UWB(超寬帶)作為一種基于極窄脈沖信號的無線通信技術(shù),具有GHz級帶寬、厘米級定位精度、低功耗等特性,在通信與定位功能上展現(xiàn)出高速、高精度優(yōu)勢。但是UWB的應(yīng)用需要大規(guī)模部署UWB基站的場景,如室內(nèi)定位系統(tǒng)。基站的建設(shè)、安裝和維護成本都是一筆不小的開支。同時,UWB的應(yīng)用場景主要集中于定位、室內(nèi)導(dǎo)航等少數(shù)領(lǐng)域,對其他領(lǐng)域的應(yīng)用探索相對不足,這些問題都限制了UWB技術(shù)的市場潛力和發(fā)展空間。不過近年來,UWB這種不溫不火的市場表現(xiàn)正在得到改變,對于新應(yīng)用領(lǐng)域的探索正在加速,無論是消費、工業(yè)領(lǐng)域的定位,還是車載應(yīng)用的安全認證等,尤其是對UWB雷達應(yīng)用的開發(fā),都更給人們以新的想象空間。UWB的發(fā)展正在迎來新的轉(zhuǎn)機。
手機、車載、工業(yè),UWB加裝增速
“很明顯的一個趨勢,UWB的接受程度正在提高?!盦orvo資深市場經(jīng)理俞詩鯤在接受媒體采訪時指出。其中一個最大的變化趨勢是,越來越多手機廠商開始將UWB模塊集成到自家旗艦機型或熱門產(chǎn)品當中。
早在2019年,蘋果就開始在iPhone手機中普及UWB技術(shù),此后逐漸將UWB芯片應(yīng)用于Apple Watch、HomePod等產(chǎn)品。最新的進展是,蘋果在Vision Pro中也加入了UWB芯片。三星在旗下Galaxy Note 20 Ultra、Galaxy Z Fold 2等機型中也已導(dǎo)入UWB方案。在“對準來分享”功能中,UWB通過快速定位可建立無線連接,以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。另外,小米在智能家居領(lǐng)域,也推出了具備UWB技術(shù)的“一指連”功能,以及由此衍生的“一指操控”和“一指投送”功能。
手機廠商作為主要的消費電子廠商,具有很強的示范引領(lǐng)作用,將吸引更多上下游企業(yè)關(guān)注并參與到UWB技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用中來,推動UWB技術(shù)在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用拓展與市場普及。
在車載和消費領(lǐng)域是另一個值得關(guān)注的市場?!盎赨WB的無感進入技術(shù)(Hands Free?access)正在得到更多應(yīng)用?!庇嵩婗H介紹。因為,除了定位功能之外,UWB還是一項安全技術(shù)。它可以基于位置提供數(shù)據(jù)服務(wù)。而這種基于位置的數(shù)據(jù)信息是很難被黑客加以復(fù)制和傳播的,所以UWB在安全領(lǐng)域有著天然的優(yōu)勢。目前,UWB的這一特性正在車載領(lǐng)域落地。采用UWB的數(shù)字車鑰匙等項目被多家國際國內(nèi)頭部車廠所看重,都有相關(guān)產(chǎn)品在推出。這一技術(shù)在消費領(lǐng)域如智能門鎖上,也在落地。
UWB在工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展也很快。2024年幾家國際AP大廠將UWB集成到最新的Wi-Fi 7路由器當中。這些產(chǎn)品將最先被供應(yīng)給工業(yè)用戶。以往,UWB難以被大批量布設(shè)的一個重要原因在于,它的定位服務(wù)是基于網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的。而網(wǎng)絡(luò)需要大量基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),比如網(wǎng)絡(luò)基站。隨著AP廠商在路由器中對UWB集成,相當于建設(shè)了相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施。隨著基礎(chǔ)設(shè)施的完成,后續(xù)的應(yīng)用服務(wù)如算法、標簽,就變得更加容易。相信未來幾年,UWB在工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展將會加速。
