电子行业可穿戴设备深度之一：可穿戴的新宠儿TWS_耳机-20191231-申万宏源-31页.pdf

1 1 行业及产业 行业研究/行业深度 证券研究报告 电子 2019 年 12 月 31 日 可穿戴的新宠儿：TWS 耳机 看好 可穿戴设备深度之一 证券分析师 梁爽 A0230518080008 研究支持 谈必成 A0230118070001 联系人 谈必成(8621)23297818转 本期投资提示：接口更迭、无孔化趋势下，TWS 耳机应运而生。苹果于 2016 年发布 Airpods，本质原因是取消手机 3.5mm 接口。安卓阵营走向 USB-C，3.5mm 接口同样面临取消。存量竞争下，智能手机创新持续，无孔化已成大势所趋。TWS 耳机亦是实现无孔化的重要一环。苹果 Airpods 引领 TWS 潮流，销量持续超预期。Airpods 自推出后持续引领 TWS 耳机市场，连续多个季度占据市场超 50%份额。根据 Counterpoint 数据，2018 年全球 TWS耳机出货量约 4600 万部，苹果占据近 75%份额。随着整体 TWS 耳机市场的不断高增，Airpods 的份额略有所下降，但仍处于绝对领先地位。19Q1、19Q2、19Q3 份额分别为60%、53%、45%。2017 年销量为 1600 万部，2018、2019 年销量持续超出产业预期。机构 Statista 对其 2020、2021 年的销量预计分别为 8000 万部，1.1 亿部，从目前的情况来看，该预测存在大幅上调的可能。芯片方案为 TWS 核心，苹果构建专利壁垒，安卓迎头赶上。蓝牙技术与协议标准上的限制导致其无法支持一对二的音频传输。苹果采用监听模式，可实现双耳同步传输。苹果为此技术协议申请了独家专利，其他厂商较难采用此种方案。为避开苹果专利，大部分厂商起初采用了转发方案，二次转发带来明显的延迟、不稳定、左右耳不同步等问题。但随着代表厂商陆续于近期取得技术突破，推出各自的双耳接收方案，安卓系与苹果的差距正逐步缩小。安卓 TWS 拐点来临。各大芯片原厂在技术上不断实现突破，陆续克服苹果专利限制推出自主解决方案，同苹果的差距不断缩小，部分方案在延迟、功耗等关键指标上甚至已经超越苹果。另一方面，产业链的成熟度也在不断提升，各中低价格档位的 TWS 产品纷纷上市。苹果 Airpod 定位高端市场，与 iphone 定位相匹配。Airpod 1 代与 2 代的售价为 1200元，新一代降噪板 Airpod Pro 的售价近 2000 元。类似于手机市场格局，安卓系 TWS 横跨全价格领域，中端市场 400 元左右的产品大批推出，低端市场价格最低已下探至百元级别。整体均价的不断下移有望加速 TWS 普及进程，安卓市场拐点来临。我们预计中长期安卓端 TWS 耳机市场规模可达 2120 亿人民币。同时参考当年智能机实现规模普及的时间周期，预计此部分市场将在 5 年左右时间充分兑现。预计 2021 年 TWS耳机对应的 ODM/OEM 整机市场规模达 945 亿元人民币；对应的 NOR Flash 市场规模达 1.82 亿美元；对应的 SiP 市场规模将达 15.5 亿美元；对应的电源管理芯片市场规模将达 5.75 亿美元。产业链各环节核心供应商将充分受益。重点推荐具备精密制造与 ODM 能力的立讯精密、尔股份；国内电源管理 IC 核心供应商圣邦股份；国内 NOR Flash 龙头兆易创新；建议关注潜在 SiP 模组供应商环旭电子；自主品牌漫步者；声学组件与 OEM 厂商共达电声。风险提示：产业链竞争加剧导致毛利下滑 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 2 2 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 2 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 投资案件 结论和投资建议 虽然目前 Airpods 占据了 TWS 市场的半壁江山，且持续保持高速成长，但我们认为安卓端的市场空间亦十分广阔。从长期角度来看，TWS 有望成为智能手机的主流标配耳机类型，初步测算长期安卓市场空间大于苹果 Airpods 市场。TWS 耳机市场的爆发将给产业链多环节带来可观的增量空间，核心厂商将显著受益。重点推荐立讯精密、圣邦股份、兆易创新、歌尔股份，建议关注环旭电子、漫步者、共达电声。原因及逻辑 芯片是 TWS 的核心，直接决定了连接稳定性、功耗、延迟等耳机关键体验度。各大芯片原厂在技术上不断实现突破，陆续克服苹果专利限制推出自主解决方案，同苹果的差距不断缩小，部分方案在延迟、功耗等关键指标上甚至已经超越苹果。