Prospettive sulle prime dieci tendenze di sviluppo delle cuffie TWS nel 2021

L'attuale mercato delle cuffie TWS si è evoluto, passando dall'essere un outsider a un candidato promettente. La crescita costante del mercato e delle vendite anno dopo anno ha favorito il rapido sviluppo del mercato degli auricolari Bluetooth e ha portato molte nuove opportunità. Tutto ebbe inizio nel 2016, quando Apple eliminò ufficialmente il jack audio da 3,5 mm dalla serie iPhone 7 e lanciò una nuova linea di prodotti, gli auricolari true wireless Apple AirPods.

Il database 5Audio.com mostra che negli ultimi quattro anni, le vendite globali di cuffie true wireless di marca sono state di 46 milioni di unità nel 2018 e di 90 milioni di unità nel 2019, con un aumento del 96% rispetto al 2018. Nel difficile anno 2020, il trend di crescita delle vendite delle cuffie TWS del marchio è continuato, raggiungendo 300 milioni di unità, con un aumento annuo del 230%.

Tra questi, i marchi di telefonia mobile occupano una posizione dominante nell'attuale mercato degli auricolari TWS, grazie all'enorme base di utenti nel mercato della telefonia mobile e all'esperienza utente più completa offerta dall'ottimizzazione dual-end. Sebbene la quota di mercato di Apple sia in calo, l'azienda detiene ancora una quota del 40% e occupa una posizione di leadership. Xiaomi, Samsung, Huawei, Realme, OPPO e altri seguono a ruota.

Il rapido sviluppo degli auricolari TWS true wireless ha inoltre stimolato l'ammodernamento industriale dei produttori della filiera correlata. I progressi nei chip di controllo principali, nei circuiti integrati di gestione dell'alimentazione, nei chip di ricezione della ricarica wireless, nelle batterie della scatola di ricarica, nelle batterie degli auricolari, nel tocco e in altre tecnologie hanno migliorato le prestazioni e le funzioni degli auricolari TWS, offrendo una migliore esperienza utente. Il circolo virtuoso che si è creato sta guidando lo sviluppo stabile e sano delle cuffie TWS true wireless.

Con l'inizio del nuovo anno 2021, I Love Audio ha realizzato numerosi resoconti sui principali cambiamenti nel mercato audio che sono ormai diventati storia, analizzando lo sviluppo del mercato nel 2020 da molteplici aspetti.

Questa volta, guardiamo insieme al futuro ed esploriamo le tendenze di sviluppo future da più di dieci aspetti, tra cui la forma del prodotto delle cuffie TWS, gli standard della tecnologia Bluetooth, gli effetti sonori speciali, l'interazione intelligente, le applicazioni per la salute umana, la riduzione attiva del rumore, i chip di controllo principali, i sensori, gli altoparlanti, i chip di gestione dell'alimentazione e le batterie.

1. Forma del prodotto dell'auricolare TWS: a forma di fagiolo, a forma di stelo, gancio auricolare sportivo

Sebbene gli attuali auricolari TWS true wireless presentino caratteristiche estetiche proprie, si dividono principalmente in due forme: "a forma di impugnatura" e "a forma di fagiolo", oltre a due tipologie in-ear: in-ear con tappi auricolari e semi-in-ear senza tappi auricolari. L'altro tipo è un prodotto con gancio auricolare, destinato principalmente al mercato sportivo, che può garantire una vestibilità più stabile.

Tra questi, le cuffie semi-in-ear possono offrire un'esperienza di utilizzo confortevole e il campo sonoro della musica è relativamente confortevole, senza produrre una sensazione di oppressione e ronzio nella testa; le cuffie in-ear si adattano perfettamente al condotto uditivo grazie alla presenza dei tappi auricolari, hanno una forte tenuta stagna e sono più adatte alla funzione di riduzione attiva del rumore; e le cuffie "a fagiolo" sono piccole e leggere, comode da indossare e più belle.

Nel 2020, la funzione di riduzione attiva del rumore è diventata popolare in tutto il mondo e tutti i nuovi prodotti di punta di fascia medio-alta lanciati da vari marchi sono dotati di questa funzione. Entro il 2021, i prezzi dei prodotti che supportano la riduzione attiva del rumore diventeranno sempre più accessibili e si aprirà l'era della riduzione attiva del rumore standard.

Ad esempio, i modelli 1MORE ComfoBuds Pro, Huawei FreeBuds 4i, Soundcore Noise Cancelling Cabin, Samsung Galaxy Buds Pro, Libratone AIR+ 2nd Generation e altri prodotti recentemente lanciati supportano tutti la funzione di riduzione attiva del rumore e adottano un design in-ear. Tra questi, solo il modello Samsung ha la forma di un fagiolo, mentre gli altri sono a forma di manico.

Sebbene ogni marchio abbia il proprio stile di design per quanto riguarda l'aspetto, molti nuovi auricolari TWS si stanno gradualmente orientando verso un design in-ear a forma di impugnatura. Dal punto di vista del prodotto stesso, questa struttura favorisce maggiormente la stabilità del segnale e la trasmissione del suono. Allo stesso tempo, un gran numero di feedback positivi da parte dei consumatori dimostra anche il loro apprezzamento per la struttura a forma di maniglia.

