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晶片巨頭，湧向UWB
近年來，許多企業都在拱火UWB市場：
- 2019 年，蘋果iPhone11搭載UWB晶片，火極一時的AirDrop隔空投射帶來的「空間感知」功能，率先帶動UWB在消費性電子領域的商用。
- 2022年3月，一則海思招募UWB技術工程師的資訊也引起業界關注，被認為是華為海思入局UWB技術領域的訊號。
- BMW、蔚來宣佈在車上搭載UWB晶片，隨後福斯、福特、小鵬、比亞迪等一乾車型相繼跟上。
- 此外，小米的“一指連”，華為的“靈犀指向遙控”相繼入局智能家居領域，市場是否願意為這個成本高但非剛需的功能買單，不確定性仍然很強。
業界一系列動態，似乎宣告UWB應用可以無所不在。UWB技術在汽車、智慧穿戴，以及工業市場都有很大的機會。
但從市場後續的一系列反映來看，不溫不火，或許才是UWB產業最貼切的描述。
UWB市場體量和WiFi、藍牙、RFID根本不是一個數量級；和Lora、Zigbee這些小眾的無線通訊技術的市場規模也有不小的差距。原因在於UWB缺乏成功的、具備一定程度的落地應用場景支撐。
沉默已久的UWB仍需要等待一個機會，來實現新的救贖。
UWB晶片，迎來新轉折
近日，短暫平靜的UWB市場傳來了重磅消息－在2024年的MWC上，高通一口氣發表了許多新產品。其中，UWB晶片也迎來了新的進展。
據了解，高通發表了一款型號為FastConnect 7900的晶片，採用6nm製程工藝，是一顆融合了「Wi-Fi7+藍牙+UWB」多種區域網路通訊技術的套片。
值得注意的是，這款晶片可與高通最新發表的5G晶片「驍龍X80」組成新一代的高階行動晶片組，一起使用於手機、PC、車載、IoT等客戶。
這或將成為助推UWB產業發展的關鍵一環。
因為「驍龍X80」+「FastConnect 7900」晶片組合的推出，就代表高通的UWB進入到手機的時間就很近了。據介紹，搭載該平台的商用終端預計將於2024年下半年發布，到時國產安卓手機廠商就會同步搭載UWB功能，一旦有安卓手機廠商大規模用UWB晶片，其他的手機廠商也會很快跟進。
屆時，UWB或許將迎來市場需求的新局面。
藉此機會，我們一起來看看UWB的技術特點與優勢，以及當前的應用進度和企業佈局情況，更深入的了解UWB技術的發展現狀、挑戰與未來趨勢。
UWB，從軍用走向商用
UWB，全稱Ultra Wide Band，是一種超寬頻無線載波通訊技術。
UWB不同於傳統的通訊技術，它透過發送和接收具有奈秒或微秒級以下的極窄脈衝來實現無線傳輸的。由於脈衝時間寬度極短，因此可以實現頻譜上的超寬頻，從3.1GHz - 10.6GHz，總共7.5GHz的可用頻譜頻寬，使用的射頻頻寬在500MHz以上。
這種脈衝訊號的寬頻特性使得UWB晶片能夠在相對較低的功率下傳輸更多的數據，相比全球導航衛星系統（GNSS）、WiFi和藍牙等常見的定位技術，UWB技術具有定位精度高、抗干擾能力強、安全性佳、傳輸速度快、功耗低等優點，尤其適用於室內等密集多路徑場所的高速無線存取。
實際上，UWB並不是新技術，它大概在1960年時就被提出，主要用於軍事上的雷達系統，屬於輔助系統，用量不算太大。
