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2019-11-14

盤點中高端 TWS 藍牙耳機主控芯片的 5 大升級方向

國產(chǎn)芯片要彎道超車等缀,靠低價廝殺還是技術(shù)實力?

到 2020 年,全球真無線耳機市場出貨量預計將從 2018 年的 4600 萬臺净刮,增長到 1.29 億臺剥哑。

中國 TWS 耳機出貨量連續(xù)多個季度同比增速超過 100%。

安卓 TWS 銷量有望達 AirPods 的 6 倍淹父。

未來 3 年株婴,全球真無線耳機市場的出貨量還將持續(xù)以 30% 的增速快速增長。

每賣出 5 臺手機暑认,就會賣出 1 臺真無線耳機困介。

在這些數(shù)字的驅(qū)動下,芯片商穷吮、元器件廠商逻翁、方案商、算法商捡鱼,紛紛殺入 TWS 藍牙耳機市場八回。尤其的,在華強北白牌廠商的誘惑下驾诈,TWS 藍牙耳機芯片的競爭缠诅,也進入了白熱化階段。

放眼國內(nèi)外乍迄,無論主打高端市場的高通管引、Cypress,還是國內(nèi)的華為海思闯两、絡(luò)達褥伴、瑞昱、紫光展銳漾狼、恒玄重慢、杰里、中科藍訊等逊躁,從拼功耗似踱、體積、性能稽煤,再到拼價格核芽,無所不用極其。

本文酵熙,我們盤點了部分芯片廠商近期推出的中高端 TWS 藍牙主控芯片轧简,總結(jié)了各家廠商的 5 大升級方向,并從中窺見 2020 年智能耳機市場的模樣匾二。

雙路傳輸方案:已成標配

相比過去只有一顆藍牙芯片的藍牙無線耳機(手機 1 對 1 傳輸)吉懊,TWS 耳機的需要手機 1 對 2 的音頻傳輸庐橙,增加了不少的技術(shù)難度假勿。

做得最好的蘋果 AirPods借嗽,在這方面采用了「監(jiān)聽」方案,即在兩個耳機之間增加一道協(xié)議:先讓主耳機先進行一對一的連接转培,同時副耳機通過監(jiān)聽機制能同步解碼手機藍牙的加密信號恶导。且無論是雙耳同時使用 AirPods,還是僅佩戴其中一只浸须,W1 芯片都能夠自動傳送音頻和激活麥克風惨寿。今年全線 AirPods 搭載的 H1 也采用同樣的方案。

為避開蘋果專利删窒,大部分廠商起初采用了轉(zhuǎn)發(fā)方案裂垦,帶來的弊端也很明顯,二次轉(zhuǎn)發(fā)帶來明顯的延遲肌索、不穩(wěn)定蕉拢、左右耳不同步等問題。

各上游廠商的努力終于讓技術(shù)實現(xiàn)了突破诚亚,今年晕换,藍牙 5.0、雙路傳輸方案已基本成為新款真無線耳機產(chǎn)品的標配站宗。

這里闸准,我們重點介紹 4 家代表性芯片廠商的方案:

1、高通 TWS Plus梢灭,僅限驍龍 845 及以上

去年夷家,高通推出 TWS Plus (TrueWireless Stereo Plus)技術(shù)(雙路傳輸),能夠?qū)崿F(xiàn)手機可分別直接向每個耳機單獨提供音頻信號敏释,無需轉(zhuǎn)發(fā)库快,運行效率更高、抗干擾性更強颂暇、功耗更低缺谴,避免了左右耳機電量不均衡的現(xiàn)象。目前高通高端旗艦系列 QCC5100(5121耳鸯、5126)以及 QCC3026 均支持 TWS Plus 技術(shù)湿蛔。

△ 高通 TWS 傳輸技術(shù)(左)和高通 TWS Plus 技術(shù)(右)

因基于藍牙底層協(xié)議,高通 TWS Plus 技術(shù)僅支持高通藍牙芯片和手機平臺县爬,且目前只支持基于驍龍 845 及以上移動平臺的手機阳啥,具有一定的封閉性。

以首發(fā)搭載的高通旗艦級的 QCC5126 的 vivo TWS Earphone 為例财喳,其雙路連接和超低延遲就需要搭配 iQOO Monster UI察迟、Funtouch OS 9.1 或更高版本的 vivo 手機使用斩狱。

