什么是UWB？它的优势在哪？

 

UWB是一种源自于军用雷达的无载波通信技术，通过在宽达GHz的频谱上，利用时间间隔极短(小于1ns)的非正弦波窄脉冲信号来表示0或1，以此来传输数据。与WiFi、蓝牙、GSM等利用载波方式，在特定频段利用波形变化传送信号的无线通信技术相比，UWB是一种截然不同的无线通信技术。同时，UWB设备之间，通过 ToF（时间到达）、TDOA（到达时间差）算法可以实现精确定位。目前UWB技术主要也是被应用于近距离无线通讯和追踪定位等领域。特别是在苹果AirTag发布之后，UWB在追踪定位市场的应用彻底爆发。

 

 

相对于传统的WiFi、蓝牙定位、GSM、RFID、GPS定位来说，UWB技术拥有很多的优势。比如：定位精度更高，可以达到厘米级定位；时延更低，ms级时延，比GPS响应时间快50倍；安全性更高，UWB发射功率很低，接近杂波值，加上信号宽度约为1ns，这些脉冲信号散布在相当宽之频带，因此不易被侦测。且UWB符合IEEE 802.15.4z 规定的安全标通信和范围；信号覆盖范围更广，UWB为25到250米，高于蓝牙和WiFi，且UWB做室内、室外定位都可以，GPS无法做室内定位；同传输速率更高，UWB可利用的频段带宽可达数GHz或更宽，传输速率可达数百Mbps，高于蓝牙，仅比WiFi低。此外，在功耗上，相比需要复杂的RF系统架构的WiFi、蓝牙、GSM等定位方式来说，UWB由于只需发送脉冲电波，发射功率可低至1mW，消耗的功耗更低。最后，在综合成本上，UWB无需功率放大器、射频/中频转换元件、震荡器、石英元件，也不需要零中频（Zero-IF）架构，因此随着UWB的出货量的增长，具备较大的成本降低空间。

 

 

据Qorvo中国区移动事业部销售总监江雄介绍，UWB之所以能够从众多定位技术当中脱颖而出，最为关键的因素在于其定位精度更高。相比WiFi和蓝牙来说，其定位准确率仅70%，误差通常大于5米，窄带Time of Flight技术定位准确率也只有70%，且误差通常大于2米。而UWB技术的定位准确率高达100%，误差仅0.1米。而且，UWB可以在10s内寻找1000个物件，这些都是其他定位技术所无法比拟的。

 

 

市场前景广阔，2027年全球出货将超12亿个

 

根据研究机构Techno Systems Research发布的《2021 年超宽带市场分析》显示，目前UWB市场四个最的主要应用市场分别是：实时定位系统（RTLS B2B），例如工业和零售室内定位系统应用；智能手机、可穿戴设备和费者标签；汽车和智能家居。其他的应用则包括智能门、闸机和付款等。

 

根据预测，2021年全球 UWB 的出货量预计将达到 2 亿个以上，到 2027 年将超过 12 亿个，6年时间增长了5倍。从具体的应用领域来看，智能手机将在 2027 年成为 UWB 的最大应用市场，其次则是汽车、智能家居设备、可穿戴设备、消费者标签和 RTLS B2B。

 

 

以智能手机市场为例，苹果已率先从iPhone 11系列开始，将UWB技术引入到了iPhone手机当中。此外，三星也已经将UWB技术引入到了其 Galaxy Note 20 Ultra，Galaxy Z Fold 2，S21 Ultra 和 S21 Plus等诸多旗舰手机当中。另外，有迹象表明， OPPO，vivo、小米等智能手机厂商也将计划在后续的旗舰机型当中引入UWB技术。

 

在智能家居市场，苹果已经在其 HomePod mini当中加入了UWB技术，苹果还将在新的Apple TV加入UWB 技术。此外，小米、OPPO也都有计划推出集成了UWB技术的智能家居产品。2020年10月12日，小米发布了关于UWB技术想象力的概念视频。在概念视频中，区别于现在智能家居先连接再寻找打开的操控方式，小米通过UWB技术可以赋予手机与智能设备空间感知能力，手机指向设备即可连接操控。

 

在定位器市场，苹果已率先推出了AirTag，三星也推出了Galaxy SmartTag＋。后续可能其他智能手机厂商也会跟进。

 

此外，内置UWB芯片的智能手机/智能手表会可以自动打开门锁；通过地铁闸机，内置UWB技术的智能手机/智能手表可自动感知刷卡通行，这一切都将是可以通过UWB技术实现的无需另外操作和无感知的智能行为。UWB技术还可以应用在博物馆室内导览/导航等方面。此外，一些汽车厂商也在尝试使用UWB技术（比如宝马、大众、特斯拉等），以实现更安全的解锁，甚至通过运动轨迹 步态识别 设备检测实现身份锁定。

 

