 8 2020 LeadL 400-072-5588 Lightning接口:Lightning接口也称闪电接口,是苹果公司制作的专属连接器规格。 数字信号:时间上和幅度上离散取值的信号,3G手机、数码相机、电脑CPU、数字电视的逻辑控制和重放的音频信号和视频信号。 模拟信号:幅度随时间变化的信号,如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带

11、信号等。 蓝牙4.0:蓝牙4.0是2012年最新蓝牙版本,是3.0的升级版本;较3.0版本更省电、成本低、3毫秒低延迟、超长有效连接距离、AES-128加密等;通常用在蓝牙耳机、蓝 牙音箱等设备上。 蓝牙5.0:是由蓝牙技术联盟在2016年提出的蓝牙技术标准,蓝牙5.0针对低功耗设备速度有相应提升和优化,蓝牙5.0结合wifi对室内位置进行辅助定位,提高传输速度, 增加有效工作距离。 新冠疫情:即新型冠状病毒肺炎疫情 SiP封装:系统级封装(System In a Package)是将多种功能晶圆,包括处理器、存储器等功能晶圆集成在一个封装内,从而实现一个基本完整的功能。 SOC:系统芯片(S

12、ystem on Chips)是一个将电脑或其他电子系统集成到单一芯片的集成电路。系统芯片可以处理数字信号数字信号、模拟信号、混合信号甚至更高频 率的信号 射频:射频(Radio Frequency)表示可以辐射到空间的电磁频率,频率范围从300kHz300GHz之间。 基带:信源(信息源,发射端)发出的没有经过调制(进行频谱搬移和变换)的原始电信号所固有的频带(频率带宽)。 CPU:中央处理器(Central Processing Unit)是一块超大规模的集成电路,是一台计算机的运算核心和控制核心。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件 中的数据。 存储芯片:应用于信息、数据存储的

13、嵌入式系统芯片,存储芯片技术主要集中于企业级存储系统的应用,为访问性能、存储协议、管理平台、存储介质,以及多种应用 提供高质量的支持。 算法:是一系列解决问题的清晰指令,算法代表着用系统的方法描述解决问题的策略机制。 算力:即为计算机(CPU)计算哈希函数输出的速度。 蓝牙模组:是一种集成蓝牙功能的PCBA板,用于短距离无线通讯,按功能分为蓝牙数据模块和蓝牙语音模块。 名词解释(2/3) 9 2020 LeadL 400-072-5588 AIoT:AI技术和IoT技术的结合,通过物联网收集海量的数据存储于云端、边缘端,再通过大数据分析及更高形式的人工智能,实现万物数据化、万物智联化。 OTT

14、:Over the Top,指服务商利用运营商网络向用户提供各种应用服务。 生物识别:指通过计算机与光学、声学、生物传感器和生物统计学原理等高科技手段密切结合,利用人体固有的生理特性,(如指纹、脸象、虹膜等)和行为特征(如 笔迹、声音、步态等)来进行个人身份的鉴定。 骨声纹:是目前识别率非常高的生物识别技术之一,通过声波来判断用户的头骨纹路从而识别出用户是否为本人。 语音唤醒:在智能机器休眠状态时,通过语音指令开启机器工作状态。 名词解释(3/3) 10 2020 LeadL 400-072-5588 中国TWS耳机行业定义与组成结构 TWS耳机是将TWS技术应用于蓝牙耳机领域所产生的一种新的

15、智能穿戴产品,主要由充 电盒部分与无线耳机部分组成 TWS耳机定义与工作原理TWS耳机的主要组成结构 TWS是True Wireless Stereo(真无线立体声)的缩写,该技术是基于蓝牙芯片的 发展而出现。TWS耳机是将TWS技术应用于蓝牙耳机领域所产生的一种新的智能 穿戴产品。 TWS耳机的基本工作原理是移动装置连接主耳机,再由主耳机通过蓝牙无线方式 连接副耳机组成立体声系统,实现真正的蓝牙左右声道无线分离使用。由于TWS 耳机左右单元没有物理线材连接,所以TWS耳机一般不采用micro USB接口方式 充电,而是通过配备便携式充电盒以提供充电和收纳功能。 来源:头豹研究院编辑整理 TW