因此我们认为不仅是 Airpods，整个 TWS 耳机市场都将迎来真正爆发。苹果定位于高端市场，安卓覆盖全层级产品系列。随着产业链的成熟度也在不断提升，各中低价格档位的 TWS 产品纷纷上市。整体均价的不断下移有望加速 TWS 普及进程，安卓市场拐点来临。根据测算，我们预计中长期安卓端 TWS 耳机市场规模可达 2120 亿人民币。同时参考当年智能机实现规模普及的时间周期，预计此部分市场将在 5 年左右时间充分兑现。预计 2021 年 TWS 耳机对应的 ODM/OEM 整机市场规模达 945 亿元人民币；对应的 NOR Flash 市场规模达 1.82 亿美元；对应的 SiP 市场规模将达 15.5 亿美元；对应的电源管理芯片市场规模将达 5.75 亿美元。产业链各环节核心供应商将充分受益。有别于大众的认识 市场认为当下 TWS 耳机主要增量来自于苹果，我们认为 5 年维度来看安卓 TWS市场规模将超越苹果。同时短期内随着各大芯片厂商不断推出新的解决方案，安卓系TWS 在连接稳定性、功耗、延迟与整体体验度上得到了大幅提升，与苹果的差距也不断缩小。产业链成熟度提升带来均价下移，安卓市场拐点已来临。市场认为当前 TWS 产业链景气度已较高，我们认为智能手机的无孔化创新已成大势所趋，TWS 耳机亦是实现无孔化的重要一环。在多功能整合与智能交互的趋势下，未来 TWS 耳机的用户体验将持续升级。从长期角度来看，TWS 有望成为智能手机的主流标配耳机，理论上未来每部手机都将搭配一副 TWS 耳机。当前仍处于行业爆发较早阶段，产业链景气度有望持续超预期。3 3 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 3 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 1.可穿戴的新宠儿TWS 耳机.6 1.1 接口更迭、无孔化趋势下，TWS 耳机应运而生.6 1.2 Airpods 引领 TWS 潮流.7 2.蓝牙与芯片方案的成熟是 TWS 爆发关键.8 1.1 蓝牙 5.0 是 TWS 爆发的必要条件.8 2.2 芯片与解决方案不断成熟，安卓系 TWS 将迎爆发.10 2.3 高清音频编码普及，带来 TWS 音质提升.14 2.4 多功能整合与智能化是未来趋势.16 2.4.1 主动降噪.16 2.4.2 骨声纹识别.17 2.4.3 智能交互.17 2.5 安卓 TWS 市场不容忽视，空间广阔且拐点来临.18 3.产业链多环节受益显著.20 3.1 芯片为 TWS 耳机核心.20 3.2 产业链多环节迎可观增量空间，核心厂商显著受益.24 4.重点标的推荐.27 4.1 立讯精密.27 4.2 圣邦股份.28 4.3 兆易创新.29 4.3 其他重点推荐.29 目录 4 4 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 4 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 图表目录 图 1：耳机市场已步入真无线时代.6 图 2：57%北美消费者会考虑苹果无线耳机.7 图 3：Airpods 多维度用户体验高.7 图 4：19Q3 苹果占据 TWS 份额 45%.8 图 5：Aipords 销量持续超预期（百万部）.8 图 6：蓝牙 5.0 性能全面升级.9 图 7：无线传输由于需要 buffer 缓冲，因此存在延迟.10 图 8：中继转发方案延迟现象较为严重.11 图 9：中继转发方案延迟现象较为严重.11 图 10：苹果为 TWS 监听方案申请独家专利.12 图 11：高通 TWS+方案向每个耳机单独传输音频信号.13 图 12：络达 MCSync 方案与苹果类似.13 图 13：华为麒麟 A1 类似于高通 TWS+方案.13 图 14：安卓系部分产品在延迟参数上已超越苹果（毫秒）.14 图 15：索尼 LDAC 编码大幅提升传输速率.15 图 16：华为 LDHC 编码传输速率大幅提升.15 图 17：主动降噪系统架构.16 图 18：华为 FreeBuds2 Pro 植入了骨声纹传感器.17 图 19：安卓 TWS 整体均价不断下降，有望加速普及.19 图 20：TWS 产业链分布.21 图 21：TWS 系统架构.22 图 22：Airpods 内部结构复杂，组装难度大.24 图 24：Airpods Pro 采用 SIP 封装.26 表 1：市场主流芯片方案密集发布于蓝牙 5.0 之后.9 表 2：初步测算安卓 TWS 市场长期空间大于苹果.18 表 3：安卓中低端产品纷纷上市.19 表 4：Airpods 