△ IQOO Pro + vivo TWS Earphone 組合,低延遲的優(yōu)異性能在游戲過程中有良好的體驗

在 vivo TWS Earphone 之前的一些產(chǎn)品扎瓶,包括小鳥 Track Air所踊、漫步者 TWS5 等一些搭載 QCC30 系列芯片的產(chǎn)品,也都基于「需兼容手機移動平臺」的考慮砍掉 TWS Plus 功能概荷。

2秕岛、恒玄科技(BES)LBRT 低頻轉(zhuǎn)發(fā)方案

BES 推出了 LBRT 低頻轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù),在耳機中加入低頻天線误证,手機以 2.4G 藍牙信號傳輸至主耳機继薛,同時應用磁感應轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)將 10~15MHZ 信號頻段傳輸給副耳機,有效減少延遲愈捅、避免音質(zhì)損耗遏考。

目前 BES2300 即集成 LBRT,典型的應用案例是華為 FreeBuds 2 系列蓝谨。

3. 絡(luò)達 TWS MCSync 連接方式

聯(lián)發(fā)科(MTK)旗下的絡(luò)達(Airoha)在今年初推出 TWS MCSync 連接方式灌具,最大的優(yōu)點是能靈活適配各平臺。該方案與蘋果有些類似像棘,每只耳機均能搜取手機藍牙信號稽亏。

索尼 WF1000XM3 所采用的 MT2811 芯片即搭載 TWS MCSync 雙發(fā)方案,MT2811 是絡(luò)達高端平臺系列 AB155x 中一款高效能芯片缕题。

而 FIIL 今年秋季新推出的 FIIL T1X 采用了絡(luò)達 AB1552截歉,對比一代的 FIIL T1 所采用的 AB8763,重點更新了主從切換功能烟零,即左右耳機均可獨立連接瘪松、單獨使用。

△ FIIL T1X

4. 華為麒麟 A1锨阿,對標蘋果 H1 的希望

對標蘋果 AirPods+iPhone宵睦,今年 9 月份,隨同麒麟 990 5G墅诡,華為也拿出了枚針對可穿戴設(shè)備的麒麟 A1壳嚎,以及搭載該芯片的首款真無線 FreeBuds 3。

麒麟 A1 基于藍牙 5.1 和藍牙低功率 5.1末早,具有「高效穩(wěn)定的連接性能和出色的抗干擾能力」烟馅,采用了類似高通的雙耳傳輸方案。不同的是然磷,麒麟 A1 每只耳機只接受單一聲道的音頻信號郑趁,即左耳負責左聲道、右耳負責右聲道姿搜。

低延遲:沒有最好寡润,只有更好捆憎!

在穩(wěn)定連接的基礎(chǔ)上,低延時進一步滿足用戶在音樂梭纹、視頻躲惰,尤其是游戲場景的娛樂需求。提升連接的反應速度栗柒、音頻傳輸速率礁扮、低延遲是各廠商主要的技術(shù)攻克方向。

今年年初瞬沦,蘋果更是為 TWS 專門打造了一枚芯片 H1,進一步提升了產(chǎn)品的速度雇锡。讓第二代 AirPods 帶了 2X 切換設(shè)備速度逛钻、1.5X 通話連接速度、-30% 游戲音頻延遲锰提。

據(jù)華為官方數(shù)據(jù)曙痘,華為 FreeBuds 3 搭載的 A1 理論傳輸速率達到了 6.5Mbps,3 倍于其他芯片立肘;在連接音頻時边坤,無損音頻的傳輸速率達到了 2.3Mbps。此外谅年,F(xiàn)reeBuds 3 搭配獨立的 Audio DSP 處理單元茧痒,時延被縮減到了 190ms,比 AirPods 的 220ms 少了 30ms融蹂。

據(jù) vivo 提供的實驗室測試數(shù)據(jù)旺订,搭載 QCC5126 的 vivo TWS Earphone 較傳統(tǒng)轉(zhuǎn)功耗降低 30%,延遲最高降低 20%超燃、延遲最低至 180ms区拳,優(yōu)于蘋果和華為。

臺灣瑞昱半導體(Realtek)作為知名的藍牙解決方案商之一意乓,為亞馬遜最新發(fā)布的 Echo Buds 提供了藍牙音頻芯片 RTL8763B樱调。近日,瑞昱最新推出的 RTL8773BFP 即主打超低延遲届良,據(jù)介紹笆凌,RTL8773BFP 可實現(xiàn) 100ms 或更低的延遲,相較于華為 Freebuds 3(Kirin A1伙窃;190ms)菩颖、vivo TWS Earphone(QCC5126;180ms)为障、AirPods Pro(H1晦闰;TBC)放祟,延遲最低。