16、S耳机主要由充电盒部分与无线耳机部分组成,其中充电盒包括锂电池包、电源 PCB组件、电池管理IC、LED充电指示灯模块等器件,无线耳机部分包括芯片(如蓝 牙芯片、电源管理芯片等)、传感器(如加速度传感器、距离传感器等)、电池、麦 克风及其他电子器件。 TWS耳机 锂电池包 LED充电指示 灯模块 电源PCB组件电池管理IC 多种芯片 其他 电子器件 电池传感器麦克风 充电盒部分 TWS耳机部分 蓝牙芯片 电源管理 芯片 音频芯片 无线通信 芯片 环境光/距离 传感器 加速度 传感器 音频传感器 霍尔传感器 PCB/FPC Flash存储 天线 模组等 TWS耳机的组成机构图 移动装置(平板、手

17、机、电脑等) 主耳机 主耳机与移动装置连接 传递信号 副耳机 负责传递双耳 机信号传输与 接收手机讯号, 负担较重,耗 电较快 普通TWS耳机工作原理图 主耳机与副耳机连接 主耳机将信号传输至副耳机 11 2020 LeadL 400-072-5588 中国TWS耳机行业主要特点 TWS耳机具有真正无线与可实现单双耳佩戴、智能化、主动降噪、交互方式多样化等 特点,与传统有线蓝牙耳机相比,具有设计简单、解放双手、佩戴便利性更高等优势 TWS耳机的主要特点传统有线蓝牙耳机与TWS耳机对比 TWS耳机具有真正无线与可实现单双耳佩戴、智能化、主动降噪、交互方式多样 化等特点。 以下表格分别从传输方式、

18、声控体验、音质、续航、优势等方面对传统有线蓝牙耳机 与TWS耳机进行比较: 摆脱传统耳机的有线束缚,具备 小巧便携等优势 双耳机通过蓝牙形成立体声系统, 可提升语音通话、听歌等体验感 真正无线与可实现单双耳佩戴 TWS 耳机热门功 能 , 通过 ANC (主动降噪技术)、ENC(环境降 噪技术)及AI通话降噪技术等方式 降低外部环境噪音,从而提升音 质和用户体验感 需要蓝牙芯片硬件和降噪算法, 技术壁垒高 主动降噪 通过嵌入语音助手,具备低能耗 语音唤醒、语音识别、云端内容 与服务等功能 如苹果TWS耳机支持Siri、小米 TWS耳机支持小爱同学等 智能化 TWS耳机没有物理按键,因此通 过在

19、耳机内部集成多种传感器, 可让用户通过“敲”、“捏”、“点”、 “挠”、“语音”、“环境自适应”等新 型交互方式实现通话、音乐控制、 应用开启、降噪模式切换 交互方式多样化 TWS耳机的主要特点 来源:苹果官网,头豹研究院编辑整理 传统有线蓝牙耳机TWS耳机 图示 传输方式 两个耳机同时运作,存在难同 步、易断线问题 传输路径较为复杂,需依赖主副两个 耳机的连接,两个耳机独立使用 利用蓝牙5.0,大幅度解决了音画不同 步与易断线的问题 声控体验 线材线控容易摩擦,产生听诊 器效应 声控装置在机体上,没有听诊器效应 音质 先解析再传输的方式易造成较 大的音质折损率,非立体声 传输音质可达无损级别