Tra queste, oltre alla funzione di riduzione attiva del rumore di cui abbiamo parlato sopra, anche l'aggiunta di funzioni come la riduzione del rumore delle chiamate, la conduzione ossea e l'audio spaziale richiede più spazio per il supporto del firmware. Pertanto, il design in-ear a forma di impugnatura potrebbe continuare a essere la forma di auricolare TWS più diffusa nei prossimi anni.

2. Standard della tecnologia audio Bluetooth: Bluetooth 5.2, LE Audio

Si può dire che l'introduzione della tecnologia Bluetooth abbia rappresentato una svolta fondamentale nello sviluppo delle cuffie. Riduce efficacemente i vincoli dei cavi nell'uso delle cuffie, getta le basi per la popolarità delle cuffie TWS true wireless ed è una delle tecnologie più importanti nelle cuffie TWS true wireless.

Nel 2020, il Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG) ha lanciato una nuova generazione di standard per la tecnologia audio Bluetooth: LE Audio. Basato sullo standard Bluetooth 5.2, adotta il nuovo decoder audio LC3 ad alta qualità e basso consumo; amplia l'applicazione della tecnologia Bluetooth, supporta molteplici tecnologie di streaming audio e di trasmissione audio e può fornire un valido supporto per gli apparecchi acustici, aprendo numerose nuove direzioni di sviluppo per le future funzioni delle cuffie TWS.

Di recente, Qualcomm ha pubblicato un rapporto intitolato "Domande e risposte su LE Audio", che spiega in dettaglio cos'è LE Audio, perché è stato lanciato, quali vantaggi offre, quali nuovi casi d'uso offre e l'impatto di LE Audio sui futuri prodotti e tecnologie audio di Qualcomm. Attualmente, almeno 9 grandi marchi presenti sul mercato hanno lanciato 16 nuove cuffie che supportano Bluetooth 5.2. In futuro, queste due tecnologie si diffonderanno rapidamente e miglioreranno l'esperienza d'uso delle cuffie TWS.

3. Funzioni audio speciali: audio spaziale, suono surround a 360 gradi

Anche gli effetti sonori speciali delle cuffie TWS true wireless sono una caratteristica a cui gli utenti prestano molta attenzione. Le principali tecnologie attualmente utilizzate nelle cuffie TWS includono l'audio spaziale di Apple, l'audio a 360 gradi di Sony e l'ultimo audio a 360 gradi di Samsung. La principale somiglianza è che possono offrire un'esperienza sonora immersiva durante la visione di video.

L'audio spaziale è una funzionalità lanciata da Apple alla WWDC20 Global Developers Conference. Il primo prodotto a supportare questa funzione sono state le cuffie true wireless Apple AirPods Pro. Nel 2020 sono state lanciate le cuffie Apple AirPods Max, che supportano anche la funzione audio spaziale. Secondo le informazioni rivelate da I Love Audio Network, anche i nuovi AirPods4 di Apple, la cui uscita è prevista a breve, potrebbero essere dotati di questa funzione.

L'audio spaziale si ottiene aggiungendo filtri audio direzionali, regolando con precisione le frequenze ricevute da ciascun orecchio e utilizzando accelerometri e giroscopi per tracciare i movimenti della testa. Utilizza quindi i dati relativi al movimento relativo della testa e dello schermo per analizzare scenari di utilizzo quali la svolta di un veicolo o l'inclinazione di un aereo, e rimappa continuamente la posizione del campo sonoro per ottenere un'esperienza audio immersiva.

360 Reality Audio è una tecnologia audio lanciata da Sony al CES International Consumer Electronics Show. Integra strumenti dal vivo, come in un concerto, in uno spazio sferico a 360 gradi e li riproduce nella musica delle cuffie in base alle informazioni relative alla distanza e all'angolazione determinate, regalando alle persone un'esperienza musicale immersiva.

La funzione audio a 360 gradi è una nuova funzionalità lanciata da Samsung nei Galaxy Buds Pro, che consente di dare al suono un senso di direzione e distanza. I Samsung Galaxy Buds Pro utilizzano la tecnologia Dolby Head Tracking. Quando gli utenti guardano video, film o programmi TV, il sensore intelligente di rilevamento del movimento (accelerometro a sei assi) localizza con precisione la direzione del suono in tempo reale mentre si muove la testa.

La funzione suono spaziale arricchisce in modo efficace le funzioni delle cuffie TWS e offre agli utenti una nuova esperienza audio. Richiede però anche il supporto di sensori e algoritmi software complessi, per questo motivo attualmente solo i marchi leader come Apple, Sony e Samsung supportano questa funzione.

Ma in futuro questa funzione diventerà una tendenza e sempre più marchi doteranno i propri prodotti di questa funzione per aumentarne la competitività. Allo stesso tempo, l'industria ritiene generalmente che questa tecnologia apra la strada alla realtà aumentata/virtuale del futuro e ad altre funzioni e abbia buone prospettive di applicazione.