先行爆发，安卓系 TWS 有望迎头赶上（出货量：百万部）.20 5 5 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 5 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 表 5：TWS 终端参与者.21 表 6：TWS 核心零组件与主要供应商梳理.21 表 7：Airpods 2 单只耳机部分芯片成本结构.23 表 8：充电盒主要成本构成来自于电源管理类 IC.23 表 9：预计 2021 年 TWS 耳机整机市场规模将达 945 亿元.25 表 10：预计 2021 年对应的 NOR Flash 市场规模将达 1.82 亿美元.25 表 11：预计 2021 年对应的 SiP 市场规模达 15.5 亿美元.26 表 12：预计 2021 年对应的电源管理 IC 市场规模将达 5.75 亿美元.27 表 13：行业重点公司估值表.30 6 6 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 6 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 1.可穿戴的新宠儿TWS 耳机 1.1 接口更迭、无孔化趋势下，TWS 耳机应运而生 耳机步入 TWS 真无线时代。回溯耳机的发展历程，基本上经历了数字化、无线化、真无线时代，未来将进一步走向智能化时代。耳机数字时代始于 iPod 上市，之后 iPhone 上市开启了无线化时代，到 2016 年 9 月 AirPods 上市，真无线时代真正来临。TWS 是指True Wireless Stereo，真无线立体声（耳机），主要采用蓝牙进行传输，耳机左右单元之间互相独立无物理连接，构成立体声道。区别于以往的传统蓝牙耳机在左右耳单元间仍采用线束连接，真正实现了完全的无线结构。图 1：耳机市场已步入真无线时代 资料来源：络达，申万宏源研究 苹果于 2016 年发布 Airpods，本质原因是取消手机 3.5mm 接口。苹果在 2016 年 9月的新机iphone7中首次取消了3.5mm接口。苹果标配有线耳机虽然随之转为了Lighting接口，但却使得市场上主流的 3.5mm 接口有线耳机在使用时受到一定限制，通过转接线的方式大幅降低了用户便捷度。在此背景下，苹果同步推出的 TWS 耳机 Airpods 逐渐开始培育消费者的使用习惯。安卓阵营走向 USB-C，3.5mm 接口同样面临取消。3.5mm 接口存在以下几大弊端：1）仅能传输 2V 以内的交流电平信号，而电流却在毫安级别，功率很小，因此在扩展方面有局限性，仅起到音频传输作用；2）接口本身体积限制，若取消则可以让手机变得更加轻薄；3）和 Lightning、Type-C 相比，无法解决外置设备的供电（双向供电）问题。因此在安卓阵营由传统 USB 向 USB-C 升级过程中，也逐渐浮现取消 3.5mm 的趋势。迫于有线耳机仍为主流形式，部分高端机型开始以有线耳机+转接线的标配来推动升级。以华为为例，其在 mate20 pro、mate30 pro、mate20 RS、p30 pro 以及 Nova5 pro 上都已经取消了 3.5mm 接口。在接口更迭背景下，拥有便捷体验的 TWS 耳机逐渐成为潮流。存量竞争下，智能手机创新持续，无孔化已成大势所趋。从产业链技术创新路径来看，屏下指纹、屏下摄像头、屏幕发声、虚拟按键、一体化机身、无线快充、e-SIM、防尘防水、7 7 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 7 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 等为代表的技术不断迭代，最终均指向终端无孔化趋势。TWS 耳机亦是实现无孔化的重要一环。1.2 Airpods 引领 TWS 潮流 苹果 Airpods 真正定义了 TWS 产品。苹果于 2016 年 9 月发布 Airpods，其创新型的设计真正定义了 TWS 耳机的形态。结构上，左右耳之间完全实现无线立体声，电池内置于耳机内部。耳机并不通过 USB 接口直接充电，而是通过兼具充电和收纳功能的便携盒进行充电。光学传感器结合运动加速计进行入耳检测，可实现便捷的使用体验。此后其他厂商发布的 TWS 耳机均效仿苹果的设计框架。用户高体验度与苹果生态是 Airpods 重要成功因素。根据机构调查显示，用户对于Airpods 在外观设计、充电效率、手机蓝牙匹配度、电池寿命、以及佩戴舒适度上具有极高的满意度。