淺談UWB產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景
超寬帶是一項潛力巨大的技術(shù)，目前仍處于起步階段。它并非旨在取代Wi-Fi、藍牙或NFC，而是補充。支持UWB的設(shè)備數(shù)量仍然非常易于管理。但是，三星等制造商也使用此功能為更昂貴的高端智能手機提供賣點。這種情況在未來應(yīng)該會改變，UWB也將進入普通大眾市場。
在無線連接技術(shù)中，藍牙和Wi-Fi已被大家熟知。而近年來，UWB連接則逐漸興起。蘋果推出的iPhone11全系搭載了支持UWB技術(shù)的U1芯片。
什么是UWB？
UWB，就是Ultra Wideband，超寬帶技術(shù)。它源于20世紀60年代興起的脈沖通信技術(shù)。在2002年以前，UWB被廣泛用于軍事方面的用途。美國國防部首次使用了UWB這一術(shù)語，意指產(chǎn)生、傳輸、接收一段持續(xù)時間非常短（納秒或以下）的爆發(fā)式射頻能量脈沖。
在2002年時，FCC（美國聯(lián)邦通信委員會）為UWB分配了3.1~10.6GHz共7.5GHz頻帶，還對其輻射功率做出了比FCC Part15.209更為嚴格的限制，將其限定-41.3dBm頻帶內(nèi)，才將UWB技術(shù)解禁，準許進入民用領(lǐng)域。
UWB不同于傳統(tǒng)的通信技術(shù)，它通過發(fā)送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈沖來實現(xiàn)無線傳輸。由于UWB脈沖時間寬度極短，因此可以實現(xiàn)頻譜上的超寬帶：使用的帶寬在500MHz以上。
與藍牙相比，UWB技術(shù)延遲更短、傳輸數(shù)據(jù)更大，它不僅使用3.1和10.6GHz之間的更高頻率，因為UWB使用更寬的500MHz信道，可以在短時間內(nèi)發(fā)送大數(shù)據(jù)包，而藍牙通常限制在20MHz。UWB的延遲通常只有一毫秒，而藍牙LE（低功耗）的延遲明顯更長。UWB還提供更長的范圍，理論上可以達到250米。
簡而言之，這項技術(shù)通過超大帶寬和低發(fā)射功率，實現(xiàn)低功耗水平上的快速數(shù)據(jù)傳輸。由于UWB脈沖的時間寬度極短，因此也可以采用高精度定時來進行距離測算。
并不是那么新的UWB技術(shù)在蒙塵幾十年后，隨著物聯(lián)網(wǎng)的逐漸興起，UWB技術(shù)也開始展露它的光輝。
改變游戲規(guī)則
精準定位的特性讓UWB進入了主流消費電子領(lǐng)域。
可穿戴設(shè)備已經(jīng)成為UWB的目標市場之一，如在智能手表中加入UWB功能，能夠?qū)⒍ㄎ环秶龅?/span>±3度、定位距離縮小到5-10厘米的精度，這將比藍牙“米”級精度有了大幅的提升。
目前已經(jīng)使用UWB超寬帶技術(shù)的消費電子品牌除了蘋果、小米外，三星也非?？春?/span>UWB技術(shù)，認為其將成為下一代可以改變游戲規(guī)則的無線通信技術(shù)之一。
Airdrop是蘋果UWB技術(shù)應(yīng)用的代表性應(yīng)用。從iPhone11系列手機開始，蘋果已先后在Apple Watch S6、HomePod mini智能音箱、iPhone12系列手機和Aritag無線追蹤器這些產(chǎn)品內(nèi)，都應(yīng)用了自研的UWB方案。蘋果表示，U1芯片將顯著提升蘋果iPhone手機的空間感知（Spatial Awareness）能力，結(jié)合UWB技術(shù)，可以實現(xiàn)更多可能。
三星主要是在手機上導入了UWB方案，具體型號包括Galaxy Note 20 Ultra、 Galaxy Z Fold 2、 S21+和S21 Ultra，同時三星也推出了采用UWB技術(shù)的SmartTag+智能追蹤器。據(jù)iFixit拆解顯示，三星在Galaxy Note 20 Ultra上采用的是NXP恩智浦的一款特別研發(fā)的Secure UWB芯片。
根據(jù)市場調(diào)研機構(gòu)market&market預(yù)測，全球室內(nèi)定位市場規(guī)模將由2017年71.1億美元增長到2022年的409.9億美元，并將保持42%的復合增長率。因此，UWB定位行業(yè)正處于快速發(fā)展時期。
據(jù)ABI Research分析，到2026年，支持UWB的設(shè)備出貨量將從2020年的1.43億臺增長到超過13億臺。
國內(nèi)玩家增多
有業(yè)內(nèi)人士分析：“目前定位技術(shù)種類繁多，基于細分場景應(yīng)用的需求，UWB憑借穿透力強、功耗低、安全性高，特別是高精度等特性，以及上下游產(chǎn)業(yè)鏈的完善，UWB定位在智能家居領(lǐng)域的爆發(fā)將逐步到來。”
在FCC公布UWB相關(guān)規(guī)定后，中國在標準制定及頻譜規(guī)劃方面也做了調(diào)研準備工作。2008年，工信部正式頒布超寬帶技術(shù)相關(guān)的頻率規(guī)定。中國的UWB標準采用了OFDM雙載波技術(shù)，包含兩個載波的OFDM超寬帶信號進行數(shù)據(jù)傳輸，中國的UWB標準使用的頻段主要集中在6-9GHz。
已經(jīng)可以確定，UWB是終極一代的位置服務(wù)技術(shù)平臺，將彌補GPS、北斗的缺陷，成為向整個社會提供室內(nèi)、室外高精度三維位置信息的基礎(chǔ)設(shè)施。
在ToB市場，UWB技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈較為簡單，可以分為芯片和解決方案兩個環(huán)節(jié)，有些公司甚至從事芯片和解決方案的完整布局。當前To B類的應(yīng)用場景中，出貨量無法像ToC類應(yīng)用一樣進行大規(guī)模的爆發(fā)。在ToC市場，UWB技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈正形成芯片、模組、整機等多個環(huán)節(jié)，此外，UWB技術(shù)也為FPC、功能結(jié)構(gòu)件等產(chǎn)業(yè)打開新的市場。
乾位智通（深圳）技術(shù)有限公司應(yīng)用自主掌握的UWB精準定位算法，致力于二維、三維高精度定位，專注于嵌入式軟硬件開發(fā)、UWB厘米級定位算法研發(fā)、應(yīng)用層軟件開發(fā)，已實現(xiàn)不同場景復雜環(huán)境下的多基站快速組網(wǎng)的應(yīng)用。
UWB具有超寬帶寬、定位精度高、抗干擾能力強等特性，可用于實時定位系統(tǒng)、測距、數(shù)字密鑰、消費電子標簽、移動或靜止的人車物精準位置空間服務(wù)等。
