在無線連接技術中，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 技術的 U1 芯片；北京召開的冬奧會，也采用了UWB技術進行厘米級定位。

　　什么是UWB芯片？

　　UWB，就是 Ultra Wideband，超寬帶技術。它源于 20 世紀 60 年代興起的脈沖通信技術。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這一術語，意指產生、傳輸、接收一段持續時間非常短（納秒或以下）的爆發式射頻能量脈沖。

　　在2002 年時，FCC（美國聯邦通信委員會）為 UWB 分配了 3.1~10.6 GHz 共 7.5 GHz 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，才將 UWB 技術解禁，準許進入民用領域。

　　UWB 不同于傳統的通信技術，它通過發送和接收具有納秒或微秒級以下的極窄脈沖來實現無線傳輸。由于UWB脈沖時間寬度極短，因此可以實現頻譜上的超寬帶：使用的帶寬在 500MHz 以上。

　　與藍牙相比，UWB技術延遲更短、傳輸數據更大，它不僅使用 3.1 和 10.6 GHz 之間的更高頻率，因為UWB使用更寬的 500 MHz 信道，可以在短時間內發送大數據包，而藍牙通常限制在 20 MHz。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，這項技術通過超大帶寬和低發射功率，實現低功耗水平上的快速數據傳輸。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技術在蒙塵幾十年后，隨著物聯網的逐漸興起，UWB技術也開始展露它的光輝。

　　改變游戲規則

　　精準定位的特性讓UWB進入了主流消費電子領域。

　　可穿戴設備已經成為UWB的目標市場之一，如在智能手表中加入UWB功能，能夠將定位范圍做到±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。

　　目前已經使用UWB超寬帶技術的消費電子品牌除了蘋果、小米外，三星也非常看好 UWB 技術，認為其將成為下一代可以改變游戲規則的無線通信技術之一。

　　Airdrop是蘋果UWB技術應用的代表性應用。從iPhone 11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無線追蹤器這些產品內，都應用了自研的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，結合UWB技術，可以實現更多可能。

　　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技術的SmartTag+智能追蹤器。據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的Secure UWB芯片。

　　根據市場調研機構market&market預測，全球室內