目前的TWS耳机市场,从一匹黑马发展成为了千里良驹,逐年市场、销量的稳定增长,推动着蓝牙耳机市场的快速发展,带来了众多新的机遇。而这一切的开端,便要从苹果在2016年,iPhone 7系列手机上正式取消3.5mm音频接口,推出新的产品线苹果 AirPods真无线耳机。
我爱音频网数据库显示,近4年来全球范围内,品牌真无线耳机在2018年的销量是4600万台,2019年销量9000万台,相较于2018年销量增长了96%。而在困难的2020年,品牌TWS耳机销量增长趋势不减,达到了3亿台,同比增长230%。
其中,手机品牌基于庞大的手机市场用户群体,以及双端优化所带来的更全面的使用体验,在目前的TWS耳机市场中占据着主要地位。苹果市场份额虽在下滑,但依旧占据高达40%的市场份额,处于领先位置。而小米、三星、华为、Realme、OPPO等则是相继其后。
TWS真无线耳机的快速发展,也带动了相关供应链厂商的产业升级,其中主控芯片、电源管理IC、无线充电接收芯片、充电盒电池、耳塞电池、触控等技术的进步,又提升了TWS耳机的性能和功能,带来更优异的用户使用体验。形成的良性循环,推动着TWS真无线耳机的稳定健康发展。
随着2021年新春起航,对于已经成为历史的音频市场的重大变化,我爱音频网已经做了多篇报道,从多个方面分析了2020年的市场发展。
此次让我们再来一起展望未来,从TWS耳机产品形态、蓝牙技术标准、特殊音效、智能交互、人体健康应用、主动降噪、主控芯片、传感器、扬声器、电源管理芯片以及电池等十多个方面探究未来的发展趋势。
一、TWS耳机产品形态:豆式、炳状、运动挂耳
目前的TWS真无线耳机产品外观上虽然各具特色,但主要分为“柄状”和“豆式”两种形态,以及拥有耳塞的入耳式和没有耳塞的半入耳式两种入耳方式。还有一种则是主要偏向于运动市场的耳挂式产品,能够提供更加稳定佩戴。
其中,半入耳式耳机能够带来舒适的佩戴体验,并且音乐声场相对比较舒适,不会产生发闷的压迫感和轰脑感;入耳式耳机由于耳塞的存在,与耳道贴合紧密,拥有很强的密闭性,更有利于主动降噪功能的发挥;而“豆式”耳机小巧轻便,佩戴舒适更加美观。
在2020年,主动降噪功能火爆全球,各品牌新推出的中高端旗舰产品均搭载了这一功能。并且到了2021年,支持主动降噪功能的产品售价不断亲民化,标配主动降噪功能的时代即将来临。
比如近期新发布的1MORE ComfoBuds Pro、华为FreeBuds 4i、Soundcore声阔降噪舱、三星Galaxy Buds Pro、小鸟Libratone AIR+第2代等产品都支持主动降噪功能,以及采用入耳式设计。其中仅有三星一款为豆式外观,其余均为柄状的形态。
虽然各家品牌在外观设计上都有着自身的设计风格,但众多TWS耳机新品形态逐渐趋向于柄状的入耳式设计,从产品本身上来说这种结构更便于信号稳定、声音传输,同时大量消费者正面的反馈也表明了对柄状结构的认可。
其中,除了有我们上面所说的主动降噪功能的原因,通话降噪、骨传导、空间音频等功能的加入也需要更大的空间用以固件支持。因此,柄状的入耳式设计在近几年可能依旧还是主流的TWS耳机形态。
二、蓝牙音频技术标准:蓝牙5.2、LEAudio
蓝牙技术的加入可以说是耳机发展过程中的一个重大的转折,它有效的降低了线材对于使用耳机的束缚,为TWS真无线耳机的爆火奠定了基础,是TWS真无线耳机中最主要的技术之一。
2020年蓝牙技术联盟( Bluetooth SIG )推出了新一代蓝牙音频技术标准——LE Audio。基于蓝牙5.2标准,采用全新的 LC3 高音质、低功耗音频解码器;扩展了蓝牙技术的应用,支持多重串流音频、广播音频技术,并能够为助听器提供强大的支持,为未来的TWS耳机功能提供了很多新的发展方向。
