2019 真无线耳机发展划重点：传感技术和 AI 算法让 TWS 交互更智能
深度特稿
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2019-11-14
盘点中高端 TWS 蓝牙耳机主控芯片的 5 大升级方向
国产芯片要弯道超车，靠低价厮杀还是技术实力？
到 2020 年，全球真无线耳机市场出货量预计将从 2018 年的 4600 万台，增长到 1.29 亿台。
中国 TWS 耳机出货量连续多个季度同比增速超过 100%。
安卓 TWS 销量有望达 AirPods 的 6 倍。
未来 3 年，全球真无线耳机市场的出货量还将持续以 30% 的增速快速增长。
每卖出 5 台手机，就会卖出 1 台真无线耳机。
在这些数字的驱动下，芯片商、元器件厂商、方案商、算法商，纷纷杀入 TWS 蓝牙耳机市场。尤其的，在华强北白牌厂商的诱惑下，TWS 蓝牙耳机芯片的竞争，也进入了白热化阶段。
放眼国内外，无论主打高端市场的高通、Cypress，还是国内的华为海思、络达、瑞昱、紫光展锐、恒玄、杰里、中科蓝讯等，从拼功耗、体积、性能，再到拼价格，无所不用极其。
本文，球盟会登录入口网页版盘点了部分芯片厂商近期推出的中高端 TWS 蓝牙主控芯片，总结了各家厂商的 5 大升级方向，并从中窥见 2020 年智能耳机市场的模样。
双路传输方案：已成标配
相比过去只有一颗蓝牙芯片的蓝牙无线耳机（手机 1 对 1 传输），TWS 耳机的需要手机 1 对 2 的音频传输，增加了不少的技术难度。
做得最好的苹果 AirPods，在这方面采用了「监听」方案，即在两个耳机之间增加一道协议：先让主耳机先进行一对一的连接，同时副耳机通过监听机制能同步解码手机蓝牙的加密信号。且无论是双耳同时使用 AirPods，还是仅佩戴其中一只，W1 芯片都能够自动传送音频和激活麦克风。今年全线 AirPods 搭载的 H1 也采用同样的方案。
为避开苹果专利，大部分厂商起初采用了转发方案，带来的弊端也很明显，二次转发带来明显的延迟、不稳定、左右耳不同步等问题。
各上游厂商的努力终于让技术实现了突破，今年，蓝牙 5.0、双路传输方案已基本成为新款真无线耳机产品的标配。
这里，球盟会登录入口网页版重点介绍 4 家代表性芯片厂商的方案：
1、高通 TWS Plus，仅限骁龙 845 及以上
去年，高通推出 TWS Plus （TrueWireless Stereo Plus）技术（双路传输），能够实现手机可分别直接向每个耳机单独提供音频信号，无需转发，运行效率更高、抗干扰性更强、功耗更低，避免了左右耳机电量不均衡的现象。目前高通高端旗舰系列 QCC5100（5121、5126）以及 QCC3026 均支持 TWS Plus 技术。
因基于蓝牙底层协议，高通 TWS Plus 技术仅支持高通蓝牙芯片和手机平台，且目前只支持基于骁龙 845 及以上移动平台的手机，具有一定的封闭性。
以首发搭载的高通旗舰级的 QCC5126 的 vivo TWS Earphone 为例，其双路连接和超低延迟就需要搭配 iQOO Monster UI、Funtouch OS 9.1 或更高版本的 vivo 手机使用。
在 vivo TWS Earphone 之前的一些产品，包括小鸟 Track Air、漫步者 TWS5 等一些搭载 QCC30 系列芯片的产品，也都基于「需兼容手机移动平台」的考虑砍掉 TWS Plus 功能。
2、恒玄科技（BES）LBRT 低频转发方案
BES 推出了 LBRT 低频转发技术，在耳机中加入低频天线，手机以 2.4G 蓝牙信号传输至主耳机，同时应用磁感应转发技术将 10~15MHZ 信号频段传输给副耳机，有效减少延迟、避免音质损耗。
目前 BES2300 即集成 LBRT，典型的应用案例是华为 FreeBuds 2 系列。
3. 络达 TWS MCSync 连接方式
联发科（MTK）旗下的络达（Airoha）在今年初推出 TWS MCSync 连接方式，最大的优点是能灵活适配各平台。该方案与苹果有些类似，每只耳机均能搜取手机蓝牙信号。