4. Metodi di interazione intelligenti: interazione vocale, controllo gestuale, rilevamento della pressione, funzione di traduzione

L'attuale esperienza interattiva delle cuffie TWS true wireless comprende principalmente pulsanti fisici, pulsanti touch, pulsanti sensibili alla pressione e una combinazione di controlli touch e sensibili alla pressione.

I pulsanti sensibili alla pressione combinano molti dei vantaggi dei primi. Possono realizzare metodi di controllo simili ai pulsanti fisici senza compromettere l'integrità dell'aspetto delle cuffie. Hanno un'elevata sensibilità e precisione ed evitano il problema dei tocchi accidentali. In futuro potrebbero diventare il metodo di funzionamento principale delle cuffie TWS true wireless.

Assistente vocale intelligente

L'interazione vocale intelligente è attualmente un modo per controllare le cuffie TWS true wireless, ma al momento l'interazione vocale delle cuffie TWS avviene principalmente tramite l'assistente vocale del dispositivo terminale connesso. Richiede quindi il supporto del dispositivo connesso e la necessità di attivarlo tramite un pulsante prima di poterlo utilizzare.

Tuttavia, I Love Audio Network ha anche notato che esistono già prodotti come 360 ​​PlayBuds Pro con voce intelligente integrata. Dopo esserti svegliato con la parola di attivazione, puoi cercare il tuo telefono, controllare le traduzioni, impostare la navigazione, impostare le sveglie, inviare messaggi WeChat e così via. Inoltre, durante le operazioni ad alta frequenza, è possibile eseguire varie operazioni senza dover pronunciare parole di attivazione, liberando le mani e migliorando l'esperienza dell'utente.

Controllo gestuale

Il controllo gestuale è un nuovo metodo interattivo che è stato applicato con successo su smartphone e smart speaker dotati di schermo. Può eseguire operazioni corrispondenti sul dispositivo attraverso diversi gesti. Negli auricolari TWS true wireless, questo metodo di interazione aerea richiede l'aggiunta di sensori come giroscopi e accelerometri, quindi combinati con algoritmi pertinenti per realizzare questa funzione.

Anche il controllo gestuale rappresenta un'importante direzione di sviluppo per le cuffie wireless in futuro e alcuni produttori di sistemi audio stanno attualmente conducendo ricerche in merito. Un brevetto per un "dispositivo audio interattivo indossabile" richiesto da Apple nel 2020 mostra che Apple sta anche studiando attivamente l'aggiunta di nuovi sensori per ottenere funzioni di interazione aria-aria, offrendo più opzioni per i futuri utenti di AirPods.

Funzione di traduzione

La funzione di traduzione è una nuova applicazione dell'interazione vocale intelligente. Attualmente, i prodotti con migliori applicazioni sul mercato sono Xiaodu True Wireless Smart Earphones XPods e iFLYBUDS True Wireless Smart Earphones iFLYBUDS. Entrambi i prodotti possono realizzare la funzione di traduzione vocale durante le chiamate tramite l'APP corrispondente, e il contenuto in inglese e tradotto verrà registrato in tempo reale sull'interfaccia del telefono cellulare come riferimento. Questa funzione è rivolta principalmente a scenari specifici e potrebbe non essere ampiamente diffusa nello sviluppo futuro delle cuffie TWS, ma rappresenta un'importante direzione di sviluppo delle cuffie TWS.

Rilevamento della pressione combinato

Quando si tratta della migliore soluzione operativa interattiva, combinare più metodi è sicuramente il modo migliore per migliorare l'esperienza dell'utente. Non solo arricchisce ulteriormente le opzioni di controllo, ma offre anche agli utenti libertà di scelta e migliora le esigenze di utilizzo personalizzato.

Ci sono due auricolari TWS con funzione di rilevamento della pressione che hanno avuto un'ottima accoglienza sul mercato: gli Apple AirPods e gli Huawei Freebuds Pro. Tra questi, si può affermare che le cuffie Huawei FreeBuds Pro true wireless con cancellazione del rumore siano il prodotto con l'applicazione più completa di molteplici metodi interattivi sul mercato. Non solo integra metodi di controllo del tocco e della pressione, ma supporta anche la funzione di riconoscimento dell'impronta vocale ossea.

Trova le impostazioni dell'impronta vocale ossea di Huawei FreeBuds Pro nelle impostazioni Bluetooth del telefono cellulare e puoi selezionare lo scopo del riconoscimento dell'impronta vocale ossea, tra cui pronunciare "Xiaoyi Xiaoyi" all'auricolare per sbloccare il dispositivo, pronunciare "WeChat Pay" per passare all'interfaccia di pagamento WeChat e pronunciare "Alipay Pay" o "Alipay Scan" per passare all'interfaccia corrispondente. Può essere utilizzato indipendentemente dal fatto che lo schermo del telefono sia acceso o spento e non è necessario attivare prima l'assistente vocale dell'auricolare, il che è molto rapido.

