在无线连接技术中,蓝牙和Wi-Fi已被大家熟知。而近年来,UWB连接则逐渐兴起。苹果推出的iPhone11 全系搭载了支持 UWB 技术的 U1 芯片;北京召开的冬奥会,也采用了UWB技术进行厘米级定位。
什么是UWB芯片?
UWB,就是 Ultra Wideband,超宽带技术。它源于 20 世纪 60 年代兴起的脉冲通信技术。在 2002 年以前,UWB 被广泛用于军事方面的用途。美国国防部首次使用了UWB这一术语,意指产生、传输、接收一段持续时间非常短(纳秒或以下)的爆发式射频能量脉冲。
UWB 不同于传统的通信技术,它通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来实现无线传输。由于UWB脉冲时间宽度极短,因此可以实现频谱上的超宽带:使用的带宽在 500MHz 以上。
与蓝牙相比,UWB技术延迟更短、传输数据更大,它不仅使用 3.1 和 10.6 GHz 之间的更高频率,因为UWB使用更宽的 500 MHz 信道,可以在短时间内发送大数据包,而蓝牙通常限制在 20 MHz。UWB 的延迟通常只有一毫秒,而蓝牙 LE(低功耗)的延迟明显更长。UWB 还提供更长的范围,理论上可以达到 250 米。
简而言之,这项技术通过超大带宽和低发射功率,实现低功耗水平上的快速数据传输。由于 UWB 脉冲的时间宽度极短,因此也可以采用高精度定时来进行距离测算。
改变游戏规则
精准定位的特性让UWB进入了主流消费电子领域。
可穿戴设备已经成为UWB的目标市场之一,如在智能手表中加入UWB功能,能够将定位范围做到3度、定位距离缩小到5-10厘米的精度,这将比蓝牙“米”级精度有了大幅的提升。
目前已经使用UWB超宽带技术的消费电子品牌除了苹果、小米外,三星也非常看好 UWB 技术,认为其将成为下一代可以改变游戏规则的无线通信技术之一。
Airdrop是苹果UWB技术应用的代表性应用。从iPhone 11系列手机开始,苹果已先后在Apple Watch S6、HomePod mini智能音箱、iPhone12 系列手机和Aritag无线追踪器这些产品内,都应用了自研的UWB方案。苹果表示,U1 芯片将显著提升苹果 iPhone 手机的空间感知(Spatial Awareness)能力,结合UWB技术,可以实现更多可能。
三星主要是在手机上导入了UWB方案,具体型号包括Galaxy Note 20 Ultra、 Galaxy Z Fold 2、 S21+和S21 Ultra,同时三星也推出了采用UWB技术的SmartTag+智能追踪器。据iFixit拆解显示,三星在Galaxy Note 20 Ultra上采用的是 NXP恩智浦的一款特别研发的Secure UWB芯片。
根据市场调研机构market&market预测,全球室内定位市场规模将由2017年71.1亿美元增长到2022年的409.9亿美元,并将保持42%的复合增长率。因此,UWB定位行业正处于快速发展时期。
据ABI Research分析,到2026年,支持UWB的设备出货量将从2020年的1.43亿台增长到超过13亿台。
而UWB定位芯片出现之后,使得UWB最具技术壁垒与核心的环节得以标准化,因此,直接刺激了大量的企业涌入到UWB定位领域中进行技术的二次开发,以及市场应用的拓展。
目前,HID Global,恩智浦,三星,博世,索尼,LitePoint和TTA等组建了FiRa联盟,该联盟组织目的在于制定UWB室内定位行业的互操作性,同时将打破不同标准和制式的藩篱,形成全球统一标准。目前国内加入此联盟的厂商包括小米公司、信维通信浩云科技、沃旭科技、精位科技、清研讯科、联睿电子等。
有业内人士分析:UWB凭借穿透力强、功耗低、安全性高,特别是高精度等特性,以及上已经可以确定,UWB是终极一代的位置服务技术平台,将弥补GPS、北斗的缺陷,成为向整个社会提供室内、室外高精度三维位置信息的基础设施。
国内厂商诸如浩云科技、对UWB早有布局。浩云科技主要是通过并购润安科技成功切入UWB领域。该公司对UWB芯片设计企业的投资是产业投资。通过投资该企业,公司能够高效获得前沿UWB产业信息,择机提前布局新的UWB产业机会。据了解,润安科技是深圳市多功能智能杆配套产品中的UWB独家入库单位,也是中国核电独家中标的UWB高精准位置管理系统供应商。
UWB领域的千亿市场,即将爆发。
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