索尼 WF1000XM3 所采用的 MT2811 芯片即搭载 TWS MCSync 双发方案，MT2811 是络达高端平台系列 AB155x 中一款高效能芯片。
而 FIIL 今年秋季新推出的 FIIL T1X 采用了络达 AB1552，对比一代的 FIIL T1 所采用的 AB8763，重点更新了主从切换功能，即左右耳机均可独立连接、单独使用。
4. 华为麒麟 A1，对标苹果 H1 的希望
对标苹果 AirPods+iPhone，今年 9 月份，随同麒麟 990 5G，华为也拿出了枚针对可穿戴设备的麒麟 A1，以及搭载该芯片的首款真无线 FreeBuds 3。
麒麟 A1 基于蓝牙 5.1 和蓝牙低功率 5.1，具有「高效稳定的连接性能和出色的抗干扰能力」，采用了类似高通的双耳传输方案。不同的是，麒麟 A1 每只耳机只接受单一声道的音频信号，即左耳负责左声道、右耳负责右声道。
低延迟：没有最好，只有更好！
在稳定连接的基础上，低延时进一步满足用户在音乐、视频，尤其是游戏场景的娱乐需求。提升连接的反应速度、音频传输速率、低延迟是各厂商主要的技术攻克方向。
今年年初，苹果更是为 TWS 专门打造了一枚芯片 H1，进一步提升了产品的速度。让第二代 AirPods 带了 2X 切换设备速度、1.5X 通话连接速度、-30% 游戏音频延迟。
据华为官方数据，华为 FreeBuds 3 搭载的 A1 理论传输速率达到了 6.5Mbps，3 倍于其他芯片；在连接音频时，无损音频的传输速率达到了 2.3Mbps。此外，FreeBuds 3 搭配独立的 Audio DSP 处理单元，时延被缩减到了 190ms，比 AirPods 的 220ms 少了 30ms。
据 vivo 提供的实验室测试数据，搭载 QCC5126 的 vivo TWS Earphone 较传统转功耗降低 30%，延迟最高降低 20%、延迟最低至 180ms，优于苹果和华为。
台湾瑞昱半导体（Realtek）作为知名的蓝牙解决方案商之一，为亚马逊最新发布的 Echo Buds 提供了蓝牙音频芯片 RTL8763B。近日，瑞昱最新推出的 RTL8773BFP 即主打超低延迟，据介绍，RTL8773BFP 可实现 100ms 或更低的延迟，相较于华为 Freebuds 3（Kirin A1；190ms）、vivo TWS Earphone（QCC5126；180ms）、AirPods Pro（H1；TBC），延迟最低。
台湾原相（Pxiart）新推出的 PAU16 方案针对游戏场景也优化了延迟，其中 PAU1603_1623 延迟范围在 150~160ms，PAU1606_1625 在游戏模式下延迟可低至 30~40ms。
降噪：与 AirPods 的差距越大，进步的空间也就越大
上个月，苹果如万众期待推出了具有主动降噪（ANC）功能的 AirPods Pro，这无疑加速了产业链上游 TWS+ANC 方案推向市场的步伐。
在主动降噪方面，各厂商主要通过在芯片端集成主动降噪（ANC）算法，同时也额外兼容第三方算法。设备厂商在产品设计上，往往通过入耳式耳塞、多 Mic 的硬件设计，额外搭配自研算法，打造具有主动降噪功能的 TWS。
像索尼 WF1000XM3 这样，在主芯片 MT2811 基础上额外添加降噪芯片 QN1e 的做法是一个特例。另外，华为 FreeBuds 3 在半开放式设计上，针对不同耳道形状调整降噪信号输出频率和强度，实现 15dB 的环境音降噪效果，效果微乎其微，也另当别论。
其他芯片厂商方面，恒玄单芯片方案 BES2300 集成了自家的自适应主动降噪技术；瑞昱最新发布的 TWS+ANC 单芯片方案 RTL8773C 着重优化了主动降噪（ANC）算法，不仅可以集成瑞昱自己的降噪算法，还支持第三方降噪算法；瑞昱另外的 RTL8773B 还支持 Hybrid ANC，号称降噪效果最高可达 40 dB。
通话降噪方面，苹果从第一代 AirPods 就支持的通话降噪功能（双 Mic+加速度传感器）也是各厂商都在攻克的难题，其中也同样涉及避开苹果专利的问题。
大部分方案商和芯片原厂都采用了环境音降噪（ENC）技术，即精准计算佩戴者说话时的方位，保护目标语音的同时去除环境噪音。