5. Applicazioni di rilevamento della salute umana: frequenza cardiaca, apparecchi acustici

Con il rapido sviluppo degli auricolari Bluetooth e delle tecnologie correlate, le funzioni degli attuali auricolari TWS true wireless sono state notevolmente ampliate. Arricchire costantemente le applicazioni dei prodotti e migliorare l'esperienza complessiva dell'utente. Tra queste, funzioni quali gli apparecchi acustici e i test sulla salute sono sempre state un punto di interesse fondamentale sia per i prodotti di marca che per gli utenti. Per questo motivo, molti produttori stanno attualmente esplorando attivamente questo aspetto, combinando prodotti per cuffie con funzioni di monitoraggio della salute, assistenza e altre ancora.

Apparecchi acustici

Nell'attuale mercato degli auricolari Bluetooth, i prodotti auricolari Bluetooth per apparecchi acustici sono utilizzati principalmente in dispositivi da appendere al collo, come gli auricolari Bluetooth per apparecchi acustici BeHear Now ABH-101B, 1MORE/Wanmo EHD9001B, ecc.

I Love Audio Network ha scoperto che, dopo aver aggiornato il sistema, Apple ha aggiunto una funzione "uditiva" all'iPhone. Se associato agli AirPods, il tuo telefono può trasformarsi direttamente in un microfono e gli AirPods in un ricevitore. Aiutare efficacemente le persone con problemi di udito a essere consapevoli dei suoni che le circondano. Questa funzione può anche offrire alle persone normali la possibilità di ricevere segnali a lunga distanza.

Controllo sanitario

La funzione di monitoraggio della salute è sempre stata un'importante direzione di sviluppo per i dispositivi indossabili intelligenti, ed è relativamente matura nei bracciali e negli orologi. Gli auricolari TWS hanno inoltre la caratteristica di essere a stretto contatto con il corpo umano e di essere facili da indossare, e possono essere utilizzati anche per funzioni di rilevamento della salute.

Gli auricolari per dormire Amazfit ZenBuds di Huami Technology rientrano in questa categoria. Gli auricolari possono riprodurre musica che aiuta gli utenti ad addormentarsi; Possono inoltre monitorare la frequenza cardiaca durante il sonno, registrare lo stato e le fasi del sonno e gli utenti possono visualizzare i report sulla qualità del sonno nell'APP. I contenuti includono la percentuale di sonno profondo, la percentuale di sonno leggero, il numero di risvegli, la frequenza cardiaca media durante il sonno, il numero di rigiramenti nel letto e le posizioni comuni durante il sonno. In futuro, sempre più auricolari TWS potrebbero essere dotati di funzioni di rilevamento dello stato di salute per migliorare l'esperienza dell'utente.

6. Cancellazione attiva intelligente del rumore

La funzione di riduzione attiva del rumore è stata originariamente applicata alle cuffie antirumore montate sulla testa, perché queste ultime sono dotate di eccellenti paraorecchie in grado di ottenere una riduzione fisica passiva del rumore. Allo stesso tempo, le cuffie hanno anche abbastanza spazio, il che consente di ottenere un'eccellente riduzione attiva del rumore. Tra i produttori più rappresentativi ci sono BOSE e SONY.

Cancellazione attiva del rumore

Quando gli Apple AirPods Pro hanno unito la riduzione attiva del rumore alle cuffie true wireless TWS, hanno rapidamente ottenuto un successo sul mercato. Anche la riduzione attiva del rumore è passata dalla sua funzione di nicchia originaria al mercato di massa.

Nel 2020, diversi marchi hanno iniziato a lanciare gradualmente prodotti per cuffie che supportano funzioni di riduzione attiva del rumore per preparare il mercato e migliorare la competitività dei propri prodotti. Nel riepilogo annuale del 2020, I Love Audio Network ha realizzato un riepilogo dettagliato e un rapporto di analisi sullo smontaggio di 24 cuffie true wireless con riduzione attiva del rumore.

Entro il 2021, la concorrenza per le cuffie TWS con cancellazione del rumore sarà ancora più agguerrita e molti nuovi prodotti lanciati all'inizio dell'anno supportano la modalità di riduzione attiva del rumore. Huawei ha anche lanciato le cuffie wireless con cancellazione del rumore Huawei FreeBuds 4i, relativamente più convenienti, per competere nella fascia medio-bassa del mercato. Tutto ciò dimostra che la funzione di riduzione attiva del rumore continuerà a essere la tendenza anche nei prossimi anni.

Sebbene le cuffie con cancellazione attiva del rumore non siano attualmente comode da indossare come le cuffie semi-in-ear con condotti uditivi aperti, a causa della necessità di una forma in-ear per ottenere migliori effetti di cancellazione del rumore, e la funzione di cancellazione del rumore provoca pressione all'orecchio e fastidio per alcune persone sensibili, in futuro, con il progresso della tecnologia di cancellazione del rumore adattiva intelligente e l'emergere di cuffie con cancellazione del rumore open-ear, il comfort delle cuffie con cancellazione del rumore continuerà a migliorare, soddisfacendo così le esigenze di cancellazione del rumore di diversi gruppi di persone.

