繼智能手機之后，下一個10億級產(chǎn)品會是什么？

2016年，蘋果推出的 AirPods Pro 以主動降噪+真無線TWS耳機，引爆市場。TWS 耳機正式開啟開掛人生。

真無線怎么實現(xiàn)？

TWS是 True Wireless Stereo 的縮寫，意為真正的無線立體聲。

傳統(tǒng)有線纜的藍牙耳機，工作原理基于底層無線信號模塊、協(xié)議層和應(yīng)用層，通過左右揚聲器之間的線纜將兩個耳機單元連接到同一藍牙模塊上，手機上發(fā)出的信號傳輸?shù)剿{牙模塊并經(jīng)過應(yīng)用層直接輸出音頻信號，讓左右兩個揚聲器發(fā)聲，整個傳輸就只有手機藍牙和藍牙耳機之間的信號傳輸。

但TWS耳機擺脫了傳統(tǒng)的物理線材，目前有兩種主流連接方式：第一種是分主、副兩個耳機，先打開手機中的藍牙功能，手機藍牙會先連接主耳機（一般是右耳），然后再從主耳機將信號傳輸至副耳機，組成立體聲系統(tǒng)。典型代表就是蘋果AirPods，采用監(jiān)聽模式，主耳機不需要向副耳機發(fā)送信號，而是把密鑰分享給副耳機，讓它自己“偷聽”，通過這種規(guī)則來實現(xiàn)主、副耳機的信號獲取，解決了主副耳功耗不均衡、信號轉(zhuǎn)發(fā)的干擾、信號延遲等問題。

第二種方式在安卓陣營較為常見，比如以高通為代表的基于藍牙5.0的雙耳機直連方案，不區(qū)分主、副耳機，左右耳機單元完全獨立運作，手機想連接哪個就連接哪個。但是這種方式需要系統(tǒng)軟件把左右聲道分別傳輸過去，需要加倍帶寬、精確同步、自定義設(shè)備和耳機協(xié)議，兼容性和效果相對來說還有待加強。

TWS 開啟開掛人生

TWS耳機為什么這么火？主要因為其出色的產(chǎn)品體驗，以及適用于豐富的應(yīng)用場景：

• 雙耳立體聲，提升音質(zhì)效果，改善通話質(zhì)量，增強用戶體驗，打造智能語音，打破了傳統(tǒng)有線耳機感官體驗的束縛，而且在外觀上更加潮流前衛(wèi)，吸引人們關(guān)注；

• 真正的無線結(jié)構(gòu)，完全摒棄有線煩惱，更自由的移動，尤其是對于運動達人來說，可以享受邊運動邊聽歌的快感；

• 體積小巧，佩戴舒適，使用便捷，攜帶方便，適用場景豐富，比如駕駛等環(huán)境下，既可以解放雙手，也不用因為線纜的問題而煩惱。

近日，技術(shù)市場分析與咨詢國際公司Canalys科納仕發(fā)布了一篇市場預(yù)測，預(yù)計2021年全球智能配件市場規(guī)模將超過5億臺，其中可穿戴設(shè)備和TWS耳機的出貨量將分別超過2億臺和3.5億臺。隨著新冠疫情在全球范圍內(nèi)加劇，消費者將注意力轉(zhuǎn)向了智能可穿戴設(shè)備和智能耳戴式設(shè)備這類配件。

Canalys的預(yù)測報告顯示，2020年至2024年，TWS耳機的年復合增長率約為19.8％，遠超可穿戴設(shè)備6.7％的年復合增長率；2020年全球可穿戴設(shè)備和TWS耳機總出貨量可達4.365億臺，其中TWS耳機約2.5億臺；2021年全球可穿戴設(shè)備和TWS耳機總出貨量約5.583億臺，TWS耳機約3.5億臺；而2022年到2024年期間，可穿戴設(shè)備的出貨量會穩(wěn)定在2億臺左右，TWS耳機則繼續(xù)穩(wěn)步增長，出貨量有望突破5億。

Canalys認為短期內(nèi)促使TWS耳機和可穿戴設(shè)備銷量增長的原因有兩方面，一是疫情的影響會延長消費者更換智能手機等價格較高的消費電子產(chǎn)品的周期，“口紅效應(yīng)”會驅(qū)動消費者購買價格較低的產(chǎn)品滿足購物需求；二是除了運動和健康監(jiān)測相關(guān)的可穿戴設(shè)備外，室內(nèi)活動如遠程辦公、手機游戲等工作和娛樂需求的增加，促使了相關(guān)智能配件市場的高速增長，對于TWS耳機來說尤為明顯。

