面向UWB的市場應用空間 芯片準備好了么?

來源:中國電子報 2022-03-29 10:30中投網 A-A+

  蘋果帶火的“防丟神器”UWB(超寬帶)技術,正在隨著數字車鑰匙、無感門禁、無感支付等新興應用在車載、智能家居、物聯網等領域打開增量空間。據ABI Research分析,到2026年,支持UWB的設備出貨量將從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芯片開發的超小型SiP系統模組,主要面向物聯網市場提供高精度定位及數據傳輸功能。除了恩智浦、Qorvo等海外企業積極布局UWB芯片,國內UWB芯片企業紐瑞芯科技、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芯片研發企業進行投資并構建UWB生態。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,蘋果在春季發布會發布了“防丟神器”Airtag.憑借UWB技術,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,成為首款搭載QorvoUWB技術的安卓智能手機。

  在Airtag的熱潮背后,是市場對于短距離、高精度定位的需求。UWB的發展已經有幾十年歷史。早期的UWB技術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。手機廠商對UWB技術的引入,尤其是蘋果等廠商的頭部效應,使UWB技術獲得了廣泛的設備基礎和廣闊的市場空間。

  相比藍牙等定位技術,UWB具有超寬帶寬、定位精度高、抗干擾能力強等特性。目前,UWB技術已經應用于消費電子和工業領域。在消費電子領域,UWB可用于尋物定位以及數字車鑰匙、無感門禁、無感支付、智能家居等。工業應用包括智能制造、電力能源、煤礦、隧道等場景下的工業資產定位、倉庫庫存管理、關鍵場合人員定位、AGV(自動導引運輸車)室內導航等。

  而車載領域正在成為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技術的數字車鑰匙已經成為一種趨勢。

  “智能手機和汽車作為將來大眾萬物互聯中最主要、最核心的智能終端,也將是UWB技術潛在的最大市場,相信在手機感知+智慧汽車雙核驅動下,UWB應用生態將是個廣闊的藍海市場。”北京紐瑞芯科技有限公司創始合伙人、CEO陳振騏向《中國電子報》記者表示。

  “與手機相關的功能是UWB真正起量的應用,其中最剛需的功能是以手機作為數字鑰匙實現汽車的安全解鎖,這是UWB技術配合手機實現的一個剛需應用。”Qorvo UWB事業部高級銷售經理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。市調機構Canalys的數據顯示,TWS(真無線藍牙耳機)在2021年第四季度已經達到1.038億部,首次突破了1億部。

  “基于藍牙傳輸到耳機的音樂是壓縮過的,我們在構想基于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不僅讓市場真正關注到UWB技術,也加快了UWB的產業化進程。蘋果Airtag的硬件核心是其在2019年秋季發布會上推出的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推出UWB芯片,推動軟硬件生態布局。國內企業中,環旭電子具備UWB模組產品供應能力,紐瑞芯的UWB系列系統芯片已完成試量產,瀚巍微電子等企業也陸續發布了UWB芯片產品。

  據Jessica Zhou介紹,UWB芯片是一款短距離通信收發芯片,Qorvo也有把收發芯片集成為帶有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。

  “除了定位性能的優劣,UWB芯片作為下游廠商智能設備的一個部件,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節,比如通用協議的兼容度、芯片的再開發難度,與設備其他部件、系統軟件的契合度等;甚至與芯片的尺寸、封裝工藝的形式都有關聯,一旦芯片設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。

  而軟硬件的生態支持,也是UWB產業化的關鍵。

  “在產品設計中,客戶需要軟硬件等各方面的支持,因此會看重全套參考設計的成熟度,以縮短產品的設計周期。”Jessica Zhou表示。

  產業化還需強化生態

  作為一項正在提升市場認知度的技術,UWB的產業化發展和規;瘧,還需要產業鏈的完善和產業生態的強化。在生態構建方面,UWB相關組織和企業已經開展部署。2019年,HID Global、恩智浦、三星等企業機構組建了FiRa聯盟,以支持UWB的行業生態構建。該聯盟支持企業在廣泛的業務領域開發用例,定義規范并認證產品以確;ゲ僮餍,并培育更強大的UWB生態系統,以實現快速技術部署。蘋果、小米等手機廠商也在構建自己的UWB生態。

  Jessica Zhou表示,生態聯盟的建立能夠更好地定義互聯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生態構建和推廣,是UWB規;幕A。智能手機的普及加上外圍配套企業的協同,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;瘧。

  “目前芯片在硬件上面是比較成熟的,軟件生態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同構建一個更大的互聯互通市場,用更多的應用案例去觸發用戶使用UWB的功能。”Jessica Zhou指出。

  對于芯片功能,Jessica Zhou表示,Oorvo的第二代UWB芯片已經面市,也在做第三代芯片的研發,會持續優化靈敏度等硬件性能并長期促進軟件發展,推動UWB芯片實現更大的應用體量和更優的性價比。

  對于國內UWB產業來說,標準、人才等產業要素還亟待完善。陳振騏表示,UWB當下最大的挑戰是沒有完善的產業鏈支持。隨著UWB行業熱度逐步提升,從事UWB芯片開發的公司也大量快速地“冒尖”,但標準化的芯片仍比較缺乏,從業者難以形成合力,做到像藍牙一樣的標準統一、互聯互通。此外,UWB專業人員緊缺,這也和國內半導體人才缺口大的大環境有關,而功能良好、應用順暢的UWB芯片對于技術人員綜合能力的要求很高,從業企業和人員在跟風的大環境下也是良莠不齊,這也是影響UWB發展的一個重要問題,需要整個國家層面對半導體人才的培養進一步加強支持力度。

  “希望從事UWB的行業伙伴協力構筑統一的行業標準,合力共贏、不設壁壘,達成真正的UWB互聯互通,使這個行業有更大的發展、更光明的前景。”陳振騏說。

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