直到2002年2月，UWB獲得美國聯邦通訊委員會(FCC)的批准，開始在民用和商用通訊領域應用。2007年3月，國際標準化組織(ISO)正式通過了WiMedia聯盟提交的MB-OFDM標準，這標誌著UWB技術的第一個國際標準誕生，開始向大規模商用過渡。
2013年開始，UWB逐漸應用於公安系統、倉儲、物流、醫院、工廠、煤礦、工地、展館、商場、隧道、機房、機場、體育等許多不同的垂直領域。
UWB進一步被大眾所了解，則是在2019年蘋果在iPhone 11系列上配備了這項技術，也使得UWB開始逐步被越來越多的設備應用。
在此期間，一些公司開始推出UWB晶片，用於實現高速短距離無線通訊以及高精度定位定向。
UWB開始時被定位為一種與Wi-Fi類似的數據傳輸技術，但由於各種原因，包括功率限制，在商業用途上一直沒有成功。
當該技術重新定位，主要朝著基於脈衝無線電、基於IEEE 802.15.4a標準的安全測距和定位技術發展之後，為UWB賦予了安全、可靠、厘米級精確距離和位置測量的能力。
簡單理解，UWB本質不是為資料通訊服務的，優勢在於測距及定位。
UWB的主要吸引力在於其極高的位置和方向精度，可以精確定位物體的位置，誤差僅有幾厘米，大大高於藍牙、GPS和其他追蹤方法。
得益於顯著的優勢，UWB在上述B端市場快速落地，並且逐漸商用。
隨著技術的成熟，UWB技術開始開拓B端以外的應用場景，發揮在消費市場的巨大應用潛力。各種終端設備開始整合UWB通訊功能，如筆記型電腦、行動電話和智慧汽車等消費性電子產品。
UWB，尋找落腳點
那麼，UWB究竟能為使用者帶來什麼好處呢？
上述對UWB技術優勢的介紹可能較不直觀，我們以應用場景為例，可以更清楚的了解到UWB在實際應用中的功能和價值，例如：
蘋果利用UWB技術的超高精度定位能力，提高了手機的定位精度，能夠感知周圍手機的準確位置，蘋果將其命名為空間感知能力。透過Airdrop（隔空投送）功能，快速建立無線連接，為使用者傳輸資料做好準備。
此外，UWB還被蘋果應用在了AirTag上，由於其支援厘米級的定位精度，還能夠實現立體三維位置跟踪，並且不僅速度快、而且功耗也更低，因此AirTag能夠讓所有設備都具備防丟功能，使用者尋找的過程也更為便利。除了AirTag外，在Apple Watch、HomePod等產品獲得UWB的加持後，同樣也能夠透過精準定位來實現精準定位。
蘋果是少數大規模在旗下設備中應用UWB的廠商。
三星也在旗下產品中積極引進UWB的應用，自Galaxy Note 20 Ultra、Galaxy Z Fold2開始就加入了這項技術，例如在「對準來分享」功能中，UWB同樣也能透過快速定位來建立無線連接，以實現資料傳輸。同時，三星也推出了SmartTag+智慧追蹤器。除了終端產品外，三星還通過了支援UWB的Exynos Connect U100晶片，直接面向智慧家庭、智慧工廠和智慧汽車領域。
在智慧家居領域，小米推出了具備UWB技術的「一指連」功能，以及由此衍生的「一指操控」和「一指投射」功能。透過UWB的精準定位和快速連接特性，「一指連」功能的空間定位已實現厘米級和±3°的角度測量精度，指向即可實現定向操控，還能輕鬆完成投影屏等操作。而在米家生態鏈這個體系下，UWB的應用也為使用者帶來了更多的便利性。