近期高通发布了一篇《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。目前市面上也至少有9大品牌推出了16款支持蓝牙5.2的耳机新品,未来,这两项技术将快速普及,提升TWS耳机的用户体验。
三、特色音频功能:空间音频、360度环绕立体声
TWS真无线耳机特殊音效也是用户关注度很高的一项功能。目前已经在TWS耳机上应用的主要包括苹果的空间音频、索尼的360临场音效和最新推出的三星360度音效。主要相同点就是能够在视频观影时提供一种如同临场的声音体验。
空间音频是苹果在WWDC20全球开发者大会推出的一项功能,首款支持此功能的产品为苹果 AirPods Pro 真无线耳机,2020年,苹果AirPods Max头戴耳机发布,同样支持空间音频功能。从目前我爱音频网的爆料信息中获悉,近期即将要发布的苹果新款 AirPods4 或将也搭载此功能。
空间音频主要是通过加入定向音频过滤器,以及对每个耳朵所接收到的频率进行微调,并利用加速传感器和陀螺仪,来追踪头部动作,依据头部与屏幕相对移动的动作数据来分析例如交通工具转弯、飞机倾斜机身等使用场景,不断地重新映射声场位置,从而实现沉浸式的音频体验。
360 临场音效是索尼在CES 国际消费电子展上所推出的一项音频技术,通过将演唱会般的现场乐器融入到360度球形空间内,并根据确定的距离和角度信息重现于耳机的音乐中,使之感受的身临其境的音乐体验。
360度音效功能是三星在Galaxy Buds Pro推出的一项新的功能,可以让声音有方向和距离感,三星Galaxy Buds Pro采用杜比头部追踪技术,当用户在观看视频、电影或电视节目时,智能运动追踪传感器(六轴加速度传感器)会随头部的移动实时精确地定位声音的方向。
空间音效功能有效的丰富了TWS耳机的功能,给予了用户一种新的音频体验。但同时也需要传感器的支持以及复杂的软件算法,因此目前仅有苹果、索尼、三星等头部品牌支持了这一功能。
但未来,这一功能将或将成为一种趋势,更多的品牌将配备此功能提升自家产品竞争力,同时业内普遍认为这项技术是为未来的AR/VR等功能做铺垫,有较好的应用前景。
四、智能交互方式:语音互动、手势操控、压力感应、翻译功能
目前的TWS真无线耳机交互体验上,主要有物理按键、触控按键、压感按键以及触控和压感结合的操控方式。
压力感应按键融合了前者的众多优点,能够在避免破坏耳机外观一体性的情况下,实现类似物理按键的操控方式,并且拥有高灵敏度和准确度,还避免了误触问题,或将成为未来TWS真无线耳机主要的操作方式。
智能语音助手
智能语音交互是目前TWS真无线耳机操控的一种方式,但目前TWS耳机语音交互主要通过连接的终端设备的语音助手进行,因此就需要连接的设备支持,以及通过按键进行唤醒之后才能使用。
不过我爱音频网也看到,目前已经有如 360 PlayBuds Pro 这种内置了智能语音的产品,通过唤醒词唤醒后即可进行查找手机、查翻译、定导航、设闹钟、发微信等操作。而且在高频操作时无需唤醒词即可进行各项操作,解放了双手,提升了用户的使用体验。
手势操控
手势操控是目前在智能手机、智能带屏音箱上已经成功应用的一种新颖的交互方式,能够通过不同的手势对设备进行相应的操作。而在TWS真无线耳机上,这种隔空交互的方式则需要依靠陀螺仪和加速度计等传感器的加入,再配合相关算法进而实现这一功能。
手势操控也是未来真无线耳机的一大发展方向,目前已有音频厂商在进行相关研究。2020年苹果申请的一份“可穿戴式交互音频设备”专利显示,苹果也在积极研究通过加入新的传感器来实现隔空交互功能,为未来的AirPods用户提供更多的选择。
