UWB市場發(fā)展趨勢及芯片新品

UWB市場主要有四個主要應(yīng)用類型，實時定位系統(tǒng)（RTLS）；移動應(yīng)用（包括智能手機、可穿戴設(shè)備、消費類標簽等）；汽車；以及智能家居。其他還有一些比較小眾的應(yīng)用，比如智能門鎖、無感門禁，以及支付等。

根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)Techno Systems Research發(fā)布的最新報告，預(yù)計2021年全球UWB市場出貨量將超過2億顆，到2027年將會超過12億顆。其中，智能手機將會是出貨量最大的部分，緊隨其后的是汽車、智能家居、可穿戴設(shè)備、消費電子標簽，及實時定位系統(tǒng)。

主要應(yīng)用分類的新品供應(yīng)商

在實時定位系統(tǒng)分類應(yīng)用中，主要的UWB芯片供應(yīng)商有Qorvo、恩智浦、3DB Access/Renesas Electronics。系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商有斑馬技術(shù) (自己家的芯片組)、 Ubisense (自己家的芯片組),、Kinexon、Sewio, Inpixon、清研訊科、沃旭通訊、浩云科技、Wipelot、Donn Tech、Humatics。

在移動分類應(yīng)用中，主要的芯片供應(yīng)商有蘋果（USI 模塊）、恩智浦、及Qorvo。采用了UWB芯片方案的手機OEM廠商主要有蘋果、三星、小米、OPPO、Vivo等。

蘋果已經(jīng)在其iPhone12、iPhone11系列、六代Apple Watch、Aritag，及HomePod mini等產(chǎn)品中導入了UWB方案。

三星的Galaxy Note 20 Ultra、 Galaxy Z Fold 2,、S21 Ultra and S21 Plus手機也導入了UWB方案，預(yù)計小米、OPPO和Vivo等廠商也會隨后導入相關(guān)解決方案。

據(jù) ABI Research 預(yù)測，支持 UWB 的智能手機出貨量將從 2019 年的 4200 萬多部增加到 2025 年的近 5.14 億部，以用于解鎖、無線支付等應(yīng)用。同時，手機是消費級產(chǎn)品控制的重要端口，搭載 UWB 芯片智能手機龐大的出貨量，將引領(lǐng)C端UWB市場發(fā)展，帶動各類UWB設(shè)備出貨增長。 `

在汽車分類應(yīng)用中，主要的UWB芯片供應(yīng)商有恩智浦、3DB Access/Microchip, 3DB Access/Renesas Electronics等；主要的模組供應(yīng)商有LG Innotek、信維通信；主要的汽車OEM廠商有大眾、奔馳、寶馬、特斯拉、通用等。

此外，Qorvo與ST也一直希望進入汽車市場，或許在不久的將來就能看到他們推出相關(guān)的產(chǎn)品。

在智能家居分類應(yīng)用中，主要的芯片供應(yīng)商有蘋果、恩智浦和Qorvo。主要的模組供應(yīng)商有Amotech、Qorvo。在智能家居的終端廠商方面，到目前為止，也就蘋果推出過一款智能音箱產(chǎn)品。小米曾經(jīng)展示過一款基于UWB解決方案的產(chǎn)品，不過目前沒有看到量產(chǎn)。未來，智能電視、智能音箱等設(shè)備中有望加入UWB解決方案。

最新芯片產(chǎn)品

最近Qorvo宣布其DW3000系列產(chǎn)品支持與iPhone和Apple Watch型號中使用的Apple U1芯片的互操作，符合2021年全球開發(fā)人員大會上公布的新的Nearby Interaction 協(xié)議規(guī)范草案要求。利用這種兼容性，開發(fā)人員能夠根據(jù)配備 U1 芯片的 iPhone 或 Apple Watch 的位置、距離和方向來輕松評估新的應(yīng)用體驗。DW3000 是 Qorvo 的下一代超寬帶 (UWB) 芯片組系列，將推出四個型號以及多款模塊和 beta 開發(fā)套件，并全面投入量產(chǎn)。

圖：恩智浦DW3000系列芯片。

DW3000的四款芯片組，包括DW3110、DW3120、DW3210、DW3220，該新品組針對低功耗電池供電應(yīng)用進行了優(yōu)化。在全球范圍內(nèi)提供 UWB 信道 5 (6.5 GHz) 和信道 9 (8 GHz) 支持，數(shù)據(jù)速率高達 6.8 Mbps，同時提供精準定位，精度在 10 cm 內(nèi)，角度測量精度為 +/-5°。芯片組采用 QFN 和 CSP 封裝。

恩智浦的UWB芯片新品按照不同市場有計劃推出不同的產(chǎn)品，比如針對汽車市場推出NCJ29D5；針對物聯(lián)網(wǎng)標簽市場推出了Trimension SR040；針對物聯(lián)網(wǎng)市場推出了Trimension SR150。

