这是一个被忽视的赛道，可实现厘米级定位，手机+汽车将成为最大潜力市场
发布时间：2022-10-24 11:00:15 所属栏目：移动 来源：
导读： 在无线连接技术中，蓝牙和Wi-Fi已被大家熟知。而近年来，UWB连接则逐渐兴起。苹果推出的iPhone11 全系搭载了支持 UWB 技术的 U1 芯片；北京召开的冬奥会，也采用了UWB技术进行厘米级定位。
什么是UWB芯片
什么是UWB芯片
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在无线连接技术中，蓝牙和Wi-Fi已被大家熟知。而近年来，UWB连接则逐渐兴起。苹果推出的iPhone11 全系搭载了支持 UWB 技术的 U1 芯片；北京召开的冬奥会，也采用了UWB技术进行厘米级定位。 什么是UWB芯片？ UWB，就是 Ultra Wideband，超宽带技术。它源于 20 世纪 60 年代兴起的脉冲通信技术。在 2002 年以前，UWB 被广泛用于军事方面的用途。美国国防部首次使用了UWB这一术语，意指产生、传输、接收一段持续时间非常短（纳秒或以下）的爆发式射频能量脉冲。 在2002 年时，FCC（美国联邦通信委员会）为 UWB 分配了 3.1~10.6 GHz 共 7.5 GHz 频带，还对其辐射功率做出了比 FCC Part15.209 更为严格的限制，将其限定 - 41.3dBm 频带内，才将 UWB 技术解禁，准许进入民用领域。 UWB 不同于传统的通信技术，它通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来实现无线传输。由于UWB脉冲时间宽度极短，因此可以实现频谱上的超宽带：使用的带宽在 500MHz 以上。 与蓝牙相比，UWB技术延迟更短、传输数据更大，它不仅使用 3.1 和 10.6 GHz 之间的更高频率，因为UWB使用更宽的 500 MHz 信道，可以在短时间内发送大数据包，而蓝牙通常限制在 20 MHz。UWB 的延迟通常只有一毫秒，而蓝牙 LE（低功耗）的延迟明显更长。UWB 还提供更长的范围，理论上可以达到 250 米。 简而言之，这项技术通过超大带宽和低发射功率，实现低功耗水平上的快速数据传输。由于 UWB 脉冲的时间宽度极短，因此也可以采用高精度定时来进行距离测算。 并不是那么新的UWB技术在蒙尘几十年后，随着物联网的逐渐兴起，UWB技术也开始展露它的光辉。 UWB市场应用已明朗 基于高精度定位的服务将是推动UWB技术发展的主要动力。据全迹科技创始人/CEO都延星表示，UWB早期主要是在B端做高精度定位，在工业上的应用相对多一些，例如煤矿、隧道、养老院等领域确保工人安全生产，这几年逐渐在消费端兴起。UWB在工业领域中的应用，主要是依托UWB基站，再加上定位标签的支持，如做成胸卡、手环戴在工人身上。但是要打开消费端UWB的市场应用，必须要手机厂商起引领作用，将UWB集成到手机中。 苹果从iphone 11开始就将UWB引入其中，Airtag更是为UWB再添一把火。这种就是两个设备中都装了UWB，无需基站这种设施，此种称为D2D（Device to Device）互联。三星的高端手机机型也支持UWB，其中Galaxy Note20 Ultra是首款支持UWB的安卓手机。国内手机方面，小米的MIX4也已引入UWB技术，其创新的“一指连”可以轻松遥控多个设备，但前提也是手机与智能设备均需要装备有UWB芯片模组。此外，华为、OPPO、VIVO也都积极布局。 在电动汽车领域，UWB数字钥匙正在成为一个杀手级应用。UWB的安全性使其更符合车载对安全的要求。蔚来在2021年发布的ET7上配备了UWB数字钥匙，宝马、奥迪、福特、大众、本田等车企也陆续宣告将与手机厂商合作推出基于UWB 技术的新一代数字化车钥匙。汽车零部件供应商海拉（HELLA）正式推出采用UWB的智能车钥匙，并将于两年内实现量产。 据优智联总经理秦波介绍，UWB在汽车上的另一个应用是雷达，可以用于活体检测，给用户带来更多的应用场景和更好的体验。相比手机，汽车上的应用场景落地较快，国内的汽车UWB数字钥匙需求已经明确。