翻译功能
翻译功能是智能语音交互的一项新的应用,目前市面上应用比较好的产品当属小度真无线智能耳机 XPods 和科大讯飞真无线智能耳机 iFLYBUDS,两款产品均通过相应的APP实现在通话过程中对语音进行翻译的功能,并且在手机界面会实时记录英语和翻译的内容,以供参考。这项功能主要针对于特定场景,在未来的TWS耳机发展中可能不会普遍普及,但却是TWS耳机的一个重要发展方向。
压力感应相结合
要说最佳的交互操作解决方案,那多种方式相结合必定是最能提升用户体验的方式。不但能够进一步丰富操控选项,还能够给予用户自由选择,提升个性化使用需求。
压力感应这一功能,有两款受到市场好评的TWS耳机产品,苹果 AirPods、华为Freebuds Pro。其中华为FreeBuds Pro真无线降噪耳机可以说得上是,目前市场上多种交互方式应用最完善的产品,不但集成了触控、压感两种操控方式,还支持骨声纹识别功能。
在手机的蓝牙设置中找到华为FreeBuds Pro的骨声纹设置,即可选择骨声纹识别的用途,包括对耳机说“小艺小艺”解锁设备,说“微信支付”手机可跳转至微信支付界面,说“支付宝支付”或“支付宝扫一扫”也会跳转至相应界面,无论手机亮屏或者息屏、也无需先唤醒耳机的语音助手就能使用,非常快捷。
五、人体健康检测应用:心率、助听
随着蓝牙耳机和相关技术的快速发展,目前的TWS真无线耳机的产品功能得到了极大程度的扩展。 不断丰富产品的应用,提升用户的整体使用体验。其中,助听、健康检测等功能也一直是品牌产品和用户都关注的一个关键点。所以目前也有很多厂商在做这方面的积极探索,把耳机类产品与健康监测、辅助等功能相结合。
助听辅听
目前的蓝牙耳机市场,助听类蓝牙耳机产品主要应用在颈挂式蓝牙耳机产品上,如BeHear Now助听颈挂蓝牙耳机ABH-101B、1MORE/万魔 EHD9001B等。
我爱音频网了解到,更新系统后,苹果iPhone手机上增加了一项“听觉”功能,搭配AirPods能够直接让你的手机成为话筒,AirPods成为接收器。有效的辅助听力受损的人群获悉周围的声音。并且这项功能还能够为正常人提供远距离收音的功能。
健康检测
健康监测功能对于智能穿戴设备来说一直是比较重要的发展方向,此前在手环、手表类产品上已经发展得较为成熟。TWS耳机也具备与人体亲密接触、佩戴方便的特点,对于健康检测功能能够有很好的应用。
华米科技 Amazfit ZenBuds 睡眠耳塞便是这样一款产品,耳塞可以播放助眠音律帮助用户入眠;并且在睡眠过程中可以监测心率,记录睡眠状态和阶段,用户可在APP内查看睡眠质量报告。内容有深睡占比、浅睡占比、清醒次数、睡眠平均心率、翻身次数和常用睡姿等。未来,健康检测功能或将有更多的TWS耳机搭载,提升用户体验。
六、智能主动降噪
主动降噪这一功能最初应用于头戴降噪耳机产品上,因为头戴耳机有着很好的耳罩,能够实现物理被动降噪,同时耳罩也有足够的空间,能够为优秀的主动降噪的实现提供可能,非常有代表性的厂家有BOSE、SONY。
主动降噪
当苹果AirPods Pro将主动降噪与TWS真无线耳机相结合,迅速火爆市场,主动降噪也从原来的小众功能,纵深跃入大众需求市场。
2020年各家品牌都开始逐步推出了支持主动降噪功能的耳机产品,布局市场,提升自身产品的竞争力,我爱音频网在2020年度汇总中,对24款主动降噪真无线耳机拆解做了详细的汇总分析报道。
到了2021年,TWS降噪耳机竞争更是火爆,开年新出的多款产品均支持主动降噪模式。华为还推出了相对更加亲民的华为FreeBuds 4i 无线降噪耳机,竞争中低端市场。这些都说明了主动降噪功能仍是未来几年的趋势。