当然，UWB除了可以提供位置服务之外，还可以提供数据传输服务。目前主要是利用UWB的高传输速率，还有低延迟的特性，来做数据的传输。适用于一定距离范围内的移动设备的数据传输，比如AR/VR应用，手机对手机，手机对耳机等等。

 

根据Techno Systems Research 预测，到 2027 年，将有一半的智能手机会带有UWB。在智能家居设备市场中拥有 UWB 产品的份额也将达到 17％。在汽车市场，UWB技术的渗透率将达到23.3％。

 

从具体市场规模来看，根据天风证券的预测，全球UWB定位市场规模将由2018年30-41亿美元增长到2022年的123-164亿美元，并将保持40%以上复合增长率。

 

揭秘Qorvo在UWB领域的布局

 

对于UWB技术来说，UWB芯片是最为关键的一环。目前国内主要的UWB芯片研发厂商主要包括浩云科技、精位科技、纽瑞芯、易百德、瀚巍微电子、优智联等。不过，目前国内的这些UWB芯片厂商体量和技术实力相对于国外大厂仍有较大差距。

 

作为UWB芯片市场的领先供应商，Qorvo的UWB芯片早在2013年就已经在工业领域应用。随后在2020年1月，Qorvo收购了位于爱尔兰的UWB芯片供应商Decawave，使其成为了Qorvo 移动产品事业部的 UWB 业务部门，大大加强了Qorvo在UWB领域的实力。

 

当时Decawave也是唯一支持IEEE 802.15.4的UWB定位芯片厂商。其提供低成本的芯片出售，零售价格在几美元。型号为DW1000的芯片，符合IEEE 802.15.4-2011 UWB标准协议（在理想条件下，最大可测量范围为300m）。

 

随后在2020年11月，Qorvo又宣布收购了总部位于法国巴黎的UWB应用软件供应商 7Hugs Labs。值得一提的是，7Hugs Labs 此前一直是Decawave的软件合作伙伴，7Hugs Labs 团队加入 Qorvo 之后，将帮助其创建面向各种生态系统的完整 UWB 解决方案（包括芯片、固件和软件）。

 

 

目前在UWB技术领域，苹果无疑是技术实力最强，出货最多的厂商，但苹果的UWB芯片并不对外供应。而在公开的UWB芯片市场，Qorvo无疑是实力最强、布局最为全面的技术厂商之一。

 

Qorvo中国区移动事业部销售总监江雄表示，“我们提供的UWB芯片具有非常好的性能、且低功耗，下一代还将推出集成度更高的产品。我们还提供了比较全面的技术支持，也会提供很多软件支持给客户，还有生态系统，现在非常完善。我们可以为客户提供一整套的完整的UWB解决方案。”

 

Qorvo中国区移动事业部销售总监江雄

 

据了解，到目前为止，Qorvo的UWB技术已经被应用在了矿山、公安系统、仓储、物流、智能工厂等40多个不同的垂直市场，Qorvo的UWB芯片出货已经超过了1500万颗。

 

“因为以前工业上的量不是很大，所以也导致了Qorvo的UWB芯片出货似乎量也并不是特别大。比如说工厂假设有5000个人，需要定位人员的位置，大概5000个人戴5000个标签，再布二分之一比例的基站，大概2000多个，一共也就不到8000颗芯片，量不会太大。只有手机上应用的量起来，UWB芯片的出货量才会正真大起来。”Qorvo超宽带事业部高级销售经理Jessic进一步解释到。

 

Qorvo超宽带事业部高级销售经理Jessic

 

对于大家关心的UWB技术的成本问题，Jessic表示，“我们是混合信号的芯片，所以比目前在市场上的其他UWB芯片价格会稍微高一点。但我们认为未来的广泛应用，如果是蓝牙的体量的话，就可以降低到与蓝牙一样的价格。”

 

需要指出的是，虽然UWB技术可以在提供定位服务的同时提供高速率的数据传输，但是目前Qorvo提供的UWB芯片主要面向的还是定位服务方面，传输速率上最高为27Mbps。

 

Jessica透露，后续Qorvo会继续往高速率去做，未来会提供54Mbps、108Mbps的产品。不过，Jessica强调，虽然UWB传输速率可以做到比蓝牙更高，并且也比较适合于像AR/VR一类有实时位置变动的应用，可以根据体感变动位置实时传输相应的音乐、照片或坐标，可以有比蓝牙更好的体验，但是如果利用UWB来做长时间的高速率传输，功耗会非常高，目前建议还是WiFi比较好。

 

对于UWB市场的发展，江雄表示，“随着苹果、三星、博世大厂的加入，UWB生态正在加速完善，现在正是UWB市场爆发的时候，我们已经有非常多的客户在关注，也有很多的客户在使用我们的UWB技术。除了前面提到的小米、OPPO等手机厂商，美的等家电厂商也都在关注UWB技术。UWB技术在手机上的应用将带动整个市场的发展。”

 

作者：芯智讯-浪客剑

 

 

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