20、,立体声 续航2小时 2小时 苹果Airpods Pro单次续航时间最长为 4.5小时;华为Freebuds单次续航时间 为3小时 优势 价格便宜、佩戴较为稳定、目 前线控通话品质较好 设计简单、解放双手、配备充电盒, 佩戴便利性更高 传统有线蓝牙耳机与TWS耳机对比 12 2020 LeadL 400-072-5588 中国TWS耳机行业核心技术总览 TWS耳机主要涉及主动降噪技术、传感交互技术以及新一代蓝牙音频技术,分别为用 户提供了降噪功能、多样化交互方式及更优的音频体验 通过硬件与软件算法共同协作,消除环 境中的干扰噪音,有效降低外界噪音对 TWS耳机音质的影响 优秀厂商(如BOSE)

21、进行了技术封 锁,不利于技术发展 寡头垄断、多换采购等因素导致主动 降噪市场的采购成本高 BOSE PHITEK 大象声科 安声科技 跃豁达科技 基于不同芯片、传感器与AI算法等多种 技术的融合,TWS耳机可实现多样化的 交互方式 在消费电子产品的内部空间吃紧的背 景下,传感器面临精准性、稳定性、 功耗、体积大小等技术挑战 多传感器融合需要搭建完善的融合算 法系统,技术壁垒高 苹果、华为、三星 高通、歌尔股份、纽迪瑞科技等 为用户带来更好的音频体验,如提供更 高品质的声音、更低的功耗,更丰富的 助听和基于位置的音频服务 BLE Audio蓝牙技术的全面普及仍需 时间,因为搭载BLE Audio

22、蓝牙技术 的TWS耳机需要手机端先进行新蓝牙 技术的更改与升级。 络达 紫光展锐 汇顶科技 Microchip 高通 主动降噪技术传感交互技术BLE Audio蓝牙技术 技术 厂商 作用 挑战 来源:头豹研究院编辑整理 13 2020 LeadL 400-072-5588 中国TWS耳机行业相关技术主动降噪技术(1/2) TWS耳机的主动降噪方式是通过硬件(芯片、传感器、麦克风阵列等)与软件算法共 同协作实现,主要分为主动噪声控制和环境降噪两种核心技术 TWS耳机的降噪功能可有效降低外界噪音对音质的影响,其原理主要分为被动降噪和主动降噪两类。 被动降噪方式是耳机通过采用硅胶耳塞等隔声材料或其他

23、特殊结构阻挡外界噪声,典型的被动降噪耳机有入耳式耳机、大耳罩耳机等。被动降噪耳机的降噪成本较低,但降噪效果较为逊 色,一般只能阻隔高频噪音,对低频噪音降噪效果不明显。 主动降噪方式是通过硬件(芯片、传感器、麦克风阵列等)与软件算法共同协作实现。现阶段,TWS耳机的主动降噪方式主要有ANC(Active Noise Control,主动噪声控制技术)和ENC (Environmental Noise Cancellation,环境降噪技术)两种。(1)ANC降噪技术是通过耳机内部的降噪系统产生于外界噪音相等的反向声波,使其与噪音中和,从而实现降噪效果。主动 降噪耳机一般由负责捕捉环境噪音的麦克风

24、、负责噪音分析与处理的降噪芯片以及负责产生反向声波的扬声器三部分组成;(2)ENC降噪技术是采用双麦克风阵列,精准计算语音者说 话的位置,在保护主方向目标语音的同时,消除环境中的干扰噪音。ENC技术可抑制90%的反向环境噪音,为用户提供高品质的语音通话效果。然而,ENC技术对软件算法要求高,且会提 升全系统的功耗。目前苹果Airpods Pro、华为Freebuds3、OPPO EncoW51、Vivo Neo等款式均采用了主动降噪技术。 来源:苹果官网,头豹研究院编辑整理 ANC主动噪声控制技术原理图 后馈式麦克风 接受环境噪音 原噪音声波1 2 3 前馈式麦克风 监听人耳声波 降噪芯片进行