Riduzione intelligente del rumore delle chiamate tramite AI

Secondo un sondaggio condotto da I Love Audio tra i consumatori, effettuare telefonate è la funzione più utilizzata dalla maggior parte degli utenti dopo aver acquistato le cuffie TWS. Nella vita quotidiana, gli scenari in cui effettuiamo telefonate sono molto ricchi e complessi. La metropolitana, l'autobus, la strada, il ristorante, l'ufficio, la sala studio, ecc. metteranno a dura prova la funzione di chiamata delle cuffie.

Per questo motivo, la funzione di riduzione del rumore delle chiamate è diventata una richiesta imprescindibile per le cuffie TWS. Attualmente, i prodotti auricolari TWS presenti sul mercato riducono il rumore delle chiamate principalmente in tre modi: con una soluzione a microfono singolo, con una soluzione a doppio microfono e con l'ausilio di accelerometri, VPU e microfoni in-ear.

Tuttavia, le soluzioni tradizionali per la riduzione del rumore nelle chiamate utilizzano per lo più array multi-microfono, che sono difficili, costosi e presentano scenari di riduzione del rumore molto limitati. Per questo motivo, abbiamo visto sul mercato anche fornitori di soluzioni di riduzione del rumore delle chiamate intelligenti basate sull'intelligenza artificiale e sono già presenti molti noti casi di applicazione di prodotti per cuffie TWS, tra cui: Soundplus Technology ed Elephant Sound Technology. In futuro, la domanda di soluzioni di riduzione del rumore delle chiamate basate sull'intelligenza artificiale aumenterà in modo significativo e non vediamo l'ora che altri attori si uniscano al mercato.

7. Chip di controllo principale

Nelle cuffie TWS true wireless, l'importanza del chip di controllo principale è evidente. Attualmente sono decine i produttori che sono entrati nel mercato dei chip di controllo principale TWS. Il SoC audio Bluetooth completo e altamente integrato garantisce in modo affidabile che le cuffie TWS possano svolgere numerose funzioni.

A differenza dei telefoni cellulari e delle cuffie, che hanno dimensioni relativamente grandi, le cuffie TWS hanno requisiti più elevati in termini di dimensioni e integrazione del chip di controllo principale, a causa dell'esigenza di portabilità. Con l'aggiunta di numerose nuove configurazioni, come la riduzione del rumore e i sensori funzionali, vengono posti requisiti più elevati per l'utilizzo dello spazio all'interno della cavità e per l'elevata integrazione dei chip.

ANC integrato

Nelle cuffie TWS true wireless che supportano la riduzione attiva del rumore, per ottenere effetti di riduzione del rumore migliori, oltre alle ragioni della forma esterna delle cuffie menzionate sopra, i fattori principali sono il chip di riduzione del rumore ANC e l'algoritmo di riduzione del rumore. Tuttavia, tra gli attuali auricolari TWS, la maggior parte dei prodotti utilizza ancora un chip dedicato alla riduzione del rumore ANC oltre al SOC di controllo principale Bluetooth, per ottenere una migliore funzione di riduzione del rumore.

Con lo sviluppo delle cuffie TWS, alcune vere cuffie wireless con cancellazione del rumore, come 233621 Zen, OPPO Enco X, OPPO Enco W51, Edifier TWS NB2, Urbanista London, ecc., hanno adottato un SOC audio Bluetooth con tecnologia di riduzione del rumore ANC integrata, come il chip di punta Qualcomm QCC5124, Hengxuan BES2500Y, Zhongke Bluexun BT889X, ecc. In precedenza, I Love Audio Network aveva compilato i migliori chip master audio Bluetooth con ANC integrato per tutti.

Oltre a ridurre lo spazio occupato sulla scheda madre, garantisce anche eccellenti prestazioni di riduzione del rumore. Pertanto, nei prossimi anni, il mercato dei chip di controllo principali con funzione di riduzione del rumore ANC integrata potrebbe continuare a crescere e occupare una posizione dominante.

Dimensioni più piccole

Esiste una relazione di reciproca influenza tra elevata integrazione e dimensioni del chip. Con l'aumento dell'integrazione del chip di controllo principale, aumentano di conseguenza anche le dimensioni del chip. La direzione futura dello sviluppo delle cuffie TWS true wireless sarà sicuramente quella di realizzare modelli più piccoli e leggeri, in modo da migliorare il comfort di utilizzo e l'applicazione in scenari completi. Ciò richiede l'aggiunta di processi di produzione dei chip più avanzati per ridurne le dimensioni, sfruttando così in modo efficiente lo spazio interno delle cuffie e riducendone le dimensioni. Per questo motivo, anche in futuro la tendenza di sviluppo sarà quella di realizzare chip di controllo principali più piccoli.

