藍牙5.0之後,LE Audio將撬動無線音頻的數十億市場

藍牙技術可以滿足音頻傳輸、數據傳輸、位置服務、設備網絡等多種應用需求,在智能手機、平板電腦、智能門鎖,甚至汽車等各種設備中都配備了藍牙通信標準。《2019 藍牙市場最新資訊》數據顯示,2019 年,27 億藍牙設備在出廠時同時配備 BR/EDR 和低功耗藍牙;如今在售的所有耳機中,50%採用了藍牙。ABI Research 預測,至 2023 年,藍牙設備總出貨量將達到 54 億件,其中 90%揚聲器將採用藍牙,新售出的電視中將有半數以上採用藍牙,全球新出廠的轎車、卡車和 SUV 中,93%都會將藍牙做為標配。

蓝牙5.0之后,LE Audio将撬动无线音频的数十亿市场

數據來源:《2019 藍牙市場最新資訊》

回顧藍牙技術的發展歷程,從 1994 年至今,在長達二十多年的時間裡,藍牙技術在不斷的進行升級更新,在無線傳輸速率、傳輸距離、功耗等重要技術指標上不斷突破,如今是無線通信領域中最重要的技術標準之一。

從藍牙1.0到藍牙5.0五級跳

蓝牙5.0之后,LE Audio将撬动无线音频的数十亿市场

藍牙1.0~藍牙5.0技術對比

藍牙發展的三個重要技術節點

從藍牙 1.0 到 5.0 的技術變遷中,有三個技術節點非常關鍵。

低功耗藍牙(BLE

藍牙 1.0 到藍牙 3.0 存在的共同問題是功耗太高,傳輸距離太短,直到藍牙 4.0 提出了低功耗藍牙,這一問題才得到解決。藍牙技術聯盟關於功耗的描述是:藍牙 4.0 擁有極低的運行和待機功耗,使用一粒紐扣電池甚至可連續工作數年之久。

從傳統藍牙和低功耗藍牙的對比數據來看,假設某一傳統藍牙設備的待機功耗為 1W,低功耗藍牙功耗是其 1%~50%。傳統藍牙傳輸距離是 10 米,低功耗藍牙傳輸距離最遠 100 米。

藍牙Mesh

藍牙 Mesh 網絡是用於建立多對多設備通信的低能耗藍牙新的網絡拓撲。它允許用戶創建基於多個設備的大型網絡,網絡可以包含數十臺,數百甚至數千臺藍牙 Mesh 設備,這些設備之間可以相互進行信息的傳遞,適用於樓宇自動化、無線傳感器網絡、資產跟蹤等應用,Mesh 網狀網絡被看作實現物聯網的關鍵鑰匙。

蓝牙5.0之后,LE Audio将撬动无线音频的数十亿市场

另外,藍牙 Mesh 採用 flooding(廣播)的方式進行信息的轉發,將信息從網絡當中的某一個節點轉發至目的節點。同時,藍牙 Mesh 也繼承了低功耗的優點,藍牙 Mesh 網絡中的低功耗節點可以通過減少射頻收發機(RF transceiver)開啟的佔空比來達到低功耗的目的。

藍牙5.0

2016 年,藍牙技術聯盟推出了藍牙 5.0,在傳輸速度和傳輸距離上有了更大的提升。對比而言,藍牙 5.0 的傳輸速率是藍牙 4.2 的兩倍,速度上限為 2Mbps,有效傳輸距離是藍牙 4.2 的四倍,理論上可達 300 米,數據包容量是藍牙 4.2 的八倍;支持室內定位導航功能,結合 WiFi 可以實現精度小於 1 米的室內定位。

LE Audio:音頻市場的下一個熱點

藍牙技術使消費者能夠擺脫連接線的束縛,盡享音樂的樂趣。無論是在旅途中使用耳機,在家中使用高保真度音箱,還是在海灘上使用便攜式音箱,藍牙都徹底改變了我們體驗音樂的方式。儘管藍牙在向新的市場和應用擴展,但是藍牙無線音頻傳輸解決方案仍在不斷增長,預計未來五年出貨量的年複合增長將達到 7%,到 2023 年出貨的藍牙設備中,39%將支持音頻傳輸,藍牙音頻設備出貨量達到 12.7 億件。

藍牙在音頻領域保持著持續創新,在近期推出了下一代藍牙音頻——低功耗音頻(LE Audio)。藍牙技術聯盟市場副總裁孔德榮介紹,“LE Audio 可在低功耗藍牙無線電上運行,它由低功耗等時信道提供支持,這是藍牙核心規格 5.2 版本中引入的一項新功能,在低功耗無線電上增加了同步數據傳輸。對低功耗音頻的支持不僅可降低功耗,還有助於基於單一模式的藍牙低功耗無線電,開發出同時能夠進行無線數據傳輸和音頻傳輸的設備。