25、噪音处理 生成反相位、等强度声波 4 5 反相声波抵消噪音 达到降噪功能 ENC环境降噪技术原理图 麦克风1 麦克风2 采集远处声音 低频/高频噪音 采集近处声音 低频/高频噪音 ENC技术- 噪音处理 输出无噪音和 清晰的声音 ENC降噪流程:采用双麦克风阵列,精准计算语音者说话的位置,在保护主方向目 标语音的同时,消除环境中的干扰噪音。ENC技术可抑制90%的反向环境噪音,为 用户提供高品质的语音通话效果。然而,ENC技术对软件算法要求高,且会提升全 系统的功耗。 ANC降噪流程:第一步前馈式与后馈式麦克风采集原噪音声波(图标1-3); 第二步噪音信号传至降噪处理芯片,芯片进行实时运算和噪

26、声处理,生成反相 位、等强度声波(图标4);第三步芯片生成的反向声波将会抵消原噪音,从 而达到降噪功能,并由扬声器播出已降噪的声波(图标5) 14 2020 LeadL 400-072-5588 中国TWS耳机行业相关技术主动降噪技术(2/2) 在TWS耳机的三种ANC主动降噪技术中,前馈与后馈结合式降噪方案结合前两者的优势, 降噪性能更为优越,是大部分高端TWS耳机厂商首选方案 ANC主动降噪方式可分为前馈式降噪(Feedforward ANC)、后馈式降噪(Feedback ANC)、前馈与后馈结合式降噪(Hybrid ANC)三种技术方案。其中,前馈与后馈 结合式降噪方案结合前两者的优势

27、,降噪性能更为优越,是大部分高端TWS耳机厂商首选方案。 来源:华泰证券,头豹研究院编辑整理 TWS耳机的三种ANC主动降噪技术 噪音前馈麦克风降噪芯片扬声器 听见 噪音 抵消 处理 噪音反馈麦克风降噪芯片扬声器 听见 噪音 抵消 处理 噪音 前馈麦克风降噪芯片 扬声器 听见 噪音 前馈式主动降噪后馈式降噪前馈与后馈结合式降噪 电子器件位置:将麦克风放在耳机朝外的位置, 并与扬声器隔离(麦克风的声音采集点设计在耳 机腔体表面),确保扬声器产生的声波对麦克风 噪音收集的影响最小 降噪流程:前馈式主动降噪方式是麦克风采集噪 音后,通过降噪芯片进行处理,随后通过扬声器 发出反向声波,进而实现抵消噪音

28、的目标 优点:技术简单并容易实现 缺点:由于该降噪技术基于已知外部噪声的模型 与设定了耳机发出对应抵消声波的假设,因此前 馈式主动降噪耳机无法抵消突如其来的噪音 电子器件位置:将麦克风放在耳机内部,并接近 扬声器 降噪流程:与前馈式主动降噪流程类似,但反馈 式降噪可对残余噪音进行及时修正,并可抑制突 然产生的噪音 优点:采集到的的噪音更接近人耳所听到的噪音; 由于对芯片算法和麦克风的要求较高,拾音和噪 音处理的方式更优,因此该方式理论上可提供更 好的体验感 缺点:若音乐与噪音的声波相似,麦克风无法精 准辨别噪音与扬声器的声音,音乐会被识别为噪 音并进行处理,导致降噪效果变差和音乐失真 再次拾音

29、,感知残余噪音并修正 电子器件位置:结合了前馈式与反馈式的降噪设 计,拥有前、后两个麦克风,位于降噪芯片两端 降噪流程:后馈麦克风负责检测外部声波,前馈 麦克风负责检测耳内多余声波,两者采集的噪音 通过降噪芯片处理噪音和生成反向声波,从而实 现高精度主动降噪效果 优点:结合前馈式与后馈式降噪技术的两者优势, 降噪效果远高于单反馈降噪 缺点:物料增加、成本上升,内置降噪芯片算法 的嵌入难度提升 抵消 处理 后馈麦克风 再次拾音,感知残余噪音并修正 听见 噪音 15 2020 LeadL 400-072-5588 中国TWS耳机行业相关技术传感交互技术 随着芯片、传感器与AI算法技术的成熟,多样化