Maggiore potenza di calcolo

Poiché le persone trascorrono sempre più tempo utilizzando le cuffie TWS e il numero di scenari di utilizzo continua ad aumentare, aumenta anche la richiesta di applicazioni più funzionali. Per realizzare le funzioni menzionate nelle prime dieci tendenze di sviluppo TWS previste da 51audio.com (audio in primo piano, interazione intelligente, monitoraggio degli apparecchi acustici e della salute, riduzione attiva del rumore, ecc.), è necessario che i produttori di chip di controllo principale Bluetooth perseguano costantemente una maggiore potenza di calcolo.

Pacchetto SiP

Apple è stata la prima a utilizzare il chip H1 con packaging a livello di sistema SiP (System in Package) sugli AirPods Pro. Anche il chip di controllo principale dei Samsung Galaxy Buds Pro recentemente lanciati utilizza questo tipo di packaging.

Il packaging SiP può ridurre significativamente l'area del circuito stampato, ma il processo è anche relativamente complicato e presenta elevati requisiti per il layout del chip, l'impilamento, la dissipazione del calore, ecc. Tuttavia, con la crescente domanda di dispositivi intelligenti miniaturizzati rappresentati dalle cuffie TWS, la domanda di chip di controllo principale integrati multifunzionali e a basso consumo è in aumento e la tecnologia SiP sarà in grado di fornire una soluzione più ideale.

8. Sensore

Molte funzioni delle cuffie TWS true wireless richiedono l'aggiunta di sensori corrispondenti per fornire supporto hardware. Nelle attuali cuffie TWS, le unità sensore principali includono altoparlanti per la riproduzione di musica, microfoni MEMS per la riduzione attiva del rumore e delle chiamate, sensori ottici per il rilevamento in-ear, sensori dell'impronta vocale ossea per la riduzione del rumore delle chiamate, sensori a sei assi per ottenere un suono surround a 360 gradi, ecc.

Microfoni MEMS

Negli auricolari TWS, in precedenza i microfoni venivano utilizzati principalmente per le funzioni di chiamata vocale. Tuttavia, con lo sviluppo delle tecnologie di riduzione del rumore ANC ed ENC negli auricolari TWS, per ottenere migliori effetti di riduzione del rumore, sono state ampiamente adottate soluzioni collaborative multi-microfono e anche i requisiti prestazionali per i microfoni sono in costante aumento. I microfoni MEMS al silicio sono diventati di uso comune grazie alle loro dimensioni ridotte, alla capacità SMT, all'elevata stabilità e a molti altri vantaggi.

Rilevamento in-ear

Il rilevamento in-ear è una caratteristica innovativa molto apprezzata dagli utenti nel rapido sviluppo delle cuffie TWS. Si avvale di sensori ottici per mettere automaticamente in pausa la riproduzione quando le cuffie vengono rimosse e riprenderla automaticamente quando le cuffie vengono rimesse. Migliora efficacemente l'esperienza dell'utente e può anche evitare il consumo di energia quando non è in uso, ottenendo così un effetto di risparmio energetico. Nell'attuale mercato delle cuffie TWS entry-level, molti prodotti non sono ancora dotati della funzione di rilevamento in-ear. In futuro, il rilevamento in-ear diventerà una funzione standard degli auricolari TWS.

Sensore di vibrazione ossea

Il sensore di vibrazione ossea raccoglie solo le informazioni relative alla vibrazione delle corde vocali e le converte in un segnale audio, senza considerare il rumore ambientale trasmesso nell'aria. Le informazioni audio delle chiamate bidirezionali ricevute dall'auricolare (una via viene trasmessa attraverso l'aria e captata dal microfono, e l'altra via viene trasmessa tramite vibrazione ossea) vengono confrontate con l'algoritmo di riduzione del rumore per analizzare il rumore ambientale e attenuarlo, in modo da ottenere un migliore effetto di chiamata vocale. Rispetto alla tradizionale soluzione a doppio microfono, sopprime meglio anche il rumore del vento e quello ambientale.

Attualmente, i veri auricolari wireless di marchi come Apple, Samsung ed Edifier hanno adottato un sensore di vibrazione ossea + una soluzione di riduzione del rumore delle chiamate multi-microfono. Inoltre, questo tipo di sensore può essere utilizzato anche per la tecnologia di riconoscimento dell'impronta vocale ossea. Ad esempio, gli auricolari FreeBuds3 e FreeBuds Pro di Huawei supportano lo sblocco tramite impronta vocale ossea e il pagamento tramite impronta vocale ossea, il che amplia le funzioni degli auricolari TWS e migliora l'esperienza dell'utente.

Sensore a sei assi

Il sensore a sei assi integra un accelerometro e un giroscopio e viene utilizzato principalmente per realizzare la funzione di tocco e il tracciamento della rotazione della testa, offrendo integrazioni di design interattivo più ricche, controllo della testa per rispondere o rifiutare chiamate e delicato tracciamento del movimento della testa per realizzare la funzione audio a 360 gradi dell'auricolare.

altoparlante

Nelle prime fasi di sviluppo delle cuffie TWS, a causa dei limiti della trasmissione Bluetooth, la qualità del suono delle cuffie è sempre stata motivo di lamentela tra gli utenti. Con lo sviluppo delle tecnologie Bluetooth, come Bluetooth 5.2 e LE Audio sopra menzionate, le limitazioni alla trasmissione audio Bluetooth stanno rapidamente diminuendo.

