频频上车！UWB正在成为汽车应用新蓝海

电子发烧友网报道（文/李宁远）在各种无线连接技术中，UWB的性能无疑是名列前茅的，但其发展却一直相对较为低调。近年来，UWB在智能手机和其他智能终端的出现频率不断增加，开始被人们熟知。
 
低调的UWB技术以其优异定位精度和无缝互联特性不仅在消费电子领域大放异彩，现在也开始汽车领域受到众多产业链上下游厂商的押注，大有成为未来汽车业主流的技术之一的趋势。
 
多年来在消费电子尤其是移动设备市场寻找落地的UWB技术，在汽车领域迎来了加速发展的机会。宝马、奥迪、大众、比亚迪、蔚来、小鹏等诸多汽车品牌都开始引入UWB技术，芯片赛道厂商们也开始加码车规UWB芯片。
 
汽车数字钥匙，UWB方案加速上车
 
无钥匙进入和数字钥匙在汽车领域并不是一个很新的方向，汽车钥匙从机械化向数字化发展的过程中，很多技术都出现过。比如NFC技术，适配性好，可以与带有NFC功能的手机直接进行交互，像WiFi、蓝牙这些配对在NFC Forum中已经标准化。但NFC感应的距离实在太近，需要设备贴近才能完成识别。
 
后来是蓝牙数字钥匙方案，通过蓝牙的方案把手机变成了汽车虚拟钥匙，替代了实体智能钥匙。但是蓝牙是通过信号强度来进行定位的，准确度无法确保。
 
而基于UWB技术的数字钥匙方案，因其独有的优势，现在正加速上车。UWB全称Ultra Wide Band，是一种建立在脉冲无线电、低功率宽带信号两大基石上的无线载波通信技术，这两大基石也赋予了UWB高性能的精准定位和安全测距特性。这一技术起源自60年代的脉冲通信技术，最早被应用于军事雷达探测测量飞行时间，并不是一项民用技术。
 
UWB并不采用正弦载波，而是利用纳秒级非正弦的占空比很低的波窄脉冲作为载体，进行传输数据或探测物体，频谱极宽。占用至少500MHz的通信带宽，传输数据的能力足够，而且其工作频率远离2.4GHz等繁忙的窄带通信频段，因此UWB信号具有强大的抗干扰能力，同时在复杂环境中具有极强的抗多径能力。
 
相比前两者数字钥匙方案，UWB方案能将定位精度直接进行数量级提升，UWB持续且极短的窄脉冲能在嘈杂的环境中依然精准地被捕捉到，厘米级定位带来的应用前景是目前其他方案不能实现的。此外，UWB数字钥匙定位覆盖范围也高于其他方案。
 
目前，蓝牙数字钥匙依然是主流方案，根据高工智能汽车研究院监测数据2023年中国市场（不含进出口）乘用车前装标配数字钥匙交付704.30万辆，同比增长52.48%，搭载率升至33.35%，其中蓝牙方案占比超过90%。
 
但不可忽视的是，UWB方案正在以惊人的速度导入应用，在该监测的细分数据中，UWB数字钥匙方案在2023年中国市场（不含进出口）乘用车前十一个月交付了25.89万辆，同比增长高达629.3%。
 
本月发售的华为WATCH 4 PRO就搭载了UWB控车技术，配对问界M9，不仅支持UWB无感车钥匙，还能开启智能迎宾功能。特斯拉今年也更新了其移动端应用程序，添加了对UWB技术的支持，改善了对内置数字车钥匙的支持，使用数字车钥匙锁定和解锁车辆。
 
高通今年发布的FastConnect 7900也有相当独特的地方，FastConnect 7900系列是行业首个在单个芯片上集成Wi-Fi 7、蓝牙和UWB技术，全面支持汽车数字钥匙等近距离感知应用场景。
 
在汽车应用上，UWB数字钥匙方案作为先行者应用正在迅速扩大规模，根据市场调研机构Techno Systems Research预测，2027年全球UWB芯片出货量将会超过12亿颗，智能手机和汽车将是两大出货市场。
 
不止于数字钥匙，UWB意图拓展更多汽车应用
 
从数字钥匙应用开始上车，是车载UWB应用的开始，但UWB技术的野心绝不仅仅只瞄准了数字钥匙应用。UWB技术巨大的潜力是巨大，尤其是非常精确的定位和车辆内部及周围的距离精准确定，可以实现的新应用还有很多可以挖掘。
 
比如目前除了UWB数字钥匙之外，另一个主要探索的方向就是UWB雷达。上面也提到过UWB技术自出现开始最早就是被应用于军事雷达探测的。UWB雷达发射脉冲信号，并接收该脉冲信号经障碍物反射后的回波，通过对回波扰动的分析来判断UWB雷达附近是否存在物体以及物体的运动。
 
UWB雷达在相关硬件设计和算法的配合下，可以实现在极高的灵敏度下完成微小的运动检测。在UWB芯片市场排名前两位的Qorvo和NXP在推出的相应UWB芯片方案中已经有短程雷达功能的应用。
 
如NXP预计2025年车型中投入使用，业界首款将测距和短程UWB雷达功能组合到单个芯片并采用集成式MCU的汽车器件Trimension NCJ29D6，就能够解决包括安全汽车门禁、儿童存在检测、入侵警报、手势识别等在内的多功能实现。
 
除此之外，乘客体征检测、无感支付、CAR ID、无线充电、辅助/自动泊车以及诸多V2X应用都有着借助UWB技术实现的潜力。不论是车内应用还是车外应用，UWB技术带来了很多可以想象的空间。
 
以前市面上做UWB芯片厂商肯定不算多，且绝大多数以开发消费电子市场为主，做车规级的更少。而现在，全球主要的UWB芯片供应商都在加速车载UWB产品线的开发，意图在快速增长的汽车UWB市场抢占先机。
 
国内如纽瑞芯已经有通过AEC-Q100车规认证、通过FiRa联盟认证的车规UWB芯片，应用涵盖数字车钥匙、呼吸检测和脚踢雷达等应用；驰芯半导体也有UWB芯片瞄准的是汽车UWB市场；宇都通讯也针对智慧车钥匙的核心定位功能以及智能座舱的活体检测功能开发了车规级UWB定位芯片即将量产；优智联的UWB SoC芯片也已经在多家汽车整机厂、零部件供应商测试。
 
随着众多上游芯片方案商针对车规UWB产品线不断推陈出新，汽车UWB赛道的关注度还在不断上升，借由数字钥匙成功上车的UWB技术不断探索着更多车内车外功能，将为汽车市场带来新的巨变，也驱动着市场爆发。
 
小结
 
从市场来看汽车产业链上下游玩家对UWB的跟进驱动着UWB技术和产品的加速上车快速落地，UWB技术本身也在进一步拓展频谱在准确度、可靠性上的性能。
 
双向驱动之下，虽然目前UWB技术，尤其是车规级UWB还面临着价格高、技术支持难等问题，但UWB芯片出货量的快速增长以及众多国产UWB芯片的出现都是实现降本的有利因素。加速上车并拓展应用的UWB正在为汽车智能化应用带来新前景。