去年，華為發表了首款隔空觸控電視，創新地搭載了全球首發的華為靈犀指向遙控互動方式，在大螢幕電視上實現了滑動、拖曳、圈選等手機才有的操控體驗。這種絕對指向遙控技術透過UWB技術，達到了「所指即所得」的隔空觸控效果。華為表示，這種全新電視互動方式的推出，將讓電視產業步入「巨幕手機」的新時代。
- 從消費性電子到智慧汽車，UWB的「第二落點」？
消費市場正成為UWB技術的敲門磚，讓消費者見識到了UWB的奇妙之處。而仍在消費市場尋找出路的UWB，如今在汽車市場反而有了率先爆發的跡象。
2019年，車聯網聯盟將UWB列為下一代車輛安全存取技術，促進了行動裝置的大規模可用性。隨後，多家汽車品牌都開始引進UWB汽車數位鑰匙。
雖然目前已經存在各種形式的免鑰匙進入技術，但UWB的採用將使車輛能夠在幾厘米內實時測量遙控鑰匙的確切位置，與其他無線標準相比，UWB極大地提高了車輛的安全性。未來，你可以用支援UWB的裝置（例如智慧型手機）或使用其數位鑰匙平台的穿戴式裝置解鎖車輛，不必隨身攜帶單獨的遙控鑰匙。同時，也可以支援高精度尋車。
有業內人士表示，「UWB目前應用最廣泛、前景最好的場景便是汽車數位鑰匙。」隨著蔚來、長城、路虎、寶馬等主機廠量產車型的推動，2022年更是被稱為「UWB數位鑰匙量產元年」。
2023年，業界更是出現了多個標誌性事件。無論是蘋果的「一擲乾坤」、蜂窩模組龍頭移遠的入局，亦或馳芯半導體和紐瑞芯的新品發布，都透露出UWB或許將在汽車數字鑰匙這一應用大展拳腳。
然而，UWB 在汽車上不僅僅只有智慧車鑰匙這一個應用場景。
UWB雷達還可以幫助感知周圍環境，因為UWB的精度非常高，艙內監測無疑是首先受益於政策法規強制要求的細分市場之一，應用它對人體生物的呼吸來感知車內有沒有生物，例如，歐洲新車評價規程Euro NCAP是全球首個將兒童保護納入評估體系的地區法規，防止大人不小心把門關了，車內的小孩還沒出來，可能造成安全隱患。用UWB技術就可以偵測到關門之後車內有沒有活體存在，給車主警報提示或直接不讓車主關上車門等。此外，UWB的雷達功能也能夠實現腳踢開啟後行李箱。
上述應用會促使UWB在汽車市場的應用推廣，而相應的，汽車用戶需要用手機中的UWB晶片和汽車的UWB晶片進行交互，進而手機UWB晶片的大規模應用會反向推動其他消費性電子使用UWB技術。
最近幾年，在蘋果、小米、三星等大廠以及汽車廠商的共同努力下，UWB已經從主要面向行業應用的小眾技術，逐漸走到台前，轉變為消費市場積極擁抱的大眾科技了，同時也成為了資本市場重點關注的領域之一。
目前，UWB技術主要應用在智慧型手機、汽車、智慧家庭、穿戴式裝置、消費性電子標籤等領域。其中，中高階手機龐大的出貨量，可持續引領C端智慧手錶、智慧穿戴、智慧家居等各類UWB裝置的出貨成長。
值得注意的是，智慧型手機裡面加UWB晶片有兩種想法：一種如現在蘋果所做的，專門加一顆「U1」晶片，這顆晶片的功能也不只是定位與測距，還有其他的功能，這會更豐富智慧型手機的功能；第二種就是在手機主控晶片裡面加入UWB功能，就好比現在4G、5G、WiFi、藍牙都直接整合進一顆晶片一樣。
對於第一種方案，新興的晶片廠商還有機會，而第二種方案則大機率會直接被高通、MTK、華為等行動晶片企業直接吃掉。
根據Techno Systems Research的最新報告，2027年全球UWB的出貨量將超過12億個，年複合成長率超過30%。在「手機生態+汽車生態」的雙核心驅動下，未來UWB將具有廣闊的藍海市場。從應用領域來看，到2027年，智慧型手機仍是最大的應用市場，其次是智慧汽車、智慧家庭、穿戴式裝置、電子標籤。