Airpods 基于苹果自身 iphone 的生态，能够实现苹果设备的快速配对，完美兼容 Siri，Find my iphone 等苹果专属应用服务，优异的用户体验与苹果自身生态效应是Airpods 成为爆款的关键。根据 Counterpoint 数据，57%的北美消费者在购买无线耳机时会考虑苹果。图 2：57%北美消费者会考虑苹果无线耳机 图 3：Airpods 多维度用户体验高 资料来源：Counterpoint，申万宏源研究 注：该项数据基于多选的客户调查 资料来源：Creative Strategies，申万宏源研究 Airpods 定位并非苹果配件，而是独立产品。Airpods 除了搭载苹果设备外，能够适配任意蓝牙标准的终端设备。Airpods 在同非苹果设备连接时，大部分功能仍然能够正常使用，包括按压耳机柄来实现暂停、切换曲目、开关降噪等功能。差异在于部分系统优化功能层面，例如无法显示电量、佩戴状态，无法实现入耳检测等，但可以通过安卓第三方软件辅助实现。迅速引领 TWS 市场，销量持续超预期。Airpods 自推出后持续引领 TWS 耳机市场，连续多个季度占据市场超 50%份额。根据 Counterpoint 数据，2018 年全球 TWS 耳机出货量约 4600 万部，苹果占据近 75%份额。随着整体 TWS 耳机市场的不断高增，Airpods的份额略有所下降，但仍处于绝对领先地位。19Q1、19Q2、19Q3 份额分别为 60%、53%、8 8 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 8 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 45%。2017 年销量为 1600 万部，2018、2019 年销量持续超出产业预期。机构 Statista对其 2020、2021 年的销量预计分别为 8000 万部，1.1 亿部，从目前的情况来看，该预测存在大幅上调的可能。图 4：19Q3 苹果占据 TWS 份额 45%资料来源：Counterpoint，申万宏源研究 图 5：Aipords 销量持续超预期（百万部）资料来源：Counterpoint，Statista，申万宏源研究 2.蓝牙与芯片方案的成熟是 TWS 爆发关键 1.1 蓝牙 5.0 是 TWS 爆发的必要条件 蓝牙 5.0 性能全面升级，2 倍速度、4 倍距离、8 倍数据量。最新一代蓝牙技术标准5.0 于 2016 年 6 月推出。蓝牙 5.0 主要针对低功耗设备，传输速率和覆盖范围亦全面提升。蓝牙 5.0 的传输速度上限为 24Mbps,是之前 4.2LE 版本的两倍，传输级别更是达到了无损级别。工作距离方面，蓝牙 5.0 的有效工作距离可达 300 米，是之前 4.2LE 版本的 4 倍。285080110163560020406080100120201720182019E2020E2021E预期销量实际销量 9 9 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 9 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 此外蓝牙 5.0 还加入了室内定位辅助功能，可以实现精度小于 1 米的室内定位。因应移动终端需求，蓝牙 5.0 功耗更低，且向上兼容老版本。图 6：蓝牙 5.0 性能全面升级 资料来源：SIG，申万宏源研究 高稳定性、低时延、大传输量、低功耗，契合 TWS 需求。蓝牙 5.0 的升级能够大幅提升设备连接的稳定性，使 TWS 在使用时不会出现经常断开连接的现象。传输速率的大幅提升使得耳机的时延进一步降低。数据量的提升使得耳机能够传输接收更高码率的音频数据，从而提高音质效果。低功耗意味着更长的电池续航。总结来说，原本蓝牙音频传输是通过数字信号和音频信号相互转化而产生，传输过程中会有损耗，导致音频失真的情况。蓝牙5.0 在这一点上获得明显提升，意味着传输高规格的多媒体音频时，能够获得更好的体验。蓝牙 5.0 的推出大幅缓解了 TWS 在传输连接物理层的痛点。自蓝牙 5.0 发布后，TWS 市场真正迎来爆发，各大厂商密集发布 TWS 产品。目前市场主流芯片方案商所发布的系列，大部分都是蓝牙 5.0 之后的版本，仅个别几款早期产品为蓝牙 4.2 版本，包括苹果搭载于 Airpods1 代上的 W1 芯片。这也意味着，TWS 的爆发是在蓝牙 5.0 被大规模商用之后。