30、的交互方式,如开盒即连、触控交互、 语音唤醒、入耳检测、离线热词逐步应用于TWS耳机中 基于不同芯片、传感器与AI算法等多种技术的融合,TWS耳机具有多样化的交互方式,如开盒即连、触控交互、语音唤醒、入耳检测、离线热词等。 来源:ZOL手机网、苹果官网、华为官网、vivo官网、小米官网,头豹研究院编辑整理 交互方式示意图具体功能描述涉及相关的电子元器件/技术例子 开盒即连 “开盒即连”指TWS耳机与手机系统通过蓝牙配对后,当将 耳机盒打开,手机就会自动有弹窗显示配对信息、耳机电 量、耳机音量等。与传统的蓝牙耳机的连接体验(耳机开 机-打开手机蓝牙-搜索蓝牙设备-连接)相比,该功能大 幅提升便携

31、性,并已成为手机厂商生产TWS耳机的标配 蓝牙主控芯片+蓝牙协议 TWS耳机与手机系统的深层定制 (*TWS耳机对自家手机系统的依赖 性高,若与非自家品牌的手机配对, 其性能会减弱) 产品芯片供应商 苹果Airpods vivo TWS耳机 华为FreeBuds 3 苹果 高通 华为海思 入耳检测 “入耳检测”指戴上耳机恢复播放、取下耳机停止播放。目 前大部分耳机采用光学感应原理感知用户的佩戴状态,光 信号被阻挡代表处于佩戴状态,反之亦然 红外传感器 电容式传感器(入耳检测精准度更 高、功耗更低) 产品检测感应方式 苹果Airpods vivo TWS耳机 光学传感器+语 音加速度计 电容式传

32、感器 触控交互 利用不同类型的传感器,厂商通过利用不同传感器打造各 类触控交互动作(如敲、捏、点、挠),实现接听电话、 智能语音助手唤醒、切歌、暂停/播放音乐、调整音量等 功能 加速度传感器 压力传感器 触控板/触控条 电容感应器 产品传感器 苹果Airpods TicPods Free Pro 索尼WF-1000XM3 加速度传感器 触控板 电容感应器 语音唤醒 随着芯片与算法的成熟,语音直接唤醒功能替代过往的物 理触控激活语音助手的方式,真正实现解放双手。同时为 了防止误唤醒和加强唤醒词二次验证,TWS耳机采用语音 加速感应器,通过骨震动确认语音者的身份 低功耗芯片+低功耗算法 语音加速感

33、应器(微型骨振动传感 器) 苹果Airpods2、小米Air2、vivo TWS耳机均 具备语音直接唤醒功能 离线热词 无需唤醒语音助手,可直接想耳机发出常见语音指令,如 通过“上一首、下一首、播放”等进行自有切歌 智能芯片 边缘计算 小米Air2、TicPods2 Pro加入语音热词功能, 支持本地语音指令,无需唤醒语音助手,即 可进行切歌操作 基于不同的传感技术的TWS耳机交互方式 16 2020 LeadL 400-072-5588 中国TWS耳机行业相关技术BLE Audio蓝牙技术(1/2) 新一代蓝牙音频技术标准BLE Audio拥有三大技术特点,可为TWS耳机产品带来创新芯 片解

34、决方案和新功能,有助于加速TWS耳机行业的普及 蓝牙标准主要包括经典蓝牙和低功耗蓝牙两大类,其中经典蓝牙主要应用于音频传输(如双向语音通话、单向音乐播放等),而低功耗蓝牙具有低功耗待机特点,主要 应用于设备间的连接与配对功能。现阶段,大部分手机、蓝牙耳机等移动设备的一般使用具备经典蓝牙与低功耗蓝牙功能的双模蓝牙芯片。在2020年1月,蓝牙技术联盟 (Bluetooth Special Interest Group,简称SIG)正式发布新一代蓝牙音频技术标准Bluetooth LE Audio(低功耗蓝牙音频,以下简称BLE Audio),意味着低功耗蓝牙 技术标准将支持音频传输功能。BLE A