LE Audio 不僅將提升藍牙音頻的性能,新增對助聽器的支持,還推出音頻分享功能,帶來全新的音頻體驗。”

LE Audio 與標準音頻對比:

蓝牙5.0之后,LE Audio将撬动无线音频的数十亿市场

通過對比發現,LE Audio 採用低複雜性通信編解碼 LC3,LC3 具有在低數據速率條件下也能提供高音質的特性,將為開發者提供巨大的靈活性,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;支持新功能多重串流音頻,可實現單一音頻源設備與單個或多個音頻接收設備間,同步進行多重且獨立的音頻串流傳輸。針對真無線耳機等產品,開發者將能夠使用多重串流音頻功能來提高性能。例如,當耳機同時連接到智能手機和筆記本電腦時,多重串流音頻可提供更好的立體聲體驗,使語音助手服務的使用更加無縫,並使多臺音源設備之間的切換更加順暢。

另一個重要的功能是 LE Audio 將添加廣播音頻功能,使單一音頻源設備能夠向不限數量的音頻接收器設備廣播一個或多個音頻串流。廣播音頻可以是開放式的,允許任何範圍內的接收器設備參與;也可以是封閉式的,僅允許具有正確密鑰的接收器設備參與。比如,在機場等公共場所,即使在公共電視靜音的情況下,用戶也可以接收電視機的音頻信息。

關於 LE Audio 帶來的技術和成本問題,孔德榮強調,“在過去 20 年,我們在標準音頻領域積累了豐富的經驗,LE Audio 具有靈活的框架,在設計中,開發者可以利用搭建樂高的理念進行產品研發,進行多重應用轉換。在技術規格方面,LE Audio 的成本與 Classic Audio 相比並不會提升,當然具體產品定價策略由相關廠商而定,比如它可以在 LE Audio 的基礎上新增其他功能。”

世界衛生組織數據顯示,全球 15%的成人存在不同程度的聽力受損。至 2050 年,這一百分比將翻倍。LE Audio 以低功耗、高音質和多重串流功能為基礎提供更強大的助聽器支持。孔德榮表示,“以前只有正常人才能體驗藍牙音頻,以後聽力受損人士也能體驗到藍牙音頻的所有益處。”

面對巨大的市場潛力,國內藍牙芯片廠商爭相進入

市場在哪裡,供應商的腳步就會到哪裡。藍牙技術,尤其是低功耗藍牙的應用市場潛力巨大,必然有眾多芯片廠商爭相進入這一市場。筆者盤點了一下,國內外廠商眾多,其中不乏高通、博通、德州儀器、Nordic、賽普拉斯、Dialog、Microchip、英飛凌、意法半導體、聯發科等國際大廠,同時還有不少國內廠商的身影,相對車載 MCU 市場,國內藍牙芯片廠商的表現非常積極。

炬芯(珠海)科技有限公司

炬力集成是一家致力於集成電路設計與製造的大型半導體技術集團,旗下擁有三家子公司——炬芯(珠海)科技有限公司、炬才微電子(深圳)有限公司、北京炬力北方微電子有限公司。炬芯(珠海)科技有限公司成立於 2014 年 6 月,是中國領先的低功耗消費類系統級芯片設計廠商,為無線音頻及智能耳穿戴、智能多媒體、智慧計算及物聯網等產品領域提供專業芯片及完整解決方案。公司具備自主研發的超高清多媒體音視頻編解碼技術、高效電源管理技術、包括射頻技術在內的無線通信技術、音頻前處理和後處理技術,以及高性能低功耗多核 CPU 和 GPU 整合等核心技術群,為客戶提供專業芯片及完整解決方案以及方便其二次開發的開源平臺。

針對藍牙芯片市場,提供 SOC 多合一藍牙芯片,內部集成 MCU、DSP 等模塊,外掛 flash、FM。支持 U 盤、SD 卡、AUX 等功能,在中低端市場,音質比較好,客戶口碑不錯,但價格偏貴,定位於中低端藍牙音箱市場。

珠海市傑理科技股份有限公司

珠海市傑理科技股份有限公司成立於 2010 年,主要從事射頻智能終端、多媒體智能終端等系統級芯片(SoC)的研究、開發和銷售。公司產品主要應用於 AI 智能音箱、藍牙音箱、藍牙耳機、智能語音玩具、超高清記錄儀、智能視頻監控、血壓計等物聯網智能終端產品,下游應用產品市場十分廣泛和巨大。為國內外客戶提供通用高性能、低功耗的藍牙、視頻和集成電路處理器的無線通訊鏈接系統(SoC)芯片,併為智慧城市、智慧家庭和物聯網等多種應用場景提供完整的無線通訊解決方案。