表 1：市场主流芯片方案密集发布于蓝牙 5.0 之后 品牌 代表型号 蓝牙版本 Apple 苹果 W1 4.2 H1 5.0 Airoha 络达 AB1511 4.1 AB155X 5.0 ANYKA 安凯 AK10E 5.0 AppoTech 卓荣 CW6626B 5.0 CW6693D 5.0 Actions 炬芯 ATS3003 5.0 BES 恒玄 BES2300 5.0 1010 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 10 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 Broadcom 博通 BCM43436 4.2 中科蓝讯 AB5376A 5.0 BT8812 5.0 联发科 MT2811 5.0 Pxiart 原相 PAU16 5.0 高通 QCC5100Series 5.0 CSR8670 5.0 CSR8675 5.0 瑞显 RTL8763BRC 5.0 RTL8773C 5.1 紫光展锐 春藤 5882 5.0 资料来源：我爱音频网，申万宏源研究 2.2 芯片与解决方案不断成熟，安卓系 TWS 将迎爆发 任何无线传输均会存在延迟现象。无线传输因为环境干扰因素或避免出现丢包导致需要重传，通常在传输时会预留一段时间的 buffer 缓冲，避免声音因为干扰造成使用者不适。所以在传输速率固定的条件下，延迟要短，则对应的数据取样率下降，音质也会下降。在蓝牙物理层没有大幅变动的情况下，不同编码需要在连线品质与音质之间做出平衡。图 7：无线传输由于需要 buffer 缓冲，因此存在延迟 资料来源：申万宏源研究 蓝牙技术与协议标准上的限制导致其无法支持一对二的音频传输。TWS 耳机由于左右耳之间完全分离且为立体声道，因此终端需要分别向左右耳传输各自独立音频信号。由于 1111 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 11 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 蓝牙在音频传输技术以及协议上的限制，目前只能支持一对一的音频传输，TWS 耳机需要采用特殊的芯片解决方案来实现。最初 TWS 主要方案为转发中继式，延迟与功耗较为严重。最初的 TWS 方案原理相对简单，手机只跟其中一个主设备耳机 L 连接，传输 L+R 的音频，然后再由 L 单独转发音频给 R。如果 R 和 L 的中继连接方式为有线，则就是原先传统的蓝牙耳机架构。由于在转发过程中，会造成左右耳的延迟程度不同（主耳延迟小于从耳），因此经过同步后延迟更为严重（相当于二倍的传输延迟）。且主耳单元的功耗更高会导致左右耳使用时长不同。此外该方案最大的缺陷在于，单耳模式下仅支持主耳单元使用。TWS 耳机的中继方式主要有 2 种，通过蓝牙或近场感应（NFMI）。图 8：中继转发方案延迟现象较为严重 资料来源：申万宏源研究 第一种中继方式为传统 2.4G 蓝牙。该方式技术相对更为成熟，成本低。缺点在于转发信号较易受周围 2.4G 信号干扰，且会被人体吸收，功耗更高。另一种改进方式为近场感应技术，主要由恩智浦开发。其原理为通过在设备之间建立一个耦合紧密、低功耗、非传播的磁场，类似一个弱耦合变压器。通常工作频率为 13.56MHz，此频段几乎不受外界信号干扰。由于是通过磁场进行通信，穿透性好，不会被人体吸收，因此可以达到低延迟、高稳定性传输。其缺点在于需要额外增加 13MHz 天线以及 NFMI芯片，会导致耳塞尺寸较大。国内厂商恒玄科技的 LBRT 也是基于类似的低频转发原理，整体延迟较传统 2.4G 蓝牙转发有大幅优化。图 9：中继转发方案延迟现象较为严重 1212 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 12 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 资料来源：NXP，申万宏源研究 苹果采用监听模式，具备独家专利优势。苹果的方案可实现双耳同步传输。其原理为在两个耳机之间增加一道协议，手机仍然向其中一只耳机传输音频信号，同时另一只耳机通过监听机制能同步解码手机蓝牙的加密信号，从而监听传输信号，但其和手机间不发生互相通信。最后两耳机之间进行信息同步即可。苹果为此技术协议申请了独家专利，其他厂商较难采用此种方案。这是安卓系 TWS 耳机体验不如 Airpods 的最重要原因。苹果此方案本质上仍是基于标准蓝牙传输，因此与系统和芯片平台无关，IOS 与安卓均能适用。从苹果专利文件可看出，耳机 1 同手机产生双向通信传输，耳机 2 仅监听传输信号，并与耳机 1 进行双向信息同步。图 10：苹果为 TWS 监听方案申请独家专利 资料来源：苹果，申万宏源研究 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。