35、udio具有低功耗、连接范围广、单模蓝牙芯片成本较低等优势,因此头豹认为未来单模低功耗蓝牙有望替代传统蓝牙,换言之移动 电子设备仅需使用单模低功耗蓝牙芯片即可。 BLE Audio拥有三大技术特点(支持多重串流音频、支持广播音频、采用全新音频解码器LC3),可为TWS耳机产品带来创新芯片解决方案和新功能,有助于加速TWS耳 机行业的普及。以下内容分别对BLE Audio的三大技术特点进行介绍:(1)多重串流音频技术:有助于跳过苹果独家的监听方案技术门槛,为开发者提供一种标准化的 TWS耳机开发方式。同时,该技术可直接实现双耳直连、提供更好的立体声体验,并可使多台音源设备之间的切换更为顺畅。(*

36、广播音频与音频解码器LC3技术位于下一页) 来源:蓝牙技术联盟官网,头豹研究院编辑整理 低功耗蓝牙音频(BLE Audio)之多重串流音频技术 区分主副耳机的TWS连接方案 2.4GHz蓝牙信号 转发方案 LBRT磁感应 转发方案 不区分主副耳机的TWS连接方案 音 频 信号 主耳机功耗更大,耗电更快 非双耳直连,若主耳机无法工作, 副耳机也将无法使用 存在连接稳定性和时延问题 缺点 苹果监听方案高通双连接方案 音 频 信号 监听 同步接受、时延性能卓 越、稳定性与兼容性好 专利数量多,独家专利, 实现专利封锁 优点 双耳直连,具有高稳定性、 低延时、音质优秀等特点 基于高通平台的智能手机 较

37、多,且专利布局较完善 优点 (1)专利问题:苹果与高通等技术大厂已具备较多技术专利,其他 厂商难以使用;(2)兼容性问题:TWS连接方案需要手机端的支持, 但跨芯片平台存在兼容问题,如采用高通芯片方案的TWS耳机与苹 果或华为海思芯片的手机难以兼容 缺点 该两类TWS连接方案均存在不同 缺点,阻碍行业的发展 BLE Audio的多重串流音频技术功能可将手机与多 个设备之间进行多重独立音频串流,从而为TWS耳 机提供更低延时的双耳同传。多重串流音频不仅可 解决TWS耳机双耳连接标准和兼容性等问题,还可 有效提高TWS耳机性能,如包括提供更好的立体声 体验,无缝连接语音助手服务功能、使多台音源设

38、备之间的切换更为顺畅等。 多重串流音频为开发者提供一种标准化的开发方式 进行TWS耳机的开发,简化设计工作流程。 解决 多重串流音频技术 (Multi-Stream Audio) 17 2020 LeadL 400-072-5588 中国TWS耳机行业相关技术BLE Audio蓝牙技术(2/2) 广播音频技术可实现基于人或位置进行音频分享功能,有利于拓展TWS耳机的应用场 景;低复杂性通信编解码器有助于TWS耳机实现更高音质和更低功耗。 来源:蓝牙技术联盟官网,头豹研究院编辑整理 低功耗蓝牙音频(BLE Audio)之广播音频技术低功耗蓝牙音频(BLE Audio)之低复杂性通信编解码器(LC

39、3)技术 广播音频(Broadcast Audio)技术:可实现基于人或位置进行音频分享功能,突 破当前“一音频源对应一音频接受设备”的单一应用场景,有利于拓展TWS耳机的应 用场景。 低复杂性通信编解码器(Low Complexity Communications Codec)技术:有助于 TWS耳机实现更高音质和更低功耗。 一音频源对应一音 频接受设备 一个或多个音频源 对应无限量的音频 接受设备 音频传输 应用场景单一 基于个人的音频分享 加入广播音频技术 实现“音频分享”功能 通过广播音频技术,TWS耳机可实现 个人音频分享,用户能与周边的人群 分享自己的蓝牙音频体验 例如,用户可以与