高通 cVc 通话软件降噪技术是目前较为通用的降噪技术，虽然这两年更新并不多。其技术原理是通过全双工麦克风消噪算法，抑制背景噪音和通话中产生的回声。高通 QCC 5100 系列、QCC3026、CSR8670 等也都默认搭载 cVc 降噪技术。
随着语音信号采集和识别算法的深入优化，通话降噪技术有望在 2020 年有更大的突破。大象声科在今年推出了单麦、双麦、或单麦+传感器的方案，已经成为 TWS 制造商的关注点。
高清音频编解码技术：高通、索尼和众厂商的博弈
于音频产品而言，高音质的实现是一个攀登珠穆朗玛峰的过程。在这方面，高通（aptX）、索尼 LDAC、华为（HWA LHDC）都在推动自家高清编解码协议的普及，但也都有不同程度的限制条件或缺陷。
索尼 LDAC 因编码流大、延迟高、缺少双耳同步算法的特征，很少有被 TWS 应用。就算是索尼自家的 WF1000XM3 也并没有使用 LDAC，为的是避免增加内部信号结构的负复杂度，影响功耗、连接稳定性。
类似 TWS Plus，高通 aptX 系 QCC 专属，考虑低成本的中低端 TWS 基本不会采用。
在 vivo TWS Earphone 所使用的 QCC5126，采用了 aptX Adaptive 技术，进一步提升音质、低延迟性能。同系的 QCC5121 也搭载该技术。
aptX Adaptive 是一项可动态调节的下一代音频编解码技术，可根据设备上播放的内容类型自动调整以提供最佳音频质量或延迟，同时还考虑外部 RF 环境（额外的无线信号），将音频压缩为较小的文件，确保稳定连接，旨在为游戏、影音场景带来高质量、低延迟无线音频体验。
在过去一年积极推进 HWA 之后，华为 HWA 主导的 LHDC 在今年获得了日本 HiRes Audio Wireless 认证。目前支持 HWA 的接收端设备并不多，包括森海塞尔 IE 80S BT 颈挂式耳机以及小米真无线蓝牙耳机 Air 2。
值得注意的是，在发射端方面，从 Android 8.0 开始，就已经开始支持索尼 LDAC、高通 aptX、aptX HD，Android 10 更新了对 LHDC/LHDC-LL（LHDC 的低延迟版本）的支持，避免了高通、索尼独占，LDAC 延迟的遗憾。
除了高通在芯片端参考设计方案中默认支持 aptX 之外，其他服务于中高端、高仿市场的芯片厂商，考虑到兼容性问题，会在芯片中增加「协助实现 Hi-Res」的功能，设备厂商可自主选择。包括瑞昱最新的 RTL8773B/RTL8773C、恒玄 BES2300Z 也是通过这样的方式搭建支持 Hi-Res。
此外，紫光展锐春藤 5882（8K CVSD、16K mSBC 编码、DAC 96k 采样）、杰里 AC693N 系列（支持蓝牙音乐 EQ 及 EQ 在线调试、原相 PAU16（支持 3D音效开发，10 段 EQ 调节）等，也针对音频、通话音质做了功夫。
当然，高音质的实现还与音腔设计、降噪处理等方面息息相关。
存储：支持离线语音交互、关键词的存储，为智能耳机铺路
不管是出于增加卖点，还是深度捆绑生态系统的目的，互联网、手机厂商普遍让 TWS 产品搭载自家的语音助手，通过 TWS 这一设备载体进一步挖掘云端内容、服务。
类似手机、智能音箱，厂商也在考虑升级 TWS 语音交互体验。继低功耗语音唤醒之后，离线语音识别技术成为当下的一个趋势和热点，这主要关系到语音采集，以及芯片端增加存储。
以 vivo TWS Earphones 采用的高通 QCC5126 旗舰芯片为例，相对其他 QCC 同系列芯片，QCC5126 为满足离线语音交互的需求，加大了芯片内存，用于存储关键词、支撑运行缓存。
湾里有话说
纵观这一年 TWS 耳机市场的热点，大概七八成都在球盟会登录入口网页版去年年底的趋势预测中覆盖了，其中又绝大部分与关键技术的进步有关。
技术进步将推动芯片/产品从 Cost-down 到 Cost-out，但球盟会登录入口网页版从来不认为，杀价会持续的保持竞争力。更多面向未来的中高端芯片的问世，将推动整个 TWS 市��，持续兴奋。
微信号：shenzhenware
主笔、编辑：莱恩 / 球盟会登录入口网页版
审校：陈壹零 / 球盟会登录入口网页版
