UWB市场发展趋势及芯片新品

UWB市场主要有四个主要应用类型，实时定位系统（RTLS）；移动应用（包括智能手机、可穿戴设备、消费类标签等）；汽车；以及智能家居。其他还有一些比较小众的应用，比如智能门锁、无感门禁，以及支付等。

 
根据市场调研机构Techno Systems Research发布的最新报告，预计2021年全球UWB市场出货量将超过2亿颗，到2027年将会超过12亿颗。其中，智能手机将会是出货量最大的部分，紧随其后的是汽车、智能家居、可穿戴设备、消费电子标签，及实时定位系统。

主要应用分类的新品供应商

在实时定位系统分类应用中，主要的UWB芯片供应商有Qorvo、恩智浦、3DB Access/Renesas Electronics。系统解决方案供应商有斑马技术 (自己家的芯片组)、 Ubisense (自己家的芯片组),、Kinexon、Sewio, Inpixon、清研讯科、沃旭通讯、浩云科技、Wipelot、Donn Tech、Humatics。
 
在移动分类应用中，主要的芯片供应商有苹果（USI 模块）、恩智浦、及Qorvo。采用了UWB芯片方案的手机OEM厂商主要有苹果、三星、小米、OPPO、Vivo等。
 
苹果已经在其iPhone12、iPhone11系列、六代Apple Watch、Aritag，及HomePod mini等产品中导入了UWB方案。
 
三星的Galaxy Note 20 Ultra、 Galaxy Z Fold 2,、S21 Ultra and S21 Plus手机也导入了UWB方案，预计小米、OPPO和Vivo等厂商也会随后导入相关解决方案。
 
据 ABI Research 预测，支持 UWB 的智能手机出货量将从 2019 年的 4200 万多部增加到 2025 年的近 5.14 亿部，以用于解锁、无线支付等应用。同时，手机是消费级产品控制的重要端口，搭载 UWB 芯片智能手机庞大的出货量，将引领C端UWB市场发展，带动各类UWB设备出货增长。       `                          
 
在汽车分类应用中，主要的UWB芯片供应商有恩智浦、3DB Access/Microchip, 3DB Access/Renesas Electronics等；主要的模组供应商有LG Innotek、信维通信；主要的汽车OEM厂商有大众、奔驰、宝马、特斯拉、通用等。
 
此外，Qorvo与ST也一直希望进入汽车市场，或许在不久的将来就能看到他们推出相关的产品。
 
在智能家居分类应用中，主要的芯片供应商有苹果、恩智浦和Qorvo。主要的模组供应商有Amotech、Qorvo。在智能家居的终端厂商方面，到目前为止，也就苹果推出过一款智能音箱产品。小米曾经展示过一款基于UWB解决方案的产品，不过目前没有看到量产。未来，智能电视、智能音箱等设备中有望加入UWB解决方案。

最新芯片产品

最近Qorvo宣布其DW3000系列产品支持与iPhone和Apple Watch型号中使用的Apple U1芯片的互操作，符合2021年全球开发人员大会上公布的新的Nearby Interaction 协议规范草案要求。利用这种兼容性，开发人员能够根据配备 U1 芯片的 iPhone 或 Apple Watch 的位置、距离和方向来轻松评估新的应用体验。DW3000 是 Qorvo 的下一代超宽带 (UWB) 芯片组系列，将推出四个型号以及多款模块和 beta 开发套件，并全面投入量产。

图：恩智浦DW3000系列芯片。

 
DW3000的四款芯片组，包括DW3110、DW3120、DW3210、DW3220，该新品组针对低功耗电池供电应用进行了优化。在全球范围内提供 UWB 信道 5 (6.5 GHz) 和信道 9 (8 GHz) 支持，数据速率高达 6.8 Mbps，同时提供精准定位，精度在 10 cm 内，角度测量精度为 +/-5°。芯片组采用 QFN 和 CSP 封装。
 
恩智浦的UWB芯片新品按照不同市场有计划推出不同的产品，比如针对汽车市场推出NCJ29D5；针对物联网标签市场推出了Trimension SR040；针对物联网市场推出了Trimension SR150。