虽然目前主动降噪耳机由于需要入耳式的形态实现更好地降噪效果,以及降噪功能对于部分敏感人群所带来的耳压和不适感,使得佩戴舒适度上不如开放耳道的半入耳式耳机,但未来随着智能自适应降噪技术的进步,开放式降噪耳机的出现,降噪耳机舒适度上会得到不断改善,进而满足不同人群的降噪需求。
AI智能通话降噪
据我爱音频网消费者调研了解到,打电话这一功能,是绝大多的消费者购买TWS耳机后应用最多的功能。而日常生活中,我们打电话通话的场景非常丰富、复杂,地铁、公交、马路边、餐厅、办公室、自习室等等场景,都将对耳机的通话功能带来极大的挑战。
因此通话降噪这一功能也直接的成为了TWS耳机的刚性需求,目前市面上的TWS耳机产品主要通过三种方式进行通话降噪处理,分别是单麦克风方案、双麦克风阵列方案,以及借助加速度传感器、VPU和耳内麦克风辅助实现。
但是,传统通话降噪方案大多采用多麦阵列,难度大、成本高、且降噪场景十分有限。因此我们在市场上也看到了AI智能通话降噪的方案供应商,并且有已有多款知名TWS耳机产品应用案例,分别来自:声加科技、大象声科。未来AI通话降噪这一功能需求将显著提升,也非常期待更多的玩家入场。
七、主控芯片
TWS真无线耳机中,主控芯片的重要性不言而喻。目前市面上也已有几十家的厂商布局TWS主控芯片市场,功能全面、高集成度的蓝牙音频SoC为TWS耳机实现众多功能提供了强有力的保障。
不同于手机、头戴耳机拥有着相对较大的体积,TWS耳机由于便携性需求,对于主控芯片的尺寸、集成度有着较高的要求。并且随着如降噪、功能性传感器等众多新配置的加入,对于腔体内的空间利用、芯片的高集成度的都提出了更高的要求。
集成ANC
支持主动降噪的TWS真无线耳机中,为了实现更好的降噪效果,除了上面讲述的外部耳机形态的原因,核心因素便是ANC降噪芯片以及降噪算法了。但目前的TWS耳机中,大部分产品依旧是在蓝牙主控SOC之外采用专门的ANC降噪芯片,用于实现更好地降噪功能。
而随着TWS耳机的发展,也有如233621 Zen 、OPPO Enco X、OPPO Enco W51 、漫步者TWS NB2、Urbanista爱班 London 等真无线降噪耳机产品采用了集成ANC降噪技术的蓝牙音频SOC,如高通旗舰芯片QCC5124、恒玄BES2500Y、中科蓝讯BT889X等,此前我爱音频网为大家汇总整理了集成ANC的顶配蓝牙音频主控芯片。
在降低了主板空间的同时,还带来了不俗的降噪表现。因此在未来几年,集成ANC降噪功能的主控芯片市场或将不断提升,占据主要地位。
尺寸更小
高集成度与芯片尺寸之间属于相互影响的关系,随着主控芯片集成度的提升,芯片尺寸也相应变大。而TWS真无线耳机的未来发展方向必定会朝向更加小巧轻便的方向发展,从而提升佩戴舒适度和全场景应用,这就需要更高的芯片制造工艺的加入,降低芯片尺寸,从而高效利用耳机内部空间,减小耳机尺寸。因此,更小体积的主控芯片也将是未来发展的趋势。
更高算力
人们对TWS耳机使用时间不断增加、使用场景不断增多,随之而来的便是对更多功能应用的需求,如何实现我爱音频网在本篇TWS十大发展趋势预测中提到的:特色音频、智能交互、助听辅听健康监测、主动降噪等等功能,都要求蓝牙主控芯片厂商对更高算力不断追求。
SiP封装
苹果在AirPods Pro上率先应用了采用SiP(System in Package)系统级封装的H1芯片,近期发布的三星Galaxy Buds Pro的主控芯片也采用了这一封装形式。
SiP封装可以大幅缩减电路载板面积,但工艺也比较复杂,对于芯片的布局、堆叠、散热等有较高要求。不过随着TWS耳机为代表的小型化智能设备的需求不断增长,对多功能整合、低功耗的主控芯片需求增加,SiP技术将能提供较为理想的解决方案。
