蘋果帶火的“防丟神器”UWB（超寬帶）技術(shù)，正在隨著數(shù)字車鑰匙、無感門禁、無感支付等新興應用在車載、智能家居、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域打開增量空間。據(jù)ABI Research分析，到2026年，支持UWB的設(shè)備出貨量將從2020年的1.43億臺增長到超過13億臺。
3月22日，村田電子在線上座談會介紹了基于Qorvo和恩智浦的UWB芯片開發(fā)的超小型SiP系統(tǒng)模組，主要面向物聯(lián)網(wǎng)市場提供高精度定位及數(shù)據(jù)傳輸功能。除了恩智浦、Qorvo等海外企業(yè)積極布局UWB芯片，國內(nèi)UWB芯片企業(yè)紐瑞芯科技、瀚巍微電子先后在去年年底和今年1月完成新一輪融資，小米等下游廠商也在對UWB芯片研發(fā)企業(yè)進行投資并構(gòu)建UWB生態(tài)。面向UWB的市場應用空間，芯片準備好了么？
手機+汽車是最大潛在市場
“丟三落四這門絕技，要失傳了”——2021年4月，蘋果在春季發(fā)布會發(fā)布了“防丟神器”Airtag。憑借UWB技術(shù)，用戶可以看到掛著AirTag的物品離手機有多遠，該朝哪個方向找。同年，谷歌Pixel6 Pro旗艦手機采用了基于Qorvo的UWB技術(shù)，成為首款搭載QorvoUWB技術(shù)的安卓智能手機。
在Airtag的熱潮背后，是市場對于短距離、高精度定位的需求。UWB的發(fā)展已經(jīng)有幾十年歷史。早期的UWB技術(shù)研究主要用來解決短距離、高速率的傳輸問題。由于當時缺乏明確的市場需求，加上相關(guān)的標準推動工作進展緩慢，UWB一度被市場擱置，短距離、高速率通信市場也逐漸被WiFi占領(lǐng)。手機廠商對UWB技術(shù)的引入，尤其是蘋果等廠商的頭部效應，使UWB技術(shù)獲得了廣泛的設(shè)備基礎(chǔ)和廣闊的市場空間。
相比藍牙等定位技術(shù)，UWB具有超寬帶寬、定位精度高、抗干擾能力強等特性。目前，UWB技術(shù)已經(jīng)應用于消費電子和工業(yè)領(lǐng)域。在消費電子領(lǐng)域，UWB可用于尋物定位以及數(shù)字車鑰匙、無感門禁、無感支付、智能家居等。工業(yè)應用包括智能制造、電力能源、煤礦、隧道等場景下的工業(yè)資產(chǎn)定位、倉庫庫存管理、關(guān)鍵場合人員定位、AGV（自動導引運輸車）室內(nèi)導航等。
而車載領(lǐng)域正在成為UWB的熱點市場。今年1月，蔚來ET7正式開啟鎖單，而這款車型的一大亮點就是搭載了全球首批UWB智能鑰匙，以及手機UWB/BLE鑰匙，增強了進出車體的便利性。搭載UWB技術(shù)的數(shù)字車鑰匙已經(jīng)成為一種趨勢。
“智能手機和汽車作為將來大眾萬物互聯(lián)中最主要、最核心的智能終端，也將是UWB技術(shù)潛在的最大市場，相信在手機感知+智慧汽車雙核驅(qū)動下，UWB應用生態(tài)將是個廣闊的藍海市場。”北京紐瑞芯科技有限公司創(chuàng)始合伙人、CEO陳振騏向《中國電子報》記者表示。
“與手機相關(guān)的功能是UWB真正起量的應用，其中最剛需的功能是以手機作為數(shù)字鑰匙實現(xiàn)汽車的安全解鎖，這是UWB技術(shù)配合手機實現(xiàn)的一個剛需應用。”Qorvo UWB事業(yè)部高級銷售經(jīng)理Jessica Zhou告訴《中國電子報》記者。
另外，值得注意的是，藍牙耳機也有可能成為UWB的應用市場。市調(diào)機構(gòu)Canalys的數(shù)據(jù)顯示，TWS（真無線藍牙耳機）在2021年第四季度已經(jīng)達到1.038億部，首次突破了1億部。
“基于藍牙傳輸?shù)蕉鷻C的音樂是壓縮過的，我們在構(gòu)想基于UWB更高的傳輸速率，可以向耳機傳輸高保真無損的音樂，這是未來努力的一個方向。”Jessica Zhou表示。
芯片要綜合考量便捷度、安全性、易用性
Airtag不僅讓市場真正關(guān)注到UWB技術(shù)，也加快了UWB的產(chǎn)業(yè)化進程。蘋果Airtag的硬件核心是其在2019年秋季發(fā)布會上推出的UWB芯片U1，恩智浦半導體、Qorvo等芯片大廠也通過自研或市場并購的方式陸續(xù)推出UWB芯片，推動軟硬件生態(tài)布局。國內(nèi)企業(yè)中，環(huán)旭電子具備UWB模組產(chǎn)品供應能力，紐瑞芯的UWB系列系統(tǒng)芯片已完成試量產(chǎn)，瀚巍微電子等企業(yè)也陸續(xù)發(fā)布了UWB芯片產(chǎn)品。