汽车的总量虽然不如手机，但是单台汽车所采用UWB数量却比手机多，一辆汽车大约需要用5个UWB芯片模组。 还有就是室内定位和导航上的应用，5G时代的来临，当下大部分的5G垂直行业场景都发生在室内，因此UWB+5G室内定位服务的需求也日益强烈。 除了精准定位之外，UWB还具有低延迟交互的优点，这将使其在游戏控制器和AR/VR等交互中能有很好的应用。在这方面，SPARK Microsystems开始利用其UWB技术提供超低延迟音频和视频链接，可以实现在10μW以下传输1kbps的数据，从而使无需电池供电的传感器成为可能。 客户更关注准确度和灵敏度 Airtag不仅让市场真正关注到UWB技术，也加快了UWB的产业化进程。苹果Airtag的硬件核心是其在2019年秋季发布会上推出的UWB芯片U1，恩智浦半导体、Qorvo等芯片大厂也通过自研或市场并购的方式陆续推出UWB芯片，推动软硬件生态布局。国内企业中，环旭电子具备UWB模组产品供应能力，纽瑞芯的UWB系列系统芯片已完成试量产，瀚巍微电子等企业也陆续发布了UWB芯片产品。 中兴5g和华为5g_sitebbs.5g-yun.com bbs.5g-yun_5g 定位 据JessicaZhou介绍，UWB芯片是一款短距离通信收发芯片，Qorvo也有把收发芯片集成为带有MCU的SoC。在金融支付等对安全等级要求较高的场景，可以搭配安全 SE（安全模块）去做格外的保证。 在性能维度，下游客户会关注UWB芯片的定位准确度、反应灵敏度、定位期间芯片抗干扰的能力，以及功耗、产品的电池供电等，同时也会对便捷度、安全性及易用性进行通盘考量。 “除了定位性能的优劣，UWB芯片作为下游厂商智能设备的一个部件，能全面考虑厂商使用的便捷度、安全性、易用性也是非常重要的一个环节，比如通用协议的兼容度、芯片的再开发难度，与设备其他部件、系统软件的契合度等等；甚至与芯片的尺寸，封装工艺的形式都有关联，一旦芯片设计中未充分考虑到便捷度、安全性及易用性这些因素，厂商的开发难度和成本就势必会增加，芯片的市场竞争力自然会下降。”陈振骐表示。 而软硬件的生态支持，也是UWB产业化的关键。 “在产品设计中，客户需要软硬件等各方面的支持，因此会看重全套参考设计的成熟度，以缩短产品的设计周期。” Jessica Zhou表示。 作为一项正在提升市场认知度的技术，UWB的产业化发展和规模化应用，还需要产业链的完善和产业生态的强化。在生态构建方面，UWB相关组织和企业已经开展部署。2019年，HID Global、恩智浦、三星等企业机构组建了FiRa联盟，以支持UWB的行业生态构建。该联盟支持企业在广泛的业务领域开发用例，定义规范并认证产品以确保互操作性，并培育更强大的 UWB 生态系统以实现快速技术部署。苹果、小米等手机厂商也在构建自己的UWB生态。 Jessica Zhou表示，生态联盟的建立能够更好地定义互联互通上的部分标准以及相应的应用案例，为厂商提供标准和流程参考。而基于智能手机的UWB生态构建和推广，是UWB规模化的基础。智能手机的普及加上外围配套企业的协同，以及具备实用价值的应用案例推广，才能更有效地推动UWB的规模化应用。 成本过高限制UWB芯片发展 早期，UWB定位方案的核心元器件采用的是分离电路板方式，并没有实现标准化的芯片产品，虽然分离电路板可以实现不错的定位性能，但是其产品的功耗、尺寸以及成本居高不下，尤其是分离电路的玩法，客户只能购买整体的方案，其他的技术企业难以参与。 而UWB定位芯片出现之后，使得UWB最具技术壁垒与核心的环节得以标准化，因此，直接刺激了大量的企业涌入到UWB定位领域中进行技术的二次开发，以及市场应用的拓展。 目前，HID Global，恩智浦，三星，博世，索尼，LitePoint和TTA等组建了FiRa联盟，该联盟组织目的在于制定UWB室内定位行业的互操作性，同时将打破不同标准和制式的藩篱，形成全球统一标准。目前国内加入此联盟的厂商包括小米公司、信维通信、浩云科技、沃旭科技、精位科技、清研讯科、联睿电子等。 对于目前UWB产业发展存在的问题，业内人士表示：“一个是芯片方案过于单一。