Counterpoint高級分析師Liz Lee表示，移動設(shè)備取消耳機接口、包裝不再附送耳機正成為真無線耳機市場增長的一大推動力，TWS真無線耳機正成為一種必要的配件。

TWS五大核心技術(shù)

從技術(shù)層面來說，新一代音頻技術(shù)標準LE Audio和藍牙5.2的發(fā)布，有助于改善不同品牌、不同設(shè)備之間的無線連接狀況，給消費者更高音質(zhì)、更無縫的無線音頻體驗。此外，TWS耳機的硬件，也就是聲學器件也能相應(yīng)得到升級，TWS耳機動鐵化將成為趨勢。

• 藍牙連接技術(shù)

2017-2018 年 藍牙技術(shù)傳輸方案還不成熟，各大廠商都在集中解決 TWS 耳機藍牙斷連、延遲等藍牙技術(shù)傳輸問題。蘋果AirPods采用獨家的Snoop（監(jiān)聽）專利技術(shù)解決了雙耳連接延遲不同步問題，即便售價昂貴也得到了消費者的認可，銷售量逐年翻番。

蘋果AirPods的Snoop技術(shù)，副耳信號不需要主耳轉(zhuǎn)發(fā)，而是通過一定的規(guī)則監(jiān)聽手機所發(fā)出的信號，從接收信號中找出主耳或者副耳各自的信號，因此解決了轉(zhuǎn)發(fā)所帶來的干擾、系統(tǒng)延遲、主副耳功耗不均衡等問題，獲得了很好的用戶體驗。

而傳統(tǒng)的安卓系方案早期采用Relay（轉(zhuǎn)發(fā)）模式，通過主耳轉(zhuǎn)發(fā)的方式實現(xiàn)雙耳立體聲，音頻從智能手機傳到左耳機（主設(shè)備），再由左耳機轉(zhuǎn)發(fā)到右耳機（從設(shè)備）。但卻面臨如下問題：主耳轉(zhuǎn)發(fā)的藍牙信號容易被其它藍牙和WiFi等信號干擾；轉(zhuǎn)發(fā)本身會增加系統(tǒng)延遲；轉(zhuǎn)發(fā)信號穿過人的身體等問題。此外，由于轉(zhuǎn)發(fā)導致了主耳的功耗相比副耳要高，當碰上誤碼要求重傳數(shù)據(jù)包時會導致主耳功耗負載過重。以上原因?qū)е绿O果之外的TWS 耳機在連接穩(wěn)定性、主副耳機的信號同步以及待機的時長等方面面臨很多問題，這也是這幾年安卓系TWS 耳機無法跟AirPods相提并論的主要原因。

但隨著高通TWS+和絡(luò)達科技MCSync的相繼發(fā)布，安卓陣營TWS耳機可以實現(xiàn)左右聲道獨立連接，其藍牙連接性能向蘋果AirPods看齊。

• 音頻編解碼技術(shù)

除了揚聲器材質(zhì)等物理硬件因素外，TWS 耳機的音質(zhì)主要與藍牙編解碼技術(shù)、主控芯片性能及音頻信號傳輸方式等因素有關(guān)。

雖然藍牙 5.0 技術(shù)為音頻提供了更大的通信容量，但音質(zhì)的改善仍在于音頻編碼方式。目前的高清音頻編解碼技術(shù)，主要以索尼 LDAC、高通 aptX HD，以及華為的 HWA 為代表。

索尼在 2015 年 CES 期間正式推出 LDAC 高解析音頻技術(shù)，并于2017 年將該技術(shù)開放給 Android 8.0，該技術(shù)的音頻處理質(zhì)量非常高，現(xiàn)已成為安卓 8.0 的標配壓縮技術(shù)。但是，編碼器實現(xiàn)高清音頻傳輸?shù)那疤崾前l(fā)送端和接收端的雙向支持，而支持 LDAC 的 Android 8.0 只解決了發(fā)射端的問題，而LDAC 在接收端設(shè)備（耳機、音箱等）的普及還需要一些時間。

高通在 2016 推出的 aptX HD 高清藍牙音頻編解碼技術(shù)（支持 24 位/48 kHz 音頻），因為有 aptX 的鋪墊（目前大約有 40 億個設(shè)備支持，高通收購CSR公司而獲得aptX技術(shù)），以及高通自身在芯片、通信等領(lǐng)域的優(yōu)勢，有更廣泛的應(yīng)用潛力。