據(jù)Jessica Zhou介紹，UWB芯片是一款短距離通信收發(fā)芯片，Qorvo也有把收發(fā)芯片集成為帶有MCU的SoC。在金融支付等對安全等級要求較高的場景，可以搭配安全SE（安全模塊）去做格外的保證。
在性能維度，下游客戶會關(guān)注UWB芯片的定位準確度、反應靈敏度、定位期間芯片抗干擾的能力，以及功耗、產(chǎn)品的電池供電等，同時也會對便捷度、安全性及易用性進行通盤考量。
“除了定位性能的優(yōu)劣，UWB芯片作為下游廠商智能設(shè)備的一個部件，能全面考慮廠商使用的便捷度、安全性、易用性也是非常重要的一個環(huán)節(jié)，比如通用協(xié)議的兼容度、芯片的再開發(fā)難度，與設(shè)備其他部件、系統(tǒng)軟件的契合度等；甚至與芯片的尺寸、封裝工藝的形式都有關(guān)聯(lián)，一旦芯片設(shè)計中未充分考慮到便捷度、安全性及易用性這些因素，廠商的開發(fā)難度和成本就勢必增加，芯片的市場競爭力自然會下降。”陳振騏表示。
而軟硬件的生態(tài)支持，也是UWB產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。
“在產(chǎn)品設(shè)計中，客戶需要軟硬件等各方面的支持，因此會看重全套參考設(shè)計的成熟度，以縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期。”Jessica Zhou表示。
產(chǎn)業(yè)化還需強化生態(tài)
作為一項正在提升市場認知度的技術(shù)，UWB的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和規(guī)模化應用，還需要產(chǎn)業(yè)鏈的完善和產(chǎn)業(yè)生態(tài)的強化。在生態(tài)構(gòu)建方面，UWB相關(guān)組織和企業(yè)已經(jīng)開展部署。2019年，HID Global、恩智浦、三星等企業(yè)機構(gòu)組建了FiRa聯(lián)盟，以支持UWB的行業(yè)生態(tài)構(gòu)建。該聯(lián)盟支持企業(yè)在廣泛的業(yè)務領(lǐng)域開發(fā)用例，定義規(guī)范并認證產(chǎn)品以確保互操作性，并培育更強大的UWB生態(tài)系統(tǒng)，以實現(xiàn)快速技術(shù)部署。蘋果、小米等手機廠商也在構(gòu)建自己的UWB生態(tài)。
Jessica Zhou表示，生態(tài)聯(lián)盟的建立能夠更好地定義互聯(lián)互通上的部分標準以及相應的應用案例，為廠商提供標準和流程參考。而基于智能手機的UWB生態(tài)構(gòu)建和推廣，是UWB規(guī)模化的基礎(chǔ)。智能手機的普及加上外圍配套企業(yè)的協(xié)同，以及具備實用價值的應用案例推廣，才能更有效地推動UWB的規(guī)模化應用。
“目前芯片在硬件上面是比較成熟的，軟件生態(tài)的建立則是一個比較長期的過程，我們希望與更多的外圍廠家協(xié)同構(gòu)建一個更大的互聯(lián)互通市場，用更多的應用案例去觸發(fā)用戶使用UWB的功能。”Jessica Zhou指出。
對于芯片功能，Jessica Zhou表示，Oorvo的第二代UWB芯片已經(jīng)面市，也在做第三代芯片的研發(fā)，會持續(xù)優(yōu)化靈敏度等硬件性能并長期促進軟件發(fā)展，推動UWB芯片實現(xiàn)更大的應用體量和更優(yōu)的性價比。
對于國內(nèi)UWB產(chǎn)業(yè)來說，標準、人才等產(chǎn)業(yè)要素還亟待完善。陳振騏表示，UWB當下最大的挑戰(zhàn)是沒有完善的產(chǎn)業(yè)鏈支持。隨著UWB行業(yè)熱度逐步提升，從事UWB芯片開發(fā)的公司也大量快速地“冒尖”，但標準化的芯片仍比較缺乏，從業(yè)者難以形成合力，做到像藍牙一樣的標準統(tǒng)一、互聯(lián)互通。此外，UWB專業(yè)人員緊缺，這也和國內(nèi)半導體人才缺口大的大環(huán)境有關(guān)，而功能良好、應用順暢的UWB芯片對于技術(shù)人員綜合能力的要求很高，從業(yè)企業(yè)和人員在跟風的大環(huán)境下也是良莠不齊，這也是影響UWB發(fā)展的一個重要問題，需要整個國家層面對半導體人才的培養(yǎng)進一步加強支持力度。
“希望從事UWB的行業(yè)伙伴協(xié)力構(gòu)筑統(tǒng)一的行業(yè)標準，合力共贏、不設(shè)壁壘，達成真正的UWB互聯(lián)互通，使這個行業(yè)有更大的發(fā)展、更光明的前景。”陳振騏說。（記者 張心怡）
