真無線藍牙耳機指的是真無線立體聲,藉由藍牙傳輸音訊,並去除左右耳的實體線路連結,使無線耳機擁有真實的音質感受。
有線耳機逐漸淡出 TWS已成標準配備
隨著近年藍牙傳輸技術的逐漸成熟,藍牙5.0的推出推升TWS效能全面升級。在傳輸速度、傳輸距離及數據負載量上,藍牙5.0均較過往的藍牙4.2來的表現優異,高穩定性、低延遲、大傳輸量滿足TWS發展需求,也成功緩解TWS在傳輸連接上的痛點。
此外,自蘋果(Apple)的iPhone7取消3.5 mm耳機孔,改採USB Type-C後,各廠牌手機紛紛仿效蘋果手機,開始逐步取消3.5 mm的耳機孔設置。2020年8月,三星(Samsung)推出搶先預購旗艦機Galaxy Note20就送最新Galaxy Buds Live真無線藍牙耳機或JBL TUNE 225真無線藍牙耳機的活動;2020年10月,蘋果 iPhone12進一步取消有線耳機這款周邊配備,使未來TWS的商機更值得期待。
目前市面上TWS品牌廠商相當多,除了蘋果持續發展新的TWS產品外,Android系統手機廠商、傳統音響/耳機大廠,甚至是亞馬遜(Amazon)、百度等電商大廠亦紛紛進軍,近年更出現多家來自中國的低階白牌業者,TWS市場群雄並起。
在目前的TWS市場中,蘋果雖擁有先進者優勢,持續擁有較高的市占,然而隨著越來越多新競爭者加入此一市場後,蘋果的市占率正逐漸下滑,緊跟在後的小米、三星憑藉與自身手機相搭配,以及提供價格區間廣泛、性價比高的TWS耳機,逐步在TWS市場站穩根基,此外傳統耳機廠的JBL以及中國大陸手機品牌廠華為,近年亦擁有不錯的表現。
觀察2020年此五大品牌廠推出的新品可發現,每款耳機都採用了目前主流的藍牙5.0技術,且均搭載語音助理,另外,新款耳機均支援主動降噪(Active Noise Cancellation, ANC)及通話降噪功能,讓TWS服務更加升級。若從價格來看,TWS價格區間越趨廣泛,蘋果、華為開始推出高階耳罩式耳機,提供使用者更客製化、更高品質的聆聽體驗,小米則持續低價攻勢,推出同樣搭載降噪功能的平價款TWS,持續搶攻中低階市場。

三大趨勢帶動TWS晶片演進
TWS可分為耳機及充電盒,主要結構包含微控制器(Microcontroller Unit, MCU)、感測器、電池、麥克風、藍牙晶片等。耳機充電盒中除了需要具備鋰電池、充電模組外,另一個重要零組件為MCU。耳機充電盒及耳機的MCU主要做為控制充電電路、檢查耳機入盒狀態、檢測電池電壓等功能,耳機MCU可直接與充電盒MCU進行溝通,來回交換資訊。充電盒可偵測耳機電量,耳機亦可了解充電盒電量並進而透過藍牙告知使用者需要充電。
另外,由於TWS耳機透過藍牙技術傳遞音訊訊號,TWS耳機的傳輸速度與音質好壞關鍵在於藍牙技術與音訊編解碼技術發展,此類技術主要集中在TWS的藍牙主控系統單晶片(System on Chip, SoC)中,因而使藍牙主控SoC成為TWS中最核心的晶片組合。藍牙主控SoC連接MCU、記憶體、感測IC等關鍵零組件,隨著TWS逐漸走向多功能的趨勢前進,未來耳機中將加入心率感測器、溫度感測器等更多感測IC,藍牙SoC將接收更多感測資訊。
趨勢一:各大廠商開發自主藍牙傳輸方案
目前發展TWS藍牙主控晶片的廠商眾多,由於藍牙主控SoC涉及藍牙技術與音訊編解碼技術開發,因此目前在藍牙主控SoC市場中,主要發展廠商多為本身或母公司具有藍牙IP的公司。
在現今已投入TWS藍牙主控晶片的IC設計廠商主要可分為兩個陣營,一個是原先手機晶片大廠自行擴充行動裝置晶片平台服務,如高通(Qualcomm)、聯發科(絡達)、紫光展銳等,另一個則是原先為藍牙與音訊晶片供應商,如博通(Broadcom)、瑞昱、原相、中科藍訊、恆玄等。
最初TWS的藍牙傳輸方式是藉由轉發模式,由手機跟其中一個主設備耳機做連接,再由主設備耳機將訊號轉發給另一個副耳機,然而在轉發過程中,會造成主副耳機延遲程度不同的情形,耳機間易受訊號干擾,且單耳模式僅支援主耳機單耳使用,因而促使藍牙主控晶片大廠紛紛開發自主藍牙傳輸技術,改善轉發模式的缺陷。