D'altro canto, l'unità altoparlante influisce sulla qualità del suono. In quanto prodotto auricolare, gli altoparlanti rappresentano la configurazione più elementare. Attualmente, i principali altoparlanti utilizzati negli auricolari TWS sono unità dinamiche. Le unità dinamiche hanno buone prestazioni a bassa frequenza, ma a causa delle limitazioni di dimensioni non possono tenere conto di eccellenti effetti a media e alta frequenza.

L'unità dinamica in ferro presenta le seguenti caratteristiche: dimensioni ridotte, basso consumo energetico ed elevata sensibilità, ed è stata ampiamente utilizzata nei prodotti per apparecchi acustici. Tuttavia, con il rapido sviluppo degli auricolari TWS, le unità dinamiche hanno iniziato a essere utilizzate anche in alcuni prodotti di fascia medio-alta per migliorare la qualità del suono. Alcuni prodotti utilizzano anche doppie unità dinamiche in ferro per migliorare ulteriormente la qualità del suono.

Rispetto alle unità dinamiche, le unità in ferro bilanciate sono migliori nelle prestazioni a media e alta frequenza e possono fornire una risoluzione e prestazioni di dettaglio maggiori, ma non possono raggiungere la stessa potenza sconvolgente delle unità dinamiche nelle basse frequenze. Nacquero così le unità con armatura dinamica. Grazie alla combinazione di bobina dinamica e armatura bilanciata, è possibile elaborare separatamente diverse frequenze audio per ottenere risultati migliori. Lo svantaggio è che le dimensioni dell'unità di ferro ad anello sono relativamente maggiori e che ci sono requisiti più elevati per la progettazione strutturale del prodotto.

In futuro, gli auricolari TWS saranno disponibili in diverse combinazioni di unità, come dinamica, ferro bilanciato, ferro dinamico e doppia dinamica, e continueranno a svilupparsi in modo diversificato, lasciando ai consumatori la scelta sulla qualità del suono richiesta. Per adattarsi alle dimensioni degli auricolari true wireless, anche la miniaturizzazione delle unità è una tendenza.

9. Chip di gestione dell'alimentazione delle cuffie TWS

Anche i chip di gestione dell'alimentazione svolgono un ruolo fondamentale nelle cuffie TWS, garantendone la durata della batteria. Il chip di gestione dell'alimentazione viene utilizzato principalmente per la carica e la scarica delle cuffie, nonché per la protezione in tempo reale contro sovraccarico della batteria, scarica eccessiva, sovracorrente, sovratemperatura, cortocircuito, ecc. durante il processo di carica e scarica.

Attualmente, i fornitori di nuovi prodotti per la gestione dell'alimentazione sono molto maturi e riescono a soddisfare le esigenze dei vari prodotti per cuffie TWS presenti sul mercato. Tra quelli che su I Love Audio Network vedo spesso smontati ci sono: Yutai, Siyuan Semiconductor, Microsource Semiconductor, Shengshengwei, ecc.

Sebbene la potenza di carica e scarica dei chip di gestione dell'alimentazione non sia elevata rispetto ai dispositivi tradizionali, per prodotti come le cuffie TWS che hanno requisiti estremamente elevati di portabilità, ci sono requisiti relativamente elevati per la loro sicurezza, basso consumo energetico, alta resistenza all'alta tensione, alta integrazione ed alta efficienza.

Con il rapido sviluppo degli auricolari TWS, anche i chip di gestione dell'alimentazione hanno assistito all'emergere di singoli chip SoC altamente integrati, che integrano funzioni MCU, soluzioni di alimentazione per auricolari TWS due in uno, tre in uno e persino sei in uno per la gestione della carica. Entro il 2021 questa tendenza potrebbe amplificarsi ulteriormente e i produttori lanceranno chip per la gestione dell'alimentazione con prestazioni migliori.

10. Durata della batteria degli auricolari TWS e della custodia di ricarica

Lo sviluppo delle cuffie TWS true wireless è inoltre indissolubilmente legato al progresso della tecnologia delle batterie. Prima del lancio degli Apple AirPods, la durata della batteria era un fattore determinante per la scarsa diffusione delle cuffie Bluetooth. Gli AirPods di Apple hanno superato i loro concorrenti in termini di durata della batteria e la loro soluzione, che consisteva nell'unire gli auricolari a una custodia di ricarica, ha rapidamente guidato lo sviluppo del settore.

Con lo sviluppo degli auricolari TWS, le batterie per auricolari TWS si sono divise principalmente in tre tipologie, per adattarsi alle diverse forme prodotte durante il processo di sviluppo: batterie ai polimeri soft-pack, batterie a bottone e batterie ad ago. In precedenza, I Love Audio Network ha raccolto 145 batterie per box di ricarica TWS di 33 marchi, 210 batterie per auricolari TWS di 30 marchi e 103 batterie a bottone per auricolari TWS di 17 marchi.