臺灣原相(Pxiart)新推出的 PAU16 方案針對游戲場景也優(yōu)化了延遲呻右,其中 PAU1603_1623 延遲范圍在 150~160ms跪妥,PAU1606_1625 在游戲模式下延遲可低至 30~40ms。

降噪:與 AirPods 的差距越大声滥,進步的空間也就越大

上個月眉撵,蘋果如萬眾期待推出了具有主動降噪(ANC)功能的 AirPods Pro,這無疑加速了產(chǎn)業(yè)鏈上游 TWS+ANC 方案推向市場的步伐落塑。

在主動降噪方面纽疟,各廠商主要通過在芯片端集成主動降噪(ANC)算法,同時也額外兼容第三方算法憾赁。設(shè)備廠商在產(chǎn)品設(shè)計上污朽,往往通過入耳式耳塞、多 Mic 的硬件設(shè)計龙考,額外搭配自研算法蟆肆,打造具有主動降噪功能的 TWS。

像索尼 WF1000XM3 這樣晦款,在主芯片 MT2811 基礎(chǔ)上額外添加降噪芯片 QN1e 的做法是一個特例炎功。另外,華為 FreeBuds 3 在半開放式設(shè)計上缓溅,針對不同耳道形狀調(diào)整降噪信號輸出頻率和強度蛇损,實現(xiàn) 15dB 的環(huán)境音降噪效果,效果微乎其微肛宋,也另當別論州藕。

其他芯片廠商方面,恒玄單芯片方案 BES2300 集成了自家的自適應主動降噪技術(shù)酝陈;瑞昱最新發(fā)布的 TWS+ANC 單芯片方案 RTL8773C 著重優(yōu)化了主動降噪(ANC)算法床玻,不僅可以集成瑞昱自己的降噪算法,還支持第三方降噪算法沉帮;瑞昱另外的 RTL8773B 還支持 Hybrid ANC锈死,號稱降噪效果最高可達 40 dB。

通話降噪方面穆壕,蘋果從第一代 AirPods 就支持的通話降噪功能(雙 Mic+加速度傳感器)也是各廠商都在攻克的難題待牵,其中也同樣涉及避開蘋果專利的問題。

大部分方案商和芯片原廠都采用了環(huán)境音降噪(ENC)技術(shù)喇勋,即精準計算佩戴者說話時的方位缨该,保護目標語音的同時去除環(huán)境噪音。

高通 cVc 通話軟件降噪技術(shù)是目前較為通用的降噪技術(shù)川背,雖然這兩年更新并不多贰拿。其技術(shù)原理是通過全雙工麥克風消噪算法蛤袒,抑制背景噪音和通話中產(chǎn)生的回聲。高通 QCC 5100 系列膨更、QCC3026妙真、CSR8670 等也都默認搭載 cVc 降噪技術(shù)。

△ 鐵三角 Audio-Technica 最新的兩款 ATH-CKS5TW荚守、ATH-CKS3TW 均搭載高通 cVc 通話降噪方案

隨著語音信號采集和識別算法的深入優(yōu)化珍德,通話降噪技術(shù)有望在 2020 年有更大的突破大象聲科在今年推出了單麥矗漾、雙麥锈候、或單麥+傳感器的方案,已經(jīng)成為 TWS 制造商的關(guān)注點缩功。

高清音頻編解碼技術(shù):高通晴及、索尼和眾廠商的博弈

于音頻產(chǎn)品而言,高音質(zhì)的實現(xiàn)是一個攀登珠穆朗瑪峰的過程嫡锌。在這方面,高通(aptX)琳钉、索尼 LDAC势木、華為(HWA LHDC)都在推動自家高清編解碼協(xié)議的普及,但也都有不同程度的限制條件或缺陷歌懒。

索尼 LDAC 因編碼流大啦桌、延遲高、缺少雙耳同步算法的特征及皂,很少有被 TWS 應用甫男。就算是索尼自家的 WF1000XM3 也并沒有使用 LDAC,為的是避免增加內(nèi)部信號結(jié)構(gòu)的負復雜度验烧,影響功耗板驳、連接穩(wěn)定性。