其中,蘋果採用監聽模式實現雙耳同步傳輸,也就是在兩個耳機中增加一道協議,讓手機針對主設備耳機發送訊號時,副耳機能透過監聽機制同步解碼藍牙訊號,蘋果更為此申請了獨家專利,使得前期Android TWS耳機的聆聽體驗不如蘋果的產品。
而後,高通、絡達、恆玄等IC設計廠也紛紛突破藍牙技術門檻,推出自身藍牙傳輸解決方案,並藉由多平台的開放、互通,使藍牙傳輸技術可用在多方手機移動裝置上,藉以拓展更多廠商產品應用導入。
趨勢二:低延遲成為各廠商主要技術攻克方向
在藍牙連線趨於穩定的狀況下,低延遲的訊號傳遞將提升連線的反應速度及音訊的傳輸速率,進而滿足消費者在音樂、影片,甚至是遊戲場景等娛樂需求,也因此成為各廠商持續改善的技術方向。
以主要藍牙主控晶片廠商為例,蘋果H1晶片相較上一代的W1晶片,在遊戲體驗延遲改善了30%之多;瑞昱2019年10月發表的兩款最新的ANC藍牙音訊晶片RTL8773B、RTL8773C最大特色便在於低延遲模式,相較於同期華為Freebuds3所搭載的麒麟A1,或是vivo TWS搭載的高通QCC5126,瑞昱的RTL8763BFP可以實現比100 ms更低的延遲,也因此成為當時發布會中的亮點之一。
2020年3月,vivo推出搭載高通QCC304x系列晶片的vivo TWS Neo,根據官方發表資訊,此款TWS可以讓遊戲延遲低至88ms,相較前一代的藍牙主控晶片而言,可減少70%的遊戲延遲,提供使用者更優異的使用體驗。
趨勢三:藍牙主控晶片搭載ANC逐漸成為中高階標配
蘋果在2019年10月推出全新的AirPods Pro,搭載主動式降噪,是蘋果首度導入此功能。主動式降噪技術原理是利用耳機上的外界噪音接收器(麥克風)接受環境噪音後,在利用耳機內的晶片,產生與噪音反向的聲波,抵銷環境噪音。
市面上首款搭載主動式降噪功能的TWS產品是Sony在2019年7月所推出的WF-1000XM3。隨後蘋果和Master & Dynamic也分別在2019年10及11月發表Airpods Pro及MW07 PLUS,掀起了一陣真無線藍牙耳機的降噪風潮。
TWS本身即具備被動物理降噪的功能,可以阻隔部分外在噪音,但在部分嘈雜的環境下,仍會有聆聽感受不佳的情況,因此品牌廠紛紛針對新一代旗艦產品,導入具ANC功能的晶片。
2019年AirPods Pro的亮相,加快ANC應用的普及,非蘋果陣營的品牌廠為搶占市占,亦紛紛導入ANC降噪功能,搶占中高階市場市占率,這也促使藍牙主控晶片大廠加速推出TWS+ANC解決方案。觀察各廠商TWS+ANC方案可發現,包含高通、瑞昱、原相等廠商,主要藉由在晶片端整合主動降噪演算法,並同時相容於第三方演算法。
高通在2020年3月推出的QCC514x和QCC304x新一代超低功耗藍牙系統單晶片便在不影響功耗前提下,採用整合式混合主動降噪技術,透過支援超低延遲的外部環境通透模式,對環境周圍環境進行真正的感知,使使用者能在運動、辦公甚至是飛機上使用自動降噪技術。
瑞昱在進入TWS晶片市場後,獲取不少客戶信賴,其中TWS的客戶有85%皆為知名品牌廠,也因此客戶採用ANC意願高,帶動瑞昱將ANC技術整合進藍牙主控SoC中,有助維持產品銷售單價。
另一家台灣廠商原相在TWS晶片方面,原本主攻白牌TWS客戶,但目前已開始往品牌客戶進行拓展。看好未來ANC的發展潛力,原相於2020年年底推出整合新方案。而推出首款搭載ANC功能的Sony則是較為特例,是在主晶片MT2811基礎上,額外新增降噪晶片QN1e。
觀察台灣投入TWS應用晶片開發的IC設計業者可發現,目前臺灣IC設計廠商在TWS的市場布局以中國大陸市場為主要標的。這是因為中國大陸不僅擁有較大的內需市場,近年來中國大陸的品牌廠(含手機與其他周邊廠商)、白牌廠商陸續推出新款TWS,使相關晶片需求提升。台灣IC設計廠過往多與中國大陸品牌廠商擁有長期合作關係,在中國大陸去美化的推波助瀾下,中國大陸將減少採用美系供應商的解決方案,因而使得台灣IC設計業者獲得更多訂單機會。
此外,相較於蘋果,更注重性價比的Android市場近年受惠藍牙傳輸技術和整體方案在近兩年實現較快成長的趨勢下,為TWS帶來更大成長動能。抓準未來TWS成長規模持續增長,台灣IC設計業者紛紛藉由提供性價比較高的產品,打入相關供應鏈。
(本文作者為資策會MIC產業分析師)