Tra queste, la tecnologia delle batterie ai polimeri soft-pack è relativamente matura e relativamente economica. A causa della necessità di adattarsi alle diverse forme delle cuffie, vengono create forme quadrate, lunghe, a bottone e altre; le batterie a bottone stanno gradualmente diventando popolari nelle batterie per cuffie TWS grazie alle loro dimensioni ridotte, all'uso efficiente dello spazio interno delle cuffie e alla comoda saldatura degli elettrodi positivo e negativo; Le batterie ad ago sono utilizzate principalmente nelle cuffie Bluetooth a forma di impugnatura e occupano un mercato limitato.

Ricarica rapida, ricarica wireless

A causa dei limiti dello sviluppo della tecnologia delle batterie, oltre alla soluzione della custodia di ricarica per gli auricolari TWS, un'altra opzione è lo sviluppo della tecnologia di ricarica rapida. La ricarica rapida può reintegrare rapidamente la potenza e ridurre l'impatto della breve durata della singola batteria, che migliora efficacemente anche l'esperienza utente dei prodotti per le cuffie TWS.

L'applicazione della tecnologia di ricarica wireless negli auricolari TWS è migliorare la comodità di ricaricare gli auricolari. Quando gli auricolari non sono in uso, basta posizionare la scatola di ricarica sulla piastra di ricarica, caricala in qualsiasi momento e riempire l'energia in tempo reale. Secondo le statistiche incomplete di 51Audio.com, attualmente ci sono più di 10 TWS Veri auricolari wireless che supportano la ricarica wireless sul mercato.

I prodotti per telefoni cellulari hanno gradualmente adottato la funzione di ricarica wireless in modo a tutto tondo. Pertanto, al fine di abbinare perfettamente con gli accessori audio periferici e gli accessori di ricarica, è stata inoltre lanciata una comoda funzione di ricarica inversa TWS Veri auricolari wireless con telefoni cellulari.

Riepilogo di I Love Audio Network

Dopo più di 4 anni, il mercato delle cuffie TWS ha mantenuto uno sviluppo rapido e stabile e l'attuale mercato presenta ancora una situazione fiorente. Tuttavia, in termini di forma di prodotto, condivisione del marchio e fornitori di catene industriali, hanno iniziato a stabilizzarsi. I marchi di telefonia mobile hanno gradualmente occupato una posizione dominante, le principali aziende in accessori importanti come i principali chip di controllo e le batterie hanno occupato una grande quota di mercato e le funzioni delle cuffie sono gradualmente migliorate.

A giudicare dallo sviluppo attuale del mercato delle cuffie TWS per esplorare la tendenza dello sviluppo nei prossimi anni, la popolarità della funzione di riduzione del rumore attivo renderà le cuffie TWS più probabili di avere un design in-ear a forma di manico; La nuova generazione di Bluetooth Audio Technology Standard LE Audio lanciata nel 2020 sarà rapidamente reso popolare nel 2021.

In termini di funzioni, nell'interazione intelligente, l'assistente vocale intelligente incorporato può inaugurare una svolta. La funzione di risveglio vocale di alimentazione ultra-bassa libera le mani e non è necessario eseguire varie operazioni tramite il telefono cellulare. La traduzione vocale intelligente verrà applicata a più prodotti. Il controllo dei gesti offre una nuova esperienza di controllo, ma la tecnologia è più difficile e ci vorrà del tempo per applicare. Prima di ciò, la combinazione di pressione e rilevamento può essere la soluzione migliore.

In termini di altre funzioni, speciali funzioni audio, test sulla salute umana, apparecchi acustici, applicazioni di conduzione ossea, ecc. Sono nuove direzioni funzionali di cuffie TWS che possono avere un grande sviluppo negli ultimi anni, arricchendo così ulteriormente le funzioni di prodotto e migliorando l'esperienza dell'utente. Le unità di altoparlanti possono gradualmente passare a unità di ferro dinamico e unità di ferro dinamico che possono portare una migliore qualità del suono, migliorando così l'esperienza musicale.

In termini di configurazione, poiché la funzionalità delle cuffie TWS continua ad aumentare, sarà necessario un maggiore supporto del firmware, che posizionerà requisiti più elevati nello spazio interno delle cuffie. E con il continuo sviluppo della tecnologia CHIP e l'applicazione di processi più elevati, i principali chip di controllo e i chip di gestione dell'alimentazione continueranno a migliorare nell'integrazione e nelle prestazioni, soddisfacendo così la domanda in rapida crescita per le cuffie TWS; In termini di durata della batteria, le batterie a pulsanti possono essere ampiamente utilizzate nelle batterie per cuffie TWS a causa delle loro dimensioni più piccole e la ricarica rapida e il minor consumo di energia saranno comunque la soluzione migliore per migliorare l'esperienza di durata della batteria delle cuffie.

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