UWB雷達,新應(yīng)用不斷被探索
除定位與安全應(yīng)用之外,雷達是人們對UWB應(yīng)用的最新探索。
“對于雷達技術(shù),人們比較熟悉的是激光雷達或毫米波雷達。UWB技術(shù)也可以用于雷達。其原理是利用UWB信號特性實現(xiàn)對目標物體的高精度探測和成像。與傳統(tǒng)的雷達技術(shù)相比,UWB雷達具有更高的分辨率、更強的抗干擾能力和更低的功耗特性?!庇嵩婗H介紹。
據(jù)了解,UWB雷達目前已經(jīng)有了一些應(yīng)用落地。UWB可以穿透一些非金屬障礙物,如墻壁、家具等,實現(xiàn)對隱藏目標的探測,因而在安防監(jiān)控、智能家居、醫(yī)療健康等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。例如,在安防監(jiān)控領(lǐng)域,UWB雷達可以實時監(jiān)測房間內(nèi)的人員活動情況,即使人員躲在障礙物后面也能被準確探測到,大大提高了安防系統(tǒng)的可靠性和安全性;在智能家居領(lǐng)域,UWB雷達可以用于智能照明控制,根據(jù)人員在房間內(nèi)的位置自動調(diào)節(jié)燈光的亮度和開關(guān)狀態(tài),實現(xiàn)更加智能化和人性化的家居體驗。
“當然這項技術(shù)真正要想發(fā)揮作用還需要相應(yīng)的軟件算法配合,所以還在不斷演進和開發(fā)之中。我們期待未來會有更多應(yīng)用場景落地?!庇嵩婗H表示。
Qorvo持續(xù)完善UWB方案
隨著UWB技術(shù)對各種新應(yīng)用的不斷探索,市場規(guī)模不斷提高。高工智能汽車研究院預(yù)計,2024年中國乘用車市場僅UWB數(shù)字鑰匙方案標配上車規(guī)模將突破150萬輛,2025年將實現(xiàn)超過15%的搭載率。
應(yīng)對市場需求,近年來Qorvo不斷推出芯片乃至模塊級的解決方案。據(jù)了解,Qorvo第一代UWB芯片是2014年推出的DW1000系列。2019年Qorvo推出DW3000和QM33系列。今年3月,Qorvo再次發(fā)布新一代QM35825芯片。
資料顯示,QM35825是一款SoC級的UWB產(chǎn)品。除UWB收發(fā)器以外,還集成了MCU、前端FEM(前端模塊)等,形成完整解決方案。根據(jù)俞詩鯤的介紹,QM35825的一大特性是可以簡化設(shè)計。原本UWB系統(tǒng)廠商可能需要三顆芯片才能完成的設(shè)計,采用QM35825一顆芯片就可以解決問題。
此外,QM35825的性能也有很大提升,特別在射頻性能上,Link Budget(鏈路預(yù)算)最高可達104dB 。Qorvo將接收和發(fā)送通道做了分離,支持單發(fā)三收。三個接收通道中兩個通道完全和發(fā)送通道隔離。這樣的架構(gòu)使芯片的無線性能得到質(zhì)的飛躍。體現(xiàn)在應(yīng)用上,就是測距和測角的精度比原來提升了一倍:測距精度達到5厘米,測角精度達到2度。
在UWB的方案上,Qorvo不僅推出芯片級產(chǎn)品,還推出模塊。這是因為UWB的頻率較高。許多計劃采用UWB的企業(yè)并不熟悉開發(fā)如此高頻的射頻產(chǎn)品。Qorvo利用自身優(yōu)勢,將射頻和天線整合進入方案當中,形成模塊級產(chǎn)品,可以降低用戶的進入門檻。此外,Qorvo還可以提供定制化的服務(wù),甚至幫用戶進行PCB級的定制設(shè)計?!熬蛡€人的經(jīng)驗而言,對于很多企業(yè),UWB的測角天線都是一項技術(shù)挑戰(zhàn)。”俞詩鯤補充。