但随着代表厂商陆续取得技术突破，推出各自的双耳接收方案，安卓系与苹果的差距正逐步缩小。高通于 2018 年推出 TWS Plus 技术，能够实现手机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。根据 VIVO 数据，搭载 QCC5126 的 VIVO TWS Earphone 延迟最低至 180ms，1313 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 13 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 优于苹果和华为。但由于该技术修改了蓝牙底层协议，因此并非是通用标准，具有一定的封闭性。仅支持高通蓝牙芯片和手机平台，目前只支持基于骁龙 845 及以上移动平台的手机。图 11：高通 TWS+方案向每个耳机单独传输音频信号 资料来源：高通，申万宏源研究 联发科旗下的络达（Airoha）在 2019 年初推出 MCSync 连接方式，该方案与苹果有些类似，每只耳机均能搜取手机蓝牙信号，其最大的优点是能灵活适配各芯片平台，具有极强的开放性与通用性。2019 年 9 月发布的索尼 WF1000XM3 所采用的 MT2811 芯片即搭载 TWS MCSync 双发方案。图 12：络达 MCSync 方案与苹果类似 资料来源：络达，申万宏源研究 华为于 2019 年推出麒麟 A1，基于蓝牙 5.1 和蓝牙 BLE 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。每只耳机只接受单一声道的音频信号，从而带来更低的功耗表现。性能指标比苹果的 AirPods 高 30%但功耗降低 50%，封装尺寸是 AirPods H1 无线芯片的 95%。其时延被缩减到了 190ms，比 AirPods2 的220ms 少了 30ms。图 13：华为麒麟 A1 类似于高通 TWS+方案 1414 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 14 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 资料来源：华为，申万宏源研究 随着各大厂商的双耳传输方案陆续发布并持续迭代，安卓端 TWS 与苹果的差距将不断缩小。目前市场上主要的 TWS 芯片原厂有：高通、络达、瑞昱、恒玄、炬芯、紫光展锐、原相、杰理等。芯片是 TWS 的核心，直接决定了连接稳定性、功耗、延迟等耳机关键体验度。各大芯片原厂在技术上不断实现突破，陆续克服苹果专利限制推出自主解决方案，同苹果的差距不断缩小，部分方案在延迟、功耗等关键指标上甚至已经超越苹果。因此我们认为不仅是 Airpods，整个 TWS 耳机市场都将迎来真正爆发。图 14：安卓系部分产品在延迟参数上已超越苹果（毫秒）资料来源：中关村在线，申万宏源研究 2.3 高清音频编码普及，带来 TWS 音质提升 TWS 耳机的音质很大程度决定于所传输的音频编码。普通蓝牙音频传输音质较差。蓝牙传输音频主要依赖于 A2DP（蓝牙音频传输协议），该协议在蓝牙标准的早期确立，当时未能预见技术的快速发展，对传输的数据量进行了限制。A2DP 协议限制音频数据的速率必须足够小于蓝牙的传输速率，这使得音频数据最高只能达到 328kbps。所以即使全新的蓝牙标准带来了更大的带宽，但由于 A2DP 协议并没有更新，所以新的蓝牙标准并未带来蓝牙音质上的提升。因此要提升音质，需要从压缩与编码的优化上入手。基于此产生了一系列高清音频编码规范。目前市场主流被认可的高标准无线传输协议有三种：索尼 LDAC、华为 HWA 和高通 APT-X HD。5644762902201901801401200100200300400500600三星 Galaxy BudsSony 索尼WF1000XM3苹果 Airpods1苹果 Airpods2华为FreeBuds3VIVO TWS EarphoneAirpods ProOPPO Enco Free 1515 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 15 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 APT-X HD 是高通收购的 CSR 于 2016 年推出的编码标准。其能够支持高达24-bit/48kHz 的音频，传输比特率达 576kbps。高通在 2018 年 CES 展上宣布，APT-X HD已应用于超过 60 款产品。