類似 TWS Plus碍拆,高通 aptX 系 QCC 專屬若治,考慮低成本的中低端 TWS 基本不會采用。

在 vivo TWS Earphone 所使用的 QCC5126感混,采用了 aptX Adaptive 技術(shù)端幼,進一步提升音質(zhì)、低延遲性能弧满。同系的 QCC5121 也搭載該技術(shù)婆跑。

aptX Adaptive 是一項可動態(tài)調(diào)節(jié)的下一代音頻編解碼技術(shù),可根據(jù)設(shè)備上播放的內(nèi)容類型自動調(diào)整以提供最佳音頻質(zhì)量或延遲庭呜,同時還考慮外部 RF 環(huán)境(額外的無線信號)滑进,將音頻壓縮為較小的文件犀忱,確保穩(wěn)定連接,旨在為游戲郊供、影音場景帶來高質(zhì)量峡碉、低延遲無線音頻體驗。

在過去一年積極推進 HWA 之后驮审,華為 HWA 主導的 LHDC 在今年獲得了日本 HiRes Audio Wireless 認證鲫寄。目前支持 HWA 的接收端設(shè)備并不多,包括森海塞爾 IE 80S BT 頸掛式耳機以及小米真無線藍牙耳機 Air 2疯淫。

△ 小米藍牙耳機 Air 2地来,藍牙 5.0,連接熙掺、交互未斑、音質(zhì)(LHDC)全方位提升。

值得注意的是币绩,在發(fā)射端方面蜡秽,從 Android 8.0 開始,就已經(jīng)開始支持索尼 LDAC缆镣、高通 aptX芽突、aptX HD,Android 10 更新了對 LHDC/LHDC-LL(LHDC 的低延遲版本)的支持董瞻,避免了高通寞蚌、索尼獨占,LDAC 延遲的遺憾钠糊。

除了高通在芯片端參考設(shè)計方案中默認支持 aptX 之外挟秤,其他服務(wù)于中高端、高仿市場的芯片廠商抄伍,考慮到兼容性問題艘刚,會在芯片中增加「協(xié)助實現(xiàn) Hi-Res」的功能,設(shè)備廠商可自主選擇逝慧。包括瑞昱最新的 RTL8773B/RTL8773C昔脯、恒玄 BES2300Z 也是通過這樣的方式搭建支持 Hi-Res。

此外笛臣,紫光展銳春藤 5882(8K CVSD云稚、16K mSBC 編碼、DAC 96k 采樣)沈堡、杰里 AC693N 系列(支持藍牙音樂 EQ 及 EQ 在線調(diào)試静陈、原相 PAU16(支持 3D音效開發(fā),10 段 EQ 調(diào)節(jié))等,也針對音頻鲸拥、通話音質(zhì)做了功夫拐格。

當然,高音質(zhì)的實現(xiàn)還與音腔設(shè)計刑赶、降噪處理等方面息息相關(guān)捏浊。

存儲:支持離線語音交互、關(guān)鍵詞的存儲撞叨,為智能耳機鋪路

不管是出于增加賣點金踪,還是深度捆綁生態(tài)系統(tǒng)的目的,互聯(lián)網(wǎng)牵敷、手機廠商普遍讓 TWS 產(chǎn)品搭載自家的語音助手胡岔,通過 TWS 這一設(shè)備載體進一步挖掘云端內(nèi)容、服務(wù)枷餐。

類似手機靶瘸、智能音箱,廠商也在考慮升級 TWS 語音交互體驗毛肋。繼低功耗語音喚醒之后怨咪,離線語音識別技術(shù)成為當下的一個趨勢和熱點,這主要關(guān)系到語音采集润匙,以及芯片端增加存儲惊暴。

以 vivo TWS Earphones 采用的高通 QCC5126 旗艦芯片為例,相對其他 QCC 同系列芯片趁桃,QCC5126 為滿足離線語音交互的需求,加大了芯片內(nèi)存肄鸽,用于存儲關(guān)鍵詞卫病、支撐運行緩存。

灣里有話說

縱觀這一年 TWS 耳機市場的熱點典徘,大概七八成都在我們?nèi)ツ昴甑椎内厔蓊A測中覆蓋了蟀苛,其中又絕大部分與關(guān)鍵技術(shù)的進步有關(guān)。

技術(shù)進步將推動芯片/產(chǎn)品從 Cost-down 到 Cost-out逮诲,但我們從來不認為帜平,殺價會持續(xù)的保持競爭力。更多面向未來的中高端芯片的問世梅鹦,將推動整個 TWS 市場裆甩,持續(xù)興奮。


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主筆齐唆、編輯:萊恩 / 深圳灣

審校:陳壹零 / 深圳灣

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