TWS技術是基于藍牙芯片技術發展而來的，其工作原理是指手機通過連接主耳機，再由主耳機通過無線方式快速連接副耳機，實現真正的藍牙左右聲道無線分離使用。

2016年，蘋果正式發布無線耳機AirPods，自此，TWS（TrueWirelessStereo，真無線立體聲）耳機誕生。

目前，AirPods已經演進到了第三代，通話穩定性、降噪性能及待機時間都給用戶帶來了深刻印象，成為了TWS耳機的行業標桿，并引發了無線耳機變革熱潮。因此，AirPods的流行將TWS耳機培育成新一代消費電子爆品。

根據IDC最新數據，2019年全球耳機/可聽戴設備的出貨量為1.705億副，較2018年的4860萬副增長2.5倍。從ODM/OEM產業鏈的角度測算，預計2020-2022年，全球TWS耳機(包括AirPods)出貨量分別為1.67、2.57和4.10億副。

一、TWS耳機是什么？

TWS，真正無線立體聲，TWS技術是基于藍牙芯片技術發展而來的。其工作原理是指手機通過連接主耳機，再由主耳機通過無線方式快速連接副耳機，實現真正的藍牙左右聲道無線分離使用。

其實藍牙耳機技術和產品早已發展了多年，但因產品和品質參差不齊，整個行業混亂不堪。直到蘋果發布世界上第一款TWS藍牙耳機AirPods，此款產品支持蘋果旗下眾多的生態產品相連（Iphone、Ipad、iwatch、Macbook），無線耳機內置光學傳感器以及加速儀。雙擊這款無線耳機還能接入Siri。在用戶打電話期間，這款耳機還能夠降噪過濾雜音，保證音質。與此同時國內外的AI領域熱火發展，TWS技術借助AI的勢，搭著“智能”時代的快車，從此藍牙耳機，煥發起了新的生機。

二、TWS具有哪些主要特點？

TWS耳機主要特點是：

（1）真正無線：摒棄耳機線材纏繞的煩惱

WS藍牙耳機不需要有線連接，擺脫了傳統耳機有線的束縛；左右2個耳機通過藍牙組成立體聲系統，聽歌、通話、佩戴都得到了提升。如果再加要專業的聲學拾音技術、智能降噪技術&AI算法降噪技術等，即可實現完美的聲音體驗：耳戴語音、視頻通話、音樂享受、爬山跑步、安全駕駛等都不受束縛。

（2）雙耳立體聲：提升音質效果，改善通話質量

從產品的角度上來講，音視頻體驗在TWS耳機上是最受用戶關注的焦點，故降噪功能是TWS必不可少的技術。

（3）多重感知：增強用戶體驗，打造智能語音

TWS耳機在2018年瘋狂發展時代經歷了半智能耳機化這條道路。很多的藍牙芯片原廠在5.0版本上做了升級，嵌入了串行閃存，可以更靈活地進行客戶軟件升級，支持第三方軟件移植；配合著原生態或內容提供（有聲內容、頭條新聞、健康資迅、財經動態、體育信息等）方打開其端口，實際上在內容這一塊大有可為。

如今主流一線的大神都已涉獵人工智能領域，都在搭建自己的智能生態鏈，國外以微軟、谷歌、亞馬遜為例延伸出MicrosoftCortana、GoogleAssistant、AmazonAlexa無線智能語音交互服務，其背后是一場智能終端用戶的爭奪戰。

同樣國內的硬件廠商，以手機廠商為代表都支持其語音助手，華為的TWS支持其手機內的小億，小米TWS支持小愛同學。

（4）體積小巧：佩戴舒適，使用便捷，攜帶方便。

三、TWS耳機的五大關鍵技術

①、藍牙連接技術

從2014年就開始開發真無線藍牙耳機的德國Bragi一直被連接斷線、雙耳延遲和功耗等問題所困擾。2017-2018年藍牙技術傳輸方案還不成熟，各大廠商都在集中解決TWS耳機藍牙斷連、延遲等藍牙技術傳輸問題。蘋果AirPods采用獨家的Snoop（監聽）專利技術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，采用的是監聽模式，其中副耳信號不需要主耳轉發，而是通過一定的規則監聽手機所發出的信號，從接收信號中找出主耳或者副耳各自的信號，因此解決了轉發所帶來的干擾、系統延遲、主副耳功耗不均衡等問題，獲得了很好的用戶體驗。

