从调音为王到技术先行,2023TWS耳机会如何发展?

达人爱硬件 2023-02-14
3431 字丨阅读本文需 8 分钟

“TWS”是英文True Wireless Stereo的缩写,即真正无线立体声的意思,该技术是基于蓝牙芯片技术的发展,也是目前市面上比较受消费者青睐的真无线蓝牙耳机。据市场调研机构公布的数据显示,全球TWS耳机出货量呈现增长趋势,使用需求的增加使得TWS耳机出货量大幅提高,一年出货量已经超过了3亿台。

从品牌方面来看,全球TWS耳机出货量第一名是苹果,市占率超过三成。Apple AirPods是苹果品牌的无线耳机,是全球最受欢迎的无线耳机产品之一。苹果公司打造的AirPods曾以一己之力,拉高了全球TWS耳机市场的销量,让更多的消费者关注到TWS耳机产品,其他手机、耳机厂商随之跟进投入到该领域,市面上出现百花齐放的现象。面对更多便宜好用的TWS耳机对手,苹果AirPods优势变得没那么明显。2023年有消息称,AirPods可能还会推出一个“Lite版”,可以理解为青春版、更便宜的版本,以应对竞争激烈的市场。

从调音为王到技术先行

对于TWS耳机来说,2022年是一个转折点,苹果的新一代AirPods Pro发布,让全世界看到了TWS耳机的降噪上限,vivo、OPPO等厂商也开始陆续发力,试图占领安卓高端TWS耳机的市场。

一款耳机如何才能算作高端?在传统耳机市场,决定因素有三者:价格、音质和做工。而在TWS耳机市场,情况则有所改变,在价格、音质、做工之外,功能也成为消费者衡量一款耳机是否好用的重要考量。

翻看小米等手机厂商在早期推出的TWS耳机,不难发现当时的主要宣传点都在于调音上。从动圈到动铁,再到圈铁结合,多数厂商其实都还是在依照传统HiFi耳机市场的路子研发TWS耳机,只是载体从有线变成无线而已。

不过,对于普通用户来说,音质往往不是第一考虑要素,或者说大多数普通用户对于音质其实都没有一个明确的认知与标准。至于对音质有要求的HiFi发烧友,在彼时则是完全看不起TWS耳机,普遍认为其音质还不如价格只有TWS耳机一半的有线耳机(在当时是事实)。

既不讨好HiFi用户,也不讨好普通用户,彼时的手机厂商多少有种一拳打在棉花上的感觉。那么突破点在哪里?苹果又一次站出来给出了示范——功能。降噪成为TWS耳机最主要的功能,即使传统的蓝牙耳机也有部分降噪功能,但是在TWS耳机上却成为中高端产品线的标配。

在2022年,我们已经看到不少于三家手机厂商在宣传自己的深度降噪技术,降噪深度从2021年的38dB提升到45dB以上。可以说,降噪技术已经成为各个厂商角力的战场之一,OPPO、vivo等厂商都围绕着降噪功能疯狂输出,从降风噪到降噪的同时保持对人声的拾取,TWS耳机的功能性变得更为突出。

显然,在2023年,会有更多的厂商加入到降噪的战场中,并不是说之前其他厂商都重视降噪,只是说他们还没有像vivo、OPPO那样去追赶顶尖水平。AirPods Pro2的发布,算是掀开了降噪军备赛的新篇章,消费者对TWS耳机的降噪功能也提出了更多的要求。

除了降噪之外,另一个备受关注的功能则是空间音频,同样是苹果率先在AirPods3上实现,安卓厂商开始奋起直追。不得不说,在无线音频方面,苹果的AirPods团队有着十足的原件和强大的研发能力。

空间音频,或者说计算音频技术的出现,使得TWS耳机拥有了更多的可能。传统的耳机音质往往由工程师调音、单元结构、材质、设计等相关,TWS耳机也是如此,而且相比起传统耳机来说,TWS耳机还需要腾出空间安置蓄电池、无线接收模块等硬件,声学设计难度更大。

不过,随着计算音频技术在2022年得到突破性的发展,TWS耳机可以利用内置的计算芯片来提供更好的音乐效果。在一加前段时间发布的Buds Pro2中,我们就已经看到了专属音频芯片对TWS耳机的帮助,降噪、无线传输速率、稳定性和计算音频效果等都得到了明显提升。

当然,计算音频技术不仅仅惠及TWS耳机,基于手机系统打造的音频功能,将会使得手机系统的HiFi体验得到明显提升,基于此,独立音频芯片或许会成为一些厂商下一个角力的战场。

TWS耳机主要产业链技术

TWS耳机的快速发展带动了相关产业链的优化升级,同时产业链技术的提高进一步提升了产品的性能,推动着TWS耳机市场的健康稳定增长。

蓝牙5.3普及,LE Audio应用

TWS耳机之所以能够实现便捷的连接和使用体验,蓝牙技术在其中起到了至关重要的作用,随着蓝牙技术的升级,为终端产品提供了更高的音频质量,更低的功耗和更稳定的连接。

蓝牙技术联盟在2021年7月13日发布了最新的蓝牙5.3核心规范,对低功耗蓝牙中的周期性广播、连接更新、频道分级进行了完善,通过这些功能的完善进一步提高了低功耗蓝牙的通讯效率、降低了功耗并提高了蓝牙设备的无线共存性。蓝牙5.3版本也通过引入新功能进一步完善了经典蓝牙BR/EDR的安全性。

在汇总2021年TWS耳机蓝牙音频主控芯片及应用案例时,通过咨询了解到,目前已经有众多芯片原厂的蓝牙音频SoC产品通过了蓝牙5.3认证,相信在2022年新一代TWS耳机产品将相继支持蓝牙5.3,从而为终端用户提供更优质的无线音频体验。