NCJ29D5是恩智浦第一款針對汽車市場而開發(fā)的UWB芯片，專用于滿足汽車業(yè)的連接和功能安全需求。UWB IC使汽車能夠知道用戶的確切位置。使用NCJ29D5芯片的汽車，用戶將手機放在口袋或包中便能夠打開和啟動汽車，并通過智能手機享受安全的遠程泊車服務(wù)。此外，新的UWB IC可最大限度地防止通過中繼攻擊盜車風險。該芯片的主要特性包括支持智能門禁的互聯(lián)互通、一流的定位精度、較低的系統(tǒng)成本、集成式能源管理、基于Arm Cortex內(nèi)核、片上支持多種加密操作，可在6.0GHz到8.5GHz的高頻段運行，以及IEEE82.15.4向前和向后兼容。

Trimension SR040支持低功耗操作，減少了對外部組件的需求，專為紐扣電池供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備而設(shè)計，如UWB跟蹤器和標簽。內(nèi)置的恩智浦FiRa MAC支持互操作性，可加快產(chǎn)品上市速度。Trimension SR040能夠與BLE或其他連接控制器集成在一個設(shè)備中。作為到達時差(TDoA)標簽，它們只能發(fā)送閃爍包。該芯片的主要特性包括內(nèi)置了Tx/Rx交換機、符合FiRa認證開發(fā)、以及符合IEEE802.15.4z標準等。

Trimension SR150則是針對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的具體需求而設(shè)計，增加了到達角(AoA)技術(shù)，提高了精確度。該芯片非常適合各種大型基礎(chǔ)設(shè)施的UWB支持工具，如門禁裝置、室內(nèi)本地化設(shè)置和支付方案，以及消費品，包括電視和游戲機。多個SR150 IC設(shè)備可放置在一個房間作為超寬帶錨，以幫助定位在房間內(nèi)移動的人和物體。SR150的主要特性包括面向AoA功能的雙Rx、支持3D AoA、符合FiRa認證開發(fā)、符合IEEE802.15.4z標準、連接至EdgeLock SE，支持安全測距用例等。

意法半導體（ST）在2020年7月份的時候宣布收購了一家UWB技術(shù)公司BeSpoon，該公司是一家總部位于法國的Fabless半導體公司，成立于2010年，專門研究UWB通信技術(shù)，該技術(shù)是與法國格勒諾布爾的 CEA-Leti 合作開發(fā)的。

隨著技術(shù)發(fā)展，BeSpoon 將 UWB 技術(shù)更多的應(yīng)用于工業(yè) 4.0 場景中的實時位置數(shù)據(jù)，通過對 omlox 開放網(wǎng)絡(luò)標準的支持，在智能工廠中將不同制造商、支持不同定位技術(shù)（包括 UWB、Wi-Fi、GPS、5G、RFID、BLE）的產(chǎn)品在一個核心區(qū)域中聯(lián)網(wǎng)在一起，實現(xiàn)在不利的環(huán)境條件下厘米級精度的實時室內(nèi)定位。

并且在2020年年底，ST宣布加入超寬帶聯(lián)盟（UWBA），成為了推廣級會員，并加入了理事會。

根據(jù)ST官網(wǎng)的信息，目前ST可以提供B-UWB-MEK1和B-UWB-MOD1兩種類型的UWB模塊給客戶。

除了這些海外供應(yīng)商，其實國內(nèi)也有不少UWB芯片和方案供應(yīng)商。這里我們主要介紹芯片的供應(yīng)商。比如有成都精位科技、深圳紐瑞芯、廣州浩云科技、杭州易百德等等。

其中精位科技在2019年就推出了UWB芯片JR3401，可惜到目前為止都還只有一款芯片。紐瑞芯在去年的時候推出過UWB大熊座系列SoC，兼容IEEE802.15.4z標準，此前宣稱2020年年底會量產(chǎn)。杭州易百德在2020年4月份的時候正式發(fā)布了其EB1003芯片，該芯片集成了完整的符合802.11.4國際標準的UWB收、發(fā)、測距系統(tǒng)，距離測量精度小于10cm，符合802.11.4國際標準。

結(jié)語

其實，在2019年時，三星與 NXP 和 HID Global 等聯(lián)手啟動了 FiRa 聯(lián)盟（FiRa，精細測距的縮寫），以促進 UWB 技術(shù)在訪問控制、位置服務(wù)、設(shè)備到設(shè)備服務(wù)等方面的應(yīng)用。

如今，UWB行業(yè)標準逐漸完善，行業(yè)標準方面，UWB 適用 IEEE 802.15.4協(xié)議。2020 年 6 月，IEEE 更新了 UWB 的相關(guān)標準（802.15.4z），增強 UWB 安全功能（在 PHY/RF 級別），從而進一步為 UWB 進一步進入主流應(yīng)用鋪平了道路。

此外，隨著蘋果加入FiRa聯(lián)盟，UWB生態(tài)體系逐步建立，有望成為消費級產(chǎn)品標配。也就是說，未來UWB的市場前景還是很值得期待的。