该编码标准并非开源，且仅支持高通芯片平台。LDAC 是索尼研发的高解析音频技术。它可以蓝牙传输串流 24bit/96khz 音乐，速度最高达到 990 kbit/s，是普通蓝牙传输协议的三倍。从安卓 8.0 开始，索尼将 LDAC 免费授权给谷歌，意味着基本上安卓设备端都可以免费使用该协议。我们认为这将大幅推动LDAC 在安卓端的普及率。图 15：索尼 LDAC 编码大幅提升传输速率 资料来源：万魔，申万宏源研究 HWA是华为于2018年推出的基于LHDC的编码协定。LHDC 提供三种编码流量模式，分别是 400kbps、500kbps/560kbps 与 900kbps，并可设定音讯延迟层级。由于 LDAC和 APT-X HD 已很长时间未更新，HWA 的各项参数也基本略高于 LDAC 和 APT-X HD。华为将该协议免费开放给 HWA 标准联盟成员，覆盖智能手机厂商、耳机厂商、音响厂商、音频芯片厂商等。图 16：华为 LDHC 编码传输速率大幅提升 资料来源：华为，申万宏源研究 我们认为，高清无损编码的不断普及将大幅改善 TWS 与有线耳机在音质上的差距，从而进一步催化市场爆发。1616 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 16 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 2.4 多功能整合与智能化是未来趋势 2.4.1 主动降噪 降噪功能为耳机重要功能，一是可以减少噪音，避免过度放大音量，从而减少对耳朵的损害。二是过滤噪音从而提高音质和通话质量。主动降噪属于硬件降噪，基本原理是降噪系统产生与外界噪音相等的反向声波，将噪音中和。系统架构上主要有三种类型：前馈、反馈和混合。前馈 ANC 使用参考麦克风来监视外部噪声，然后将其转化为反向“抗噪声”与音频播放混合在一起以消除噪声。此过程中的难度在于反转必须考虑实际噪声传播的路径，同时计算抗噪信号的时间要比噪声从麦克风传播到耳膜所需的时间要快。反馈需要在头戴式耳机的内部配备一个麦克风，以监视进入用户耳朵的声音。通过将用户耳朵中的声音与音频源进行比较，反馈算法可以识别出噪声并产生抗噪声以帮助消除噪声。混合方式则是综合了两种架构。Ref mic（reference microphone）在耳机耳罩上，采集环境噪音。Error mic（Error Microphone）在耳机内，采集降噪处理后的残差噪声，微调噪声消除。Speaker 播放芯片处理后的音频。噪音消除功能可实现每秒 200 次的外部环境和耳道的噪音检测，并同时通过运算实现持续的反噪频率调节，降噪能力达到30dB-40dB。图 17：主动降噪系统架构 资料来源：Electronic Design，申万宏源研究 混合架构的主动降噪体验更为优异，结构设计上也更为复杂，成本大幅提升。目前支持混合 ANC 的 TWS 并不多，市场主流产品中有索尼的 WF-1000XM3、小鸟 TRACK Air、苹果的 Airpods Pro。我们认为苹果对于 TWS 产品具有引领和标杆效应，未来 ANC 有望成为 TWS 标配功能。1717 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 17 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 2.4.2 骨声纹识别 骨声纹可实现精准生物识别。声纹是用电声学仪器显示的携带言语信息的声波频谱。骨声纹识别确切的来说是叫头骨声纹识别，就像 DNA，指纹，掌纹一样，每个人的头骨都是独一无二的。用户在佩戴该耳机后，一侧的设备将播放特定波段的音频，该波段音频是人耳无法察觉的，时间极短且对人无害。之后，另一侧的耳机将暂时充当声波接收设备，将通过头骨的声音识、别并纪录下来。由于头骨结构的唯一性，经过反射的声音也是唯一的。之后系统将解析声纹，检测并与数据库匹配来实现安全识别功能。该方案的优点在于：1）安全性更高，因为头骨结构是唯一的。2）识别率更高，不同于指纹磨损和外貌改变，不受伤的情况下，头骨的结构是不会变的。3）快捷，这种认证方式不需要用户记下任何东西或是作出某个肢体动作。该方案缺点在于要考虑到外界声音的影响，尤其是外界有相同波段音频干扰时，会对识别产生干扰，对于算法和芯片要求很高。华为 FreeBuds 2 Pro 创造性地在耳机中植入了骨声纹传感器。当机主说出语音命令的时候，骨声纹传感器包括放大器和处理器就对骨声纹信息进行收集并进行双重验证。同时启动耳机 mic 识别语音命令，无需对手机进行解锁，一句话就能实现机主身份信息验证。