芯片供应商在一个产业中属于需要高度标准化的一个环节，芯片方案过多，会造成方案的差异化严重，产品良莠不齐，并且会加剧行业竞争。并且，研发一款芯片产品的成本昂贵，出货量如果达不到千万级别5g 定位，很难盈利，所以芯片这个环节注定玩家不会过多。” 但是单一的芯片商护士的市场没有竞争方案出现，行业也会陷入另个发展困境。 “UWB 方案价格偏高，也是一大问题。”业内人士表示。 由于UWB技术能够精确至厘米级，在早期定位其定位就属于高端市场，类似军工、奥运会的等级，因此其价格非常昂贵。高居不下的成本让很多企业望而却步，更别说运用在消费领域了。因此，价格也是困扰UWB发展的另一大问题。 国内玩家增多 有业内人士分析：“目前定位技术种类繁多，基于细分场景应用的需求，UWB凭借穿透力强、功耗低、安全性高，特别是高精度等特性，以及上下游产业链的完善，UWB定位在智能家居领域的爆发将逐步到来。” 在FCC公布UWB相关规定后，中国在标准制定及频谱规划方面也做了调研准备工作。2008年，工信部正式颁布超宽带技术相关的频率规定。中国的UWB标准采用了OFDM双载波技术，包含两个载波的OFDM超宽带信号进行数据传输，中国的UWB标准使用的频段主要集中在6-9GHz。 已经可以确定，UWB是终极一代的位置服务技术平台，将弥补GPS、北斗的缺陷，成为向整个社会提供室内、室外高精度三维位置信息的基础设施。 国内厂商诸如浩云科技、环旭电子、长电科技、欧菲光等也在UWB技术或产品层面早有布局，且环旭电子和长电科技皆是苹果的UWB相关产品供应商。纽瑞芯科技、瀚巍微电子先后在去年年底和今年1月完成新一轮融资，小米等下游厂商也在对UWB芯片研发企业进行投资并构建UWB生态。 驰芯半导体推出国内首款商用的UWB芯片CX300，这款芯片是国内首款具备商用能力的UWB芯片，填补了国产UWB芯片的空白。 纽瑞芯的UWB定位通信系统芯片采用全集成SoC，实现通信定位系统功能；时分通道实现通信和定位功能；动态信道频率3~9GHzu超低功耗设计，是一种微型化全集成芯片方案。纽瑞芯优化算法片上集成硬件加速器实现厘米级精度定位，创新抗多径算法和海量用户快速定位算法，支持多频段动态切换。纽瑞芯目前可提供的产品包括：天线调谐芯片、UWB定位通信系统芯片、物联网芯片和5G小基站收发机芯片。 精位科技JR3401是一款UWB室内定位射频前端芯片，完成3G-6GHz宽带脉冲调制信号的放大、滤波、检波、脉冲基带信号放大驱动、基带脉冲比较器、高速基带脉冲ADC、数字脉冲信号输出和LDC等功能。芯片集成SPI接口，通过该接口实现芯片的工作模式配置及性能指标优化。采用180nm RF CMOS 工艺实现高度集成的UWB接收芯片。 清研讯科TSG5162，符合802.15.4Z/Bluetooth5.1标准的双频室内定位芯片，具有TWR/TDOA/PDOA/AOA多种测距测角能力，适用于手机生态链为代表的个人智慧终端与IoT类应用，可以满足All-in-one需求、多天线需求、算法集成需求、小尺寸需求应用场景。 国内的浩云科技也是通过并购润安科技成功切入UWB领域。据了解，润安科技是深圳市多功能智能杆配套产品中的UWB独家入库单位，也是中国核电独家中标的UWB高精准位置管理系统供应商。当前，浩云科技可提供定位算法服务器、室外定位基站、电子身份定位卡牌等产品。 在ToB市场，UWB技术产业链较为简单，可以分为芯片和解决方案两个环节，有些公司甚至从事芯片和解决方案的完整布局。当前To B类的应用场景中，出货量无法像ToC类应用一样进行大规模的爆发。在ToC市场，UWB技术产业链正形成芯片、模组、整机等多个环节，此外，UWB技术也为FPC、功能结构件等产业打开新的市场。 在2018年，国内UWB企业级应用市场出货量为百万级，随着新的芯片玩家进入，未来几年，在企业级应用市场，UWB将会保持着超高的发展速度，预计在2022年将会超过千万级的量，达到1200万片左右。 （编辑：草根网_盐城站长网 ） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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