華為在 2018 年聯(lián)合音頻鏈路上的關(guān)鍵元器件供應(yīng)商、設(shè)備商，一同制定了端到端的藍牙高清音頻解決方案 HWA（Hi-Res Wireless Audio），其規(guī)格和 LDAC 相似，也屬于無損級別的藍牙音頻編碼。目前 HWA 高清音頻無線傳輸標準與產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟也已經(jīng)成立，成員包括漫步者、中科院聲學所、AKM、Sennheiser、HiFiMAN、1MORE 萬魔、惠威等。

此外，新一代藍牙技術(shù)標準在音頻方面不斷改進，在音頻解碼器 LC3 方面，LE Audio 集成了全新的高音質(zhì)、低功耗音頻解碼器 LC3，并且支持音頻分享。這不僅可以優(yōu)化藍牙的傳輸效率，并且在一定程度上能夠進一步縮小TWS 耳機的體積，將為開發(fā)者提供更大的靈活性，使其在產(chǎn)品設(shè)計時能夠更好地在音質(zhì)和功耗等關(guān)鍵產(chǎn)品屬性之間進行權(quán)衡。

• 主動降噪技術(shù)

主動降噪（ANC）功能就是通過硬件降噪系統(tǒng)產(chǎn)生與外界噪音相等的反向聲波，將噪音中和，從而實現(xiàn)降噪的效果。ANC 降噪的工作原理是麥克風收集外部的環(huán)境噪音，然后系統(tǒng)變換為一個反相的聲波加到喇叭端，最終人耳聽到的聲音是環(huán)境噪音+反相的環(huán)境噪音，兩種噪音疊加從而實現(xiàn)感官上的噪音降低。ANC 主動降噪可分為前饋式主動降噪（頭戴式耳機應(yīng)用較多）、反饋式主動降噪（容易引起嘯叫），以及混合式主動降噪。

2019年10月28日，蘋果推出支持“主動降噪”功能的AirPods Pro耳機。與前兩代AirPods相比，AirPods Pro改為入耳式設(shè)計，提供良好的氣密性以及佩戴的牢固性，并基于此帶來了驚艷的主動降噪，解決了兩個難點，一是通過 SiP 封裝解決了空間占用問題，另一個是做了一個通氣系統(tǒng)解決了耳內(nèi)外壓力差的問題，保證了佩戴舒適度。

目前安卓系藍牙技術(shù)平臺都開始支持 ANC，關(guān)鍵是看整機廠家能不能克服工程難題真正提升降噪體驗。此外，高通 CSR 芯片還采用了軟件降噪技術(shù)，也叫 CVC 降噪，即利用藍牙耳機內(nèi)部的芯片，把通話麥克風接收到的信號進行濾波處理，以降低外界的風噪，主要在打電話的時候起作用。

據(jù)高通發(fā)布的《2019年使用現(xiàn)狀調(diào)研報告》顯示，63%的音頻用戶關(guān)注無線耳機的主動降噪功能。除了支持更具沉浸感的聆聽體驗，主動降噪還有助于降低聆聽者的疲勞感。展望未來，主動降噪將成為高端 TWS 耳機的標準配置，并逐步向中低端滲透。

單從降噪芯片來看，當前業(yè)內(nèi)的主動降噪解決方案主要有兩種形式：一是在主控藍牙芯片中集成主動降噪，如高通、華為、絡(luò)達、瑞昱、恒玄、中科藍訊等；其中，采用高通方案的品牌包括索尼、vivo、小鳥（Libratone）；采用恒玄方案的有華為、OPPO；采用瑞昱方案的有小米；采用絡(luò)達方案的有索尼。

二是直接開發(fā)一款降噪芯片，廠商包括 ams、ADI、Dialog等。Bose、華為、亞馬遜、小鳥等品牌已有部分產(chǎn)品采用ADI的解決方案；派美特、魅族、dyplay、FIIL、TOPPERS、Linner等品牌均采用ams的解決方案。

• 續(xù)航技術(shù)

跟其他可穿戴便攜式設(shè)備一樣，續(xù)航能力是一個避不開的坑。

AirPods Pro采用了可充電紐扣鋰電池，雖然容量增加了，但因為主動降噪(ANC)功耗大，續(xù)航能力并沒有提高。華為、三星、索尼、1MORE、BOSE 等品牌 的2019 年款 TWS 耳機也都采用了紐扣電池方案。

增加續(xù)航時間可以通過先進制程來實現(xiàn)，但是這意味著高昂的成本。蘋果的 H1 芯片采用16nm工藝，而安卓系大多是28nm 工藝。工藝先進功耗小，但是研發(fā)和制造成本很高，按照當前品牌安卓機的出貨量，很難支撐先進工藝的投入。