而傳統的安卓系方案早期采用Relay（轉發）模式，通過主耳轉發的方式實現雙耳立體聲，音頻從智能手機傳到左耳機（主設備），再由左耳機轉發到右耳機（從設備）。但卻面臨如下問題：主耳轉發的藍牙信號容易被其它藍牙和WiFi等信號干擾;轉發本身會增加系統延遲;轉發信號穿過人的身體問題。此外，由于轉發導致了主耳的功耗相比副耳要高，當碰上誤碼要求重傳數據包時會導致主耳功耗負載過重。以上原因導致蘋果之外的TWS耳機在連接穩定性、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+和絡達科技MCSync的相繼發布，安卓陣營TWS耳機可以實現左右聲道獨立連接，其藍牙連接性能向蘋果AirPods看齊。

TWS耳機藍牙連接技術對比

②、影響音質的相關技術

盡管藍牙技術在消費市場已經推進到了5.0，但藍牙耳機傳輸音頻仍使用藍牙2.1制定的A2DP1.2(AdvancedAudioDistributionProfile)標準。因此，用藍牙5.0聽歌和用藍牙2.1聽歌在音質上不會有質的區別。除了揚聲器材質等物理硬件因素外，TWS耳機的音質主要與藍牙編解碼技術、主控芯片性能及音頻信號傳輸方式等因素有關。

雖然藍牙5.0技術為音頻提供了更大的通信容量，但音質的改善仍在于音頻編碼方式。CD音質需要帶寬為1.41Mbit/s，而受限于A2DP的傳輸能力，音頻數據需要經過編碼壓縮后再通過A2DP傳輸，所以音頻通過藍牙傳輸是無法做到百分百還原的，而只能通過先進的壓縮技術來提升音質。目前的高清音頻編解碼技術，主要以索尼LDAC、高通aptXHD，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，并于2017年將該技術開放給Android8.0，該技術的音頻處理質量非常高，現已成為安卓8.0的標配壓縮技術。但是，編碼器實現高清音頻傳輸的前提是發送端和接收端的雙向支持，而支持LDAC的Android8.0只解決了發射端的問題，而LDAC在接收端設備(耳機、音箱等)的普及還需要一些時間。

相比索尼LDAC，高通在2016推出的aptXHD高清藍牙音頻編解碼技術(支持24位/48khz音頻)，因為有aptX的鋪墊(目前大約有40億個設備支持，高通收購CSR公司而獲得aptX技術)，以及高通自身在芯片、通信等領域的優勢，有更廣泛的應用潛力。

華為在2018年聯合音頻鏈路上的關鍵元器件供應商、設備商，一同制定了端到端的藍牙高清音頻解決方案HWA(Hi-ResWirelessAudio)，其規格和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業聯盟也已經成立，成員包括漫步者、中科院聲學所、AKM、Sennheiser、HiFiMAN、1MORE萬魔、惠威等。

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

③、主動降噪技術

主動降噪(ANC)功能就是通過硬件降噪系統產生與外界噪音相等的反向聲波，將噪音中和，從而實現降噪的效果。ANC降噪的工作原理是麥克風收集外部的環境噪音，然后系統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境噪音+反相的環境噪音，兩種噪音疊加從而實現感官上的噪音降低。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AirPodsPro耳機。AirPodsPro就是一款支持ANC的耳機，與前兩代AirPods相比，AirPodsPro改為入耳式設計，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。AirPodsPro很好解決了兩個難點，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解決了耳內外壓力差的問題，保證了佩戴舒適度。

目前安卓系藍牙技術平臺都開始支持ANC，關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，也叫CVC降噪，即利用藍牙耳機內部的芯片，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。

根據高通發布的《2019年使用現狀調研報告》顯示，63%的音頻用戶關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。

④、續航技術

AirPodsPro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，續航能力并沒有提高。紐扣電池相比圓柱形電池具有以下優點：能量密度高、體積小且質量輕、循環壽命長，以及方便正負極焊接和尺寸一致性良好等。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。

增加續航還可以通過先進制程來實現，但是這意味著高昂的成本。蘋果的H1芯片用的是16nm工藝，而安卓系大多是28nm工藝。工藝先進功耗小，但是研發和制造成本很高，要求很大的出貨量來分攤成本開銷。按照當前品牌安卓機的出貨量，很難支撐先進工藝的投入。功耗和性能的平衡是很復雜的事，用戶體驗的提升不只在轉發技術一方面。

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方案已經在研發中，體驗提升和出貨效應預期將帶來突破，驅動安卓系競爭力上一個新的臺階。

⑤、智能技術

像TWS耳機這類智能電聲產品，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、運動健康監測、虛擬現實聲學，以及與其他智能設備互聯等功能，能夠滿足消費者工作和生活中的多種復雜應用需求。

TWS耳機智能化功能主要體現在如下幾個方面：

與智能語音助手的軟硬集成，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DashPro可讓用戶通過頭部運動來直接控制耳機，AirPods單只耳機大概有8顆傳感器，集合了語音加速感應器和光學傳感器等；還有多種語言的實時翻譯。