八、传感器
TWS真无线耳机的许多功能都需要相应传感器的加入,用以提供硬件上的支持。目前的TWS耳机中,主要的传感器单元包括用于播放音乐的扬声器、主动降噪和通话的MEMS麦克风、用于入耳检测的光学传感器、用于通话降噪的骨声纹传感器、用于实现360度环绕立体声的六轴传感器等。
MEMS麦克风
在TWS耳机中,此前的麦克风主要用于语音通话功能,而随着ANC、ENC降噪技术在TWS耳机上的发展,为了实现更好地降噪效果,多麦克风协同方案被大量采用,并且对于麦克风的性能需求也在不断提升。MEMS硅麦凭借着体积小,可SMT、稳定性强等众多优点成为了主流。
入耳检测
入耳检测是TWS耳机快速发展中一项深受用户喜爱的创新功能,依靠光学传感器实现摘取耳机自动暂停播放,佩戴回耳机自动恢复播放功能。有效提升了用户使用体验,并且还能够避免未使用时的电量消耗,以达到省电的效果。目前的TWS耳机入门级市场,很多产品还没搭载入耳检测功能,接下来入耳检测将成为TWS耳机标配功能。
骨振动传感器
骨振动传感器只采集声带的振动信息,并将其转换成音频信号,没有空气中传播的环境噪音;耳机接收到的两路通话声音信息(一路经过空气传播由麦克风拾音,一路经过骨振动传播),通过降噪算法比对后分析出环境噪声并衰减,以达到比较好的语音通话效果。对比传统的双麦克风方案,对于风噪和环境噪声的抑制也更好。
目前市面上已有苹果、三星、漫步者等品牌的真无线采用了骨振动传感器+多麦克风的通话降噪方案;除此以外这类传感器还可以用于骨声纹识别技术,如华为的FreeBuds3、FreeBuds Pro支持骨声纹解锁、骨声纹支付,拓展了TWS耳机的功能,提升了用户体验。
六轴传感器
六轴传感器,集成加速度和陀螺仪,主要是实现敲击功能和头部转动追踪,提供更丰富的交互设计补充,头部操控接听拒绝电话,头部细腻动作追踪,用于实现耳机的360度音效功能。
扬声器
在TWS耳机发展初期,由于蓝牙传输的限制,耳机音质一直是用户吐槽比较多的点。而随着如上文提到了蓝牙5.2、LE Audio等蓝牙技术的发展,蓝牙音频传输上的限制正在快速降低。
另一方面影响音质效果的便是扬声器单元了。作为耳机产品,扬声器是其最基本的配置,目前TWS耳机中,主要应用的扬声器产品属于动圈单元,动圈单元拥有良好的低频表现,但由于尺寸限制,无法兼顾优良的中高频效果。
动铁单元拥有体积小、功耗低、灵敏度高的特点,一直被广泛应用在助听器类产品上。但随着TWS耳机的快速发展,动铁单元也开始应用一些中高端的产品上,用于提升音质。并且一些产品还采用了双动铁单元,更进一步提升音质效果。
相较于动圈单元,动铁单元虽然在中高频的表现上更加优异,能够提供更高的解析力和细节表现,但在低频上又无法达到动圈单元的震撼力。因此圈铁单元便出现了,通过动圈和动铁的组合,分别处理不同音频达到更佳的效果。弊端是,圈铁单元尺寸相对更大,对于产品的结构设计等有更高要求。
未来的TWS耳机中,动圈、动铁、圈铁以及双动圈等单元组合都将存在,继续保持多元化的发展,将对音质的需求交于消费者选择,为适应真无线耳机的体积,单元小型化也是一种趋势。
九、TWS耳机电源管理芯片
电源管理芯片在TWS耳机中也起到至关重要的作用,为耳机电池保驾续航。电源管理芯片主要用于耳机充电放电,以及在充电放电过程中实时对电池过充、过放、过流,过温,短路等保护功能。
目前电源管理新品供应商已非常成熟,能够满足市场上各种各样的TWS耳机产品需求,我爱音频网经常在拆解中看到的如:钰泰、思远半导体、微源半导体、昇生微等。