但安卓系的功耗困境今年將會有很大的進展，頭部大廠的16nm 方案已經(jīng)在研發(fā)中，體驗提升和出貨效應(yīng)預(yù)期將帶來突破，驅(qū)動安卓系競爭力上一個新的臺階。

• 智能技術(shù)

像TWS耳機這類智能電聲產(chǎn)品，除了具有播放、采集聲音信息的功能，還將具備語音控制、語義識別、主動降噪、運動健康監(jiān)測、虛擬現(xiàn)實聲學，以及與其他智能設(shè)備互聯(lián)等功能，能夠滿足消費者工作和生活中的多種復雜應(yīng)用需求。

國外巨頭已開始將TWS與智能語音助手的軟硬集成，并匯入其整個智能生態(tài)鏈。如蘋果 AirPods 開始支持 Siri、高通芯片與亞馬遜 Alexa 集成等；搭載生物傳感器，支持生物識別運動跟蹤，如 Bragi 的 Dash Pro 可讓用戶通過頭部運動來直接控制耳機；還有多種語言的實時翻譯。國內(nèi)的硬件廠商，以手機廠商為代表都支持其語音助手，華為的TWS支持其手機內(nèi)的小億，小米TWS支持小愛同學。

TWS全新應(yīng)用即將落地

主動降噪、智能語音、入耳檢測、心率監(jiān)測、骨傳感技術(shù)是未來TWS主要采用的新技術(shù)，已有大量成品陸續(xù)上市，全新技術(shù)已具有落地實現(xiàn)的可能。

從功能性方面來看，主動降噪、通話降噪、包括聽力增強、運動監(jiān)測、睡眠監(jiān)測等在內(nèi)的健康輔助功能、翻譯功能、更高級別的防塵防水功能，以及智慧語音功能等都是TWS耳機今后的發(fā)展方向。

• 主動降噪

主動降噪（ANC）功能無疑是當下TWS耳機品牌的核心競爭力之一，它的技術(shù)遠比我們想象的要復雜，需要降噪芯片、麥克風與降噪算法等多方面的優(yōu)化與調(diào)節(jié)。從 TWS 耳機的 ANC 功能相關(guān)發(fā)展現(xiàn)狀上來看，主要存在以下幾個趨勢：

1. 佩戴檢測：可以實現(xiàn)入耳就自動連接手機藍牙，摘下就自動休眠。這對電池容量只有幾十毫安時（mAh）的TWS耳機來說，是減少功耗的有效手段。

2. 通透模式：可以讓佩戴者聽到外界聲音，與身邊的人交談時會更自然，也更安全。

3. 自校準/自適應(yīng)調(diào)節(jié)：能夠半自動或者手動式觸發(fā)TWS的不同工作模式，調(diào)節(jié)濾波器的降噪?yún)?shù)，以達到比較好的降噪效果。

• 智能語音

去手指化是未來科技產(chǎn)品發(fā)展的一大追求，只需動動嘴巴就能實現(xiàn)，一切似乎都將變得更加輕易方便。賦予?TWS?耳機更多智能化功能，如語音翻譯、語音控制，讓使用操作變得更簡單；再有TWS?耳機由于太小容易丟失且不易尋找，如何實現(xiàn)防盜防丟，這些都是 TWS 耳機未來需要攻克的痛點和癢點。

各大手機廠商基本都具備自己的語音助手，TWS耳機也越來越注重對語音助手喚醒功能的支持，目前這一功能還是通過按鍵或觸摸的方式激活，智能翻譯等功能很大程度上還是依賴手機端。以耳機芯片的算力還很難同時兼顧以上幾點，但這終將是TWS耳機獲得更大發(fā)展所要克服的困難和面臨的趨勢。

• 健康輔助

通過 TWS 耳機實現(xiàn)運動、聽力輔助、心率檢測、血壓檢查、輔助睡眠功能已初露端倪。

TWS 真無線耳機形態(tài)小巧、佩戴舒適、非常適合運動場景使用，眾多品牌針對這一場景已經(jīng)推出合適的運動耳機產(chǎn)品。

心率監(jiān)測、睡眠記錄等健康輔助功能，已經(jīng)在智能手表上已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，技術(shù)也比較成熟。與智能手表相比，TWS 耳機也具有與人體親密接觸、使用頻率高等特點，因此很多廠家都把它當做是健康監(jiān)測功能的新入口。