UWB晶片產業現狀與挑戰
在全球市場上，UWB晶片的主要玩家包括蘋果、恩智浦、Qorvo等。其中，Qorvo 在2020年以4億美元收購Decawave進入UWB 晶片領域，目前主導包括工廠、煤礦、半導體企業等需要定位的B端UWB市場，主要產品為DW系列；而手機領域的UWB的供應以恩智浦和Qorvo兩家供應商為主，蘋果則是自研自用；而在車規級UWB晶片領域恩智浦一家獨大，主要產品為Trimension系列。
此外，義法半導體、英飛凌、瑞薩等傳統汽車大廠也加大了UWB的佈局，近年來也已經取得了一定的進展。
而在中國市場上，雖然UWB晶片設計領域起步較晚，但由於較好的市場及產業鏈優勢，目前也正在加速崛起中。
UWB晶片中國國內主要市場參與者包括浩雲科技、環旭電子、聯睿電子、唐恩科技、精位科技、紐瑞芯、柯銳思德、易百德、瀚巍微電子、優智聯、馳芯半導體、捷揚微、清研訊科等，多家國產廠商在UWB晶片領域取得新的進展。
整體來說，無論是國內還是國際，UWB技術都在不斷發展和完善，但在國內核心技術和產業鏈上游方面仍存在一些差距。隨著技術的進一步成熟和市場需求的成長，預計未來UWB技術將得到更廣泛的應用和推廣。
- 成本難題
UWB技術在市場上也能看到一些採用，但為何UWB並沒有如想像中那樣火爆呢？
歸根究底，目前大部分應用都是無關痛癢的，屬於體驗改善性質的應用，甚至一些改善比較雞肋，並不能解決前所未有的問題。
另一方面，UWB的實用成本目前依然較高，在中高階產品的向下相容方面還需要進一步發力。
對此，有業內人士指出，UWB現在價格比較高最主要的原因還是產業鏈還沒有起來。隨著半導體製程技術的不斷演進，以及國產UWB廠商的不斷崛起，UWB的出貨量將不斷增大，而出貨量的快速增長將在很大程度上帶動成本的降低，進而帶動UWB在中低階設備中的普及。
- UWB標準化進程慢
再一個原因是，每項新技術生態建立都需要一個過程。
UWB的業界標準目前整體上還處在相對「散裝」的階段。此技術的應用畢竟橫跨了消費級、工業級、車規級等不同場景等級，而每個場景的等級標準也亟待進一步理清。
因此，建立相對統一的標準是繞不過去的攔路虎。
UWB有兩個國際標準化組織：一個是UWB聯盟，另一個是Fira聯盟。
UWB聯盟面對的目標市場是B端的RTLS市場，也就是區域/室內定位市場：透過對室內人、車、物位置即時感知，實現管理自動化目的。RTLS市場是以TDOA/TOF三角定位作為的定位演算法技術路線，每家公司產品在UWB鏈路層通訊協定以及RTLS定位演算法都不相同，也就沒有廠家間產品相互相容的可能性。
FiRa聯盟的成員包括蘋果、索尼、三星、高通、小米、OPPO等知名廠商，並致力於跨垂直業務領域開發基於IEEE 802.15.4標準的UWB應用場景，目標是製定UWB室內定位行業的互通性標準，旨在打破不同標準和製式的限制，推動全球統一標準的形成。
但整體來看，UWB雷聲大雨點小，加上這幾年終端廠商日子不如以前。對於融合UWB技術，相比WiFi、BLE、5G而言熱情度不高。大廠多採取觀望態度，多數在培養和尋求市場，不做重大的策略投入策略。
UWB，趨勢解讀
基於UWB產業發展現況、應用進展與技術挑戰，物聯傳媒觀察到UWB發展的幾大趨勢，筆者對此做了精簡總結：