图 18：华为 FreeBuds2 Pro 植入了骨声纹传感器 资料来源：华为官网，申万宏源研究 2.4.3 智能交互 IOT 时代，TWS 耳机将成为智能语音交互的关键入口。穿戴设备成为智能语音入口是当下的趋势，瓶颈在于功耗和准确率问题尚未完全克服，因此才会用音箱做智能语音入口。佩戴 TWS 耳机时，麦克风与使用者距离非常近，因此语音唤醒和语音识别准确率将大幅提升。但对于 TWS 耳机语音芯片的要求也更高，需要在低功耗环境下兼顾算力，从而实现语音识别与交互。配合语音加速感应器可简化二次唤醒步骤，带来便利的语音唤醒体验。过往耳机上的语音交互并没有办法实现真正的 Hand-Free，在使用时往往需要通过物理触控来激活语音 1818 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 18 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 助手。随着低功耗芯片、低功耗算法的日渐成熟，今年发布的 AirPods 2、小米 Air 2、vivo TWS 1 等耳机都陆续加入了语音直接唤醒功能。在一般的操作中，唤醒词的二次验证会被放置在手机端。当耳机听到唤醒词后会将音频信号回传到手机进行二次唤醒声纹验证，验证成功之后再触发手机上的语音助手，根据命令执行相应操作或调用相应的服务。但这种手机端的二次验证链路长、反应慢，通过在耳机上加入语音加速感应器，耳机便可以通过震动的信号来确认机主的身份，确保耳机只听佩戴者的命令。多功能交互体验是未来升级趋势。未来，TWS 有望通过和系统的深度匹配实现多维度的交互体验。以最新发布的 vivo TWS Earphone 为例，用户的手机就能够和 vivo TWS Earphone 进行快速匹配，从而进入耳机操控手机功能的空间里。届时，用户可以使用语音声控实现微信消息朗读、实时翻译等功能。未来甚至能够实现由手机支付到骨声纹语音支付的变革。未来，TWS 有望进一步拓展在语音交互上的应用场景。2.5 安卓 TWS 市场不容忽视，空间广阔且拐点来临 虽然目前 Airpods 占据了 TWS 市场的半壁江山，且持续保持高速成长，但我们认为安卓端的市场空间亦十分广阔。从长期角度来看，TWS 有望成为智能手机的主流标配耳机类型，理论上未来每部手机都将搭配一副 TWS 耳机。全球每年约 14 亿部智能机出货量，苹果约 2 亿部，安卓中高端机型约 2 亿部，中端 3.5 亿部，中低端 4 亿部。我们以 TWS在不同级别机型中的渗透率作为核心假设，初步测算长期安卓市场空间大于苹果 Airpods市场。我们认为，在安卓中高端旗舰机领域，其配套 TWS 将在战略上对标苹果 Airpods，因此假设渗透率可达 80%，平均 ASP 为 700 元人民币。在中低端领域则给予 50%的渗透率假设。对于售价在 100 美元以下的安卓机型，考虑到此部分消费者对于 TWS 耳机的需求有限，并未给予预期。基于上述假设，我们预计中长期安卓端 TWS 耳机市场规模可达 2120亿人民币。同时参考当年智能机实现规模普及的时间周期，预计此部分市场将在 5 年左右时间充分兑现。表 2：初步测算安卓 TWS 市场长期空间大于苹果 出货量（亿部）TWS 渗透率 ASP（元）市场规模（亿元）iphone 2 80%1200 1920 安卓中高端（$400 以上）2 80%700 1120 安卓中端（$200-$400）3.5 50%400 700 安卓中低端（$100-$200）4 50%150 300 安卓系合计 2120 资料来源：IDC，申万宏源研究 短期来看，安卓 TWS 耳机拐点已经来临。随着各大芯片厂商不断推出新的解决方案，安卓系 TWS 在连接稳定性、功耗、延迟与整体体验度上得到了大幅提升，与苹果的差距也不断缩小。另一方面，产业链的成熟度也在不断提升，各中低价格档位的 TWS 产品纷纷上 1919 行业深度 请务必仔细阅读正文之后的各项信息披露与声明 第 19 页 共 31 页 简单金融 成就梦想 市。苹果 Airpod 定位高端市场，与 iphone 定位相匹配。Airpod 1 代与 2 代的售价为 1200元，新一代降噪板 Airpod Pro 的售价近 2000 元。类似于手机市场格局，安卓系 TWS 横跨全价格领域，中端市场 400 元左右的产品大批推出，低端市场价格最低已下探至百元级别。整体均价的不断下移有望加速 TWS 普及进程，安卓市场拐点来临。表 3：安卓中低端产品纷纷上市 品牌 型号 发布时间 价格（元）Apple 苹果 AirPods 1 2016 年 9 月 1276 AirPods 2 2019 年 3 月 1279 AirPods