其產品為 SOC 多合一藍牙芯片,內部集成 MCU、flash、FM、DSP 等模塊,支持 U 盤、SD 卡、AUX、混響等功能,功能齊全。對外開放 SDK 包,外圍擴展接口豐富,用戶可自行定義產品功能,調試方便。在中低端市場,音質、底噪、穩定性、功耗等方面,每顆芯片都支持一拖二、TWS 功能。

博通集成電路(上海)股份有限公司

博通集成電路(上海)股份有限公司成立於 2004 年,是國內著名的無線連接芯片公司,擁有完整的無線通訊產品平臺,支持豐富的無線協議和通訊標準。博通已成為國內消費電子和工業應用無線 IC 的市場領導者,在國標 ETC 射頻收發器、無線鍵盤鼠標芯片、FRS 對講機芯片、無人機無線遙控芯片、藍牙音響芯片等均是主要供應商。

博通研發團隊擁有國際領先的 RF-COMS 集成電路設計能力,結合先進的數字信號處理(DSP)技術,開發設計單片集成的射頻收發器及相關 SOC 產品,通訊載波頻率涵蓋 900-MHz 和 2.4-GHz 的 ISM 頻段及 5.8-GHz 的 UNII 頻段。產品廣泛應用於無繩電話、移動電話、對講系統、無線鍵鼠、遊戲手柄、安保監控、射頻標籤、物聯網絡和高速公路不停車收費等領域。

上海富芮坤微電子有限公司

上海富芮坤微電子有限公司,成立於 2014 年,是一家致力於射頻集成電路芯片的設計、研發及產品銷售的集成電路設計企業。 公司一直專注於數模混合的無線 SoC 芯片設計與產業化實施,在數模混合無線芯片領域處於國內領先地位,並擁有眾多自主知識產權。芯片主要面向於消費類電子產品,具有廣闊的市場前景。公司主要產品線為:藍牙連接、藍牙音頻、低功耗藍牙、WiFi。公司重視並積極發展與具有國際水平的晶圓製造廠和封裝測試廠深層次的合作關係,確保富芮坤的所有產品的性能和質量達到國際市場一流廠商的水平。

上海巨微集成電路有限公司

上海巨微集成電路有限公司由中國一流 IC 設計專家聯合創立,擁有多位具有多年成功行業經驗的海歸博士,清華博士為骨幹的研發團隊。公司順應無線互聯網的潮流,投入即將到來的物聯網產業的發展,專注芯片和與之相關的系統設計,提供最高性價比的通用無線芯片和無線傳感器芯片和方案,併成為無線傳感節點的主要供貨商,其核心技術能力覆蓋射頻,模擬,SOC 和系統軟件的設計。已經推出的產品包括 Beacon 接收 / 發射專用芯片、低功耗藍牙數傳芯片、通用 BLE 射頻收發前端芯片。

銳迪科微電子(已被紫光集團收購)

銳迪科微電子成立於 2004 年,致力於射頻及混合信號芯片和系統芯片的設計、開發、製造、銷售並提供相關技術諮詢和技術服務。產品主要包括 GSM 基帶 / 多制式射頻收發器芯片 / 多制式射頻功放芯片 /Bluetooth 、無線、調頻收音組合芯片 / 機頂盒調諧器 / 數字及模擬電視芯片 / 對講機收發器 / 衛星電視高頻頭等。產品主要應用於手機通訊、無線連接和廣播通信領域。清華控股有限公司是紫光集團的絕對控股股東,清華控股有限公司是清華大學出資設立的國有獨資有限責任公司。

易兆微電子

公司成立於 2014 年,是一家無晶圓廠半導體公司。設計、研發和銷售用於藍牙及 WiFi 應用的無線片上系統和射頻芯片。自成立以來,公司立足國內,致力於設計滿足無線設備廠商需求的產品。特別是高集成度、低功耗、設計靈活和複合市場需求的產品。易兆微電子所提供的射頻芯片和解決方案覆蓋了大部分無線應用市場。如,POS 機產品、可穿戴設備、物聯網設備、無線鍵鼠、無線遊戲控制器和無線健康運動裝備等。

除了以上公司之外,國內藍牙芯片廠商還有多家。近期成立於 2015 年 6 月的聯睿在由新加坡淡馬錫旗下祥峰投資領投的 A+輪融資中獲得了數千萬元的投資,老股東北極光創投跟投。該公司致力於研發超低功耗、低成本藍牙核心芯片技術及在可穿戴和物聯網等領域的應用,投資人之所以在此時出手,除了看好創業團隊的技術實力,更看好的是低功耗藍牙市場未來的發展潛力,未來五年的近百億出貨設備。

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