LE Audio是蓝牙技术联盟在CES2020上发布的新一代蓝牙音频技术标准,拥有更低的功耗,采用了全新的高音质、低功耗音频LC3解码器,支持多重串流音频、支持广播音频技术,能够为助听器提供强大的支持。

2021年年初高通发布了一篇《关于LE Audio的问题解答》的报告,详细解答了什么是LE Audio、为什么推出LE Audio,LE Audio有哪些优势、赋予了哪些全新用例,并解答LE Audio对于高通未来音频产品及技术的影响。

MediaTek在年末的天玑9000移动平台上,率先支持了蓝牙5.3标准,结合蓝牙LE Audio技术,蓝牙延迟降低32%;LE Audio带来的LC3编解码器,相较于传统SBC,拥有双倍采用率,能够有效提升通话的音频质量。

TWS耳机目前主要使用途径依然是搭配手机、平板、电脑等移动终端使用,随着上游移动平台相继布局LE Audio,2022年TWS耳机产品也将陆续支持LE Audio功能,从而提供更为丰富的蓝牙音频功能应用。

SiP封装系统芯片

SiP封装(System In a Package)是将多种不同元器件、多种功能各异的芯片等根据应用场景、封装基板层数等因素,集成在一个封装内,实现一个基本完整功能的封装方案,拥有高度集成的系统、整合密集线路、尺寸微型化、降低功耗、提升射频特性、增加能量密度、性能与质量更稳定等优势,被广泛地应用于各类智能穿戴产品上。

目前的TWS耳机市场上,苹果在AirPods Pro上首次采用了SiP封装系统芯片苹果H1,在今年最新发布的AirPods 3上延续了这一方案,并且得到了进一步的优化升级,采用了更高的集成度和工艺制程,体积大幅度缩小,并带来了更优的性能和功耗表现。

目前市场上也已经有如闻泰科技、日月光等厂商在积极推动SiP封装在TWS耳机产品上的应用。而随着产品功能的丰富,对于耳机内部寸金寸土的空间的占用率不断提升,SiP封装将会产生更大的作用。因此,2022年有望会看到安卓系TWS耳机品牌产品也将相继采用SiP封装芯片。

充电盒多功能主控IC

TWS耳机充电盒内部元器件包括了电源管理IC、MCU、锂电保护、升降压IC、过压过流保护IC等多种配置,用于为充电盒内置电池充电、充电盒为耳机充电、充电盒与手机/耳机通讯,电量显示等充电盒功能控制。

随着TWS耳机产品的爆发,品牌客户产品销量快速提升。为了满足市场需求,就必须提升生产效率,因此基于高集成度、高灵活性,简化设计和组装生产,为TWS耳机客户提供一套完整充电盒功能的系统级单芯片解决方案获得了大量采用。

另一方面,由于疫情的影响,产能不足导致上下游芯片供应链断裂,全球市场出现芯片缺货的问题,多合一单芯片解决方案则有效避免了长短料问题,能够更快速的实现出货。因此,2022年,充电盒主控IC概念将逐步落地,会有更多芯片厂商加入到这一市场,推动TWS耳机的未来发展。

多传感器加持

传感器的应用是丰富TWS耳机产品功能的主要途径之一,目前TWS耳机市场上已经应用的包括了光学红外传感器、电容式入耳检测传感器,触摸检测、压力感应传感器,语音加速度传感器、六轴陀螺仪,健康监测传感器等。

其中,光学红外传感器和电容式入耳检测传感器应用于佩戴检测功能,实现摘取自动暂停播放、佩戴自动恢复播放功能;触摸检测、压力感应传感器则搭配相应的检测IC,用于TWS耳机交互;语音加速度传感器用于清晰通话和语音交互,六轴陀螺仪用于检测佩戴动作,实现如苹果“动态头部跟踪空间音频”功能。

健康监测传感器目前在TWS耳机上应用还相对较少,主要包括了心率、血氧、体温检测等传感器,在上文TWS耳机功能中已经有所提及。而随着TWS耳机新功能的不断应用,多传感器的加持是其必然趋势。

高压软包扣式电池广泛采用

上文中我们提到,为了实现更优的续航体验,TWS耳机在功能上逐渐普及了快速充电和无线充电。而在配置上,一方面是尽大可能的搭载大容量电池,另一方面则是采用高压电池。

目前市场上TWS耳机电池满充电压以4.2V为主,材料体系及满充电压限制了4.2V电池能量密度进一步提升,而高压锂电池技术能够在4.2V锂电池能量密度基础上再次提升10%以上,达到延长续航的目的。

我爱音频网在近期的拆解报告中发现,越来越多的TWS耳机开始采用一种介于软包和钢壳两者之间的软包扣式电池,且许多是3.8V以上的高压电池。外观上,其拥有钢壳纽扣电池的圆形外观,与TWS耳机轮廓更为贴合,能够更有效地利用内部空间;性能上具有更轻的体积,并且能量密度变化更灵活,在2022年或将迎来大范围的应用。

总结

TWS耳机经过了几年的快速发展,产品性能在不断提升,产品功能也越来越丰富,并不断的扩展着新的应用场景,使用户体验越来越好。回顾2021,有众多优秀的TWS耳机产品上市,为消费者提供了丰富的选择;降噪耳机成为标配,对音质需求不断提升,自适应降噪、空间音频、共享音频等功能应用带来了更优的用户体验。

未来的TWS耳机,或许不再仅仅是一个个人音频设备如此简单,比如vivo就已经在耳机中加入了体温检测功能,更多的功能和更强大的无线性能,使其可以在不少领域都发挥出作用,也将更契合“智能穿戴”设备的理念。

文章来源: 我爱音频网,柳先说,雷科技

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