1.國產UWB晶片玩家正在崛起：國產UWB晶片玩家大約在2019年後陸續開始佈局，目前，幾家進度快的國產晶片玩家已經實現了晶片量產，預計一兩年之內會有更多的產品實現量產。國產晶片玩家的崛起勢必會為市場注入更多的活力，許多應用場景或是產品需要在某些層面有客製化的功能，並且對成本要求極低，這都會是國產UWB晶片玩家的機會。
2. 安卓手機將快速普及UWB晶片：iPhone早就普及了UWB晶片，此前，關於安卓手機使用UWB晶片的新聞時有耳聞，但進展緩慢。但此次隨著高通推出整合UWB功能的5G套片，直接一顆多合一的晶片賣給手機廠商，這對手機廠商而言是最佳的方案，也會直接帶動UWB在安卓手機廠商的普及。
3.低成本是產業剛需：無論是B端或C端企業，都一致回饋目前的UWB產品太貴，需要降價，這其實是一種需求傳導，需求方的一個普遍認知是：UWB這個技術很好，但是產品太貴。而基於這樣的需求現狀，上游產業無論是晶片廠商，還是產品與方案商，最有效的應對策略就是“把價格打下去”，至少現階段來說，這不是一種惡意的價格戰，而是滿足產業需求的舉動。
4.產業分工開始明確：幾年前，UWB產業現況是，晶片企業數量很少，然後有眾多方案商，各家方案商的產品與業務領域都高度重合。而當前，逐漸看到了產業分工的趨勢，有部分企業逐漸聚焦於做模組或標準硬體產品，有部分企業逐漸只做定位軟體，部分企業逐漸聚焦於垂直產業的整體方案等。這是產業在發展壯大的一個良好訊號。
5. UWB廠商有的放矢，深耕垂直產業：幾年前，幾乎所有的方案商啥產業專案都會去做，但如今，國內大多數UWB方案商在有意識做減法，聚焦精力深耕幾個垂直產業，理解這個產業或使用者的業務邏輯與需求，打造一體化的資訊化方案。
6. UWB多模融合產品逐漸增加：無論是B端產品，或是C端產品，如果要定位都會涉及到室內外融合，或是與其他技術的融合。例如B端產品，UWB往往需要跟藍牙、GNSS甚至LoRa、WiFi等傳輸技術融合起來的產品，基於這樣的需求，未來在晶片上游端，也會逐漸出現多模或合封的產品。
總之，UWB超寬頻是一項潛力巨大的技術。
有業界人士表示，未來UWB會成為一種跟藍牙、WiFi相似普及程度和規模的無線技術，也正是如此，產業廠商不斷深耕UWB領域，並且在多個應用場景上去做從晶片底層技術上的支撐。
但UWB目前仍處於起步階段，正面臨藍牙、GPS和Wi-Fi等技術的激烈競爭。雖然UWB在安全性、高頻寬、雙向通訊等許多方面存在優勢，使其在許多應用中都能獲得好評，然而，UWB因行業使用量不高導致它的產品價格較高，市場推廣仍然艱難。
同時，UWB技術的門檻也很高，從研發到落地，不僅要符合監管要求、一致性要求，而且還要順利通過FiRa PHY認證測試以及ToF和AoA測量，可以說，UWB技術的特點和部署確實會為測試帶來巨大的挑戰。
雖然目前UWB的發展面臨許多挑戰，但隨著消費性電子市場的推動，尤其是高通UWB整合晶片的推出，及其加速進入汽車市場，無疑為UWB市場發展提供了新的動能。
我們有理由相信，UWB技術在未來幾年將實現更大的突破。但它並非旨在取代Wi-Fi、藍牙或NFC，而是聰明地補充它們。
寫在最後
UWB還不是香餑餑，更不是救命稻草，需要產業鏈上下游企業的積極摸索和共同參與，圍繞功耗、成本以及標準化等方面解決問題，開啟UWB晶片產品的「芯」篇章。（半導體產業觀察）