 
NCJ29D5是恩智浦第一款针对汽车市场而开发的UWB芯片，专用于满足汽车业的连接和功能安全需求。UWB IC使汽车能够知道用户的确切位置。使用NCJ29D5芯片的汽车，用户将手机放在口袋或包中便能够打开和启动汽车，并通过智能手机享受安全的远程泊车服务。此外，新的UWB IC可最大限度地防止通过中继攻击盗车风险。该芯片的主要特性包括支持智能门禁的互联互通、一流的定位精度、较低的系统成本、集成式能源管理、基于Arm Cortex内核、片上支持多种加密操作，可在6.0GHz到8.5GHz的高频段运行，以及IEEE82.15.4向前和向后兼容。
 
Trimension SR040支持低功耗操作，减少了对外部组件的需求，专为纽扣电池供电的物联网设备而设计，如UWB跟踪器和标签。内置的恩智浦FiRa MAC支持互操作性，可加快产品上市速度。Trimension SR040能够与BLE或其他连接控制器集成在一个设备中。作为到达时差(TDoA)标签，它们只能发送闪烁包。该芯片的主要特性包括内置了Tx/Rx交换机、符合FiRa认证开发、以及符合IEEE802.15.4z标准等。
 
Trimension SR150则是针对物联网设备的具体需求而设计，增加了到达角(AoA)技术，提高了精确度。该芯片非常适合各种大型基础设施的UWB支持工具，如门禁装置、室内本地化设置和支付方案，以及消费品，包括电视和游戏机。多个SR150 IC设备可放置在一个房间作为超宽带锚，以帮助定位在房间内移动的人和物体。SR150的主要特性包括面向AoA功能的双Rx、支持3D AoA、符合FiRa认证开发、符合IEEE802.15.4z标准、连接至EdgeLock SE，支持安全测距用例等。
 
意法半导体（ST）在2020年7月份的时候宣布收购了一家UWB技术公司BeSpoon，该公司是一家总部位于法国的Fabless半导体公司，成立于2010年，专门研究UWB通信技术，该技术是与法国格勒诺布尔的 CEA-Leti 合作开发的。
 
随着技术发展，BeSpoon 将 UWB 技术更多的应用于工业 4.0 场景中的实时位置数据，通过对 omlox 开放网络标准的支持，在智能工厂中将不同制造商、支持不同定位技术（包括 UWB、Wi-Fi、GPS、5G、RFID、BLE）的产品在一个核心区域中联网在一起，实现在不利的环境条件下厘米级精度的实时室内定位。
 
并且在2020年年底，ST宣布加入超宽带联盟（UWBA），成为了推广级会员，并加入了理事会。
 
根据ST官网的信息，目前ST可以提供B-UWB-MEK1和B-UWB-MOD1两种类型的UWB模块给客户。
 
除了这些海外供应商，其实国内也有不少UWB芯片和方案供应商。这里我们主要介绍芯片的供应商。比如有成都精位科技、深圳纽瑞芯、广州浩云科技、杭州易百德等等。
 
其中精位科技在2019年就推出了UWB芯片JR3401，可惜到目前为止都还只有一款芯片。纽瑞芯在去年的时候推出过UWB大熊座系列SoC，兼容IEEE802.15.4z标准，此前宣称2020年年底会量产。杭州易百德在2020年4月份的时候正式发布了其EB1003芯片，该芯片集成了完整的符合802.11.4国际标准的UWB收、发、测距系统，距离测量精度小于10cm，符合802.11.4国际标准。

结语

其实，在2019年时，三星与 NXP 和 HID Global 等联手启动了 FiRa 联盟（FiRa，精细测距的缩写），以促进 UWB 技术在访问控制、位置服务、设备到设备服务等方面的应用。
 
如今，UWB行业标准逐渐完善，行业标准方面，UWB 适用 IEEE 802.15.4协议。2020 年 6 月，IEEE 更新了 UWB 的相关标准（802.15.4z），增强 UWB 安全功能（在 PHY/RF 级别），从而进一步为 UWB 进一步进入主流应用铺平了道路。
 
此外，随着苹果加入FiRa联盟，UWB生态体系逐步建立，有望成为消费级产品标配。也就是说，未来UWB的市场前景还是很值得期待的。