电源管理芯片虽然相对于传统设备来说充放电功率并不大,但对于TWS耳机这种对便携性有极高要求的产品,对其安全性、低功耗、高耐压、高集成度以及高效率等方面均有着相对较高的要求。
随着TWS耳机的快速发展,电源管理芯片也出现了高集成度的SoC单芯片,集成MCU功能,充电管理二合一、三合一乃至六合一等TWS耳机电源方案。到了2021年,这一趋势或将进一步放大,各家厂商将推出性能更加优异的电源管理芯片产品。
十、TWS耳机、充电仓电池续航
TWS真无线耳机的发展还离不开电池技术的进步,在苹果AirPods发布之前,蓝牙耳机未得到广泛普及的主要原因中,续航问题是一个很大的因素。而苹果AirPods在续航方面变道超车,采用耳机搭配充电仓的解决方案迅速的引领了行业的发展。
随着TWS耳机的发展,TWS的耳机电池为了适应在发展过程中产生的不同形态,主要分为三个种类,分别是聚合物的软包电池、纽扣电池和针型电池三种。我爱音频网此前汇总整理了33个品牌145款TWS充电盒电池、30个品牌210款TWS耳机电池产品以及17个品牌103款TWS耳机纽扣电池。
其中聚合物软包电池技术相对更为成熟,价格相对较低,由于需要适应不同的耳机外形,形成了方形、长条、扣式等形状;纽扣电池得益于小巧的体积,可高效利用耳机内部空间,方便正负极焊接等优点在TWS的耳机电池中逐渐流行;针型主要应用在柄状蓝牙耳机上,占据着小量的市场。
快充、无线充
电池技术发展的限制,在TWS耳机上除了充电仓的解决方案之外,另外一项则是快充技术的发展。通过快速充电迅速补充电量,降低单次续航时间短的影响,也有效的提升了TWS耳机产品的使用体验。
无线充电技术在TWS耳机上的应用则是为了提升耳机的充电便捷性,未使用耳机时,将充电盒随手放置到充电板上,随放随充,实时补充能量。据我爱音频网不完全统计,目前市场上已有超过10款支持无线充电的TWS真无线耳机热销。
手机产品已经逐步全面采用无线充电功能,因此为了与周边音频配件、充电配件完美搭配,也推出了手机反向给TWS真无线耳机充电的便捷功能。
我爱音频网总结
TWS耳机市场经过4年多的时间仍然保持着快速稳定的发展,目前市场也依旧呈现出百花齐放的局面。但从产品形态、品牌占有率、产业链供应商等方面来看,都已经开始趋向于稳定。手机品牌逐渐占据着主导地位,主控芯片、电池等重要配件头部企业占据大量市场,耳机功能也逐步完善。
而从目前TWS耳机市场发展来探讨未来几年的发展趋势,主动降噪功能的流行会使得主流TWS耳机在形态上多呈现柄状的入耳式设计;2020年所推出的新一代蓝牙音频技术标准LE Audio在2021年将迎来快速普及应用。
功能方面,智能交互中,内置智能语音助手或将迎来突破,超低功耗待机语音唤醒功能解放双手,无需通过手机端实现各项操作;智能语音翻译将应用到更多的产品之上;手势操控提供全新操控体验,但技术难度较高,还需要一段时间应用;而在这之前,压力、感应相结合的方案或是最佳的解决方案。
其他功能上,特色音频功能、人体健康检测、助听、骨传导应用等方面是近几年可能有长足发展的TWS耳机新功能方向,从而进一步丰富产品功能,提升使用体验。扬声器单元上或将逐步转向动铁单元,以及能够带来更佳音质的圈铁单元,从而提升音乐体验。
配置方面,随着TWS耳机功能性不断丰富,需要更多的固件支持,对于耳机内部空间将提出更高的要求。并且随着芯片领域技术的不断发展,更高工艺的应用,主控芯片、电源管理芯片将在集成度、性能上不断提升,进而满足快速发展的TWS耳机需求;续航上,纽扣电池凭借着更小的体积或将在TWS的耳机电池中大量应用,而快充、更低的功耗还将是提升耳机续航体验的最佳方案。
自 充电头网
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