40、家人或朋友共享手 机中的音乐 基于位置的音频分享 通过广播音频技术,机场、电影院、 商场、健身房等公共场所能分享蓝牙 音频,有助于提升客户体验感 例如,影院通过广播音频方式分享音 频,为听力受损的客户可提供便利的 同时,还具有多种语言可选择 SBCaptX AAC 蓝牙音频编解码格式 SBC是蓝牙音频传输协 议强制规定的编码格式, 解码率为320kbps。由 于SBC在转码过程中会 出现损失细节,导致 SBC的听感比原始的 MP3格式差 是苹果助推的音频传输 格式,是一种高压缩比 的编码算法,解码率仍 为320kbps,但音质优 于SBC,并可节省约 30%的储存空间与宽带 APTX 最 高

41、解 码 率 达 576kbps,音质可达到 CD级别的听感。由于 APTX是高通的专利编 码算法,TWS耳机厂商 需要采用高通CSR芯片 方可提升产品音质 用户对TWS耳机的最直接体验是音质效果,目前应用广泛的蓝牙音频编解码格式有SBC、AAC (苹果主推的音频传输格式)、aptX(高通专利)、LDAC(索尼专利)、LHDC(华为专 利),音质解析度排序为LHDCLDACaptXAACSBC。大部分优质蓝牙音频编码传输并非 开源技术,因此TWS耳机厂商可选择的高音质蓝牙音频技术方案非常有限,这在一定程度上 阻碍TWS耳机产品的音质提升和行业的发展 BLE Audio的LC3音频编码技术 新一代

42、蓝牙音频技术标准有 望进一步提升蓝牙传输音质 在低比特率下,有效提高音质效果低功耗 允许开发者在音频质量与功耗等属性进行取舍,灵活性较高 18 2020 LeadL 400-072-5588 全球TWS耳机行业市场规模 伴随蓝牙、芯片、传感器等技术的成熟,TWS耳机将加速发展,有望成为增长最快的 智能穿戴设备领域,预测全球市场规模在2024年将达401.3亿美元 2016年9月苹果发布第一代Airpods,由于其连接稳定、低时延及无线化等优点,获得良好的市场反应。Airpods的面世推动耳机行业的变革,并开启耳机无线化时代, TWS耳机行业从萌芽期进入快速成长阶段。2016-2019年,全球T

43、WS耳机市场规模(按销售额)从16.1亿美元增长至118.4亿美元,年复合增长率达94.4%。未来五年,伴 随蓝牙、芯片、传感器等技术的成熟,以及在线办公和在线学习需求逐日旺盛,TWS耳机行业将加速发展,有望成为增长最快的智能穿戴设备领域,预测全球市场规模 在2024年将达420.9亿美元。 6.9 19.7 32.5 59.4 97.4 135.3 177.4 216.2 16.1 64.8 78.4 86.0 108.0 148.1 189.5 214.5 204.8 16.1 71.7 98.1 118.4 167.4 245.5 324.8 391.9 420.9 0 50 100 1

44、50 200 250 300 350 400 450 500 20162017201820192020E2021E2022E2023E2024E 安卓端TWS耳机市场规模苹果端TWS耳机市场规模 全球TWS耳机市场规模(按销售额),2016-2024年预测 全球TWS耳机市场规模 (按销售额计) 年复合增长率 2015-2019年94.4% 2019-2024年预测28.9% 亿美元 来源: IDC,头豹研究院编辑整理 全球安卓手机出货量 (亿部) 配售比例 (假设) TWS耳机销量 (亿副) 平均销售价格 (假设) 全球安卓端TWS 耳机市场规模(亿美元) 201612.60%0.00 55美元/副 (平均目前低、 中高端的TWS 耳机价格) 0.0 201712.51%0.126.9 201811.93%0.3619.7 201911.85%0.5932.5 2020E10.810%1.0859.4 2021E11.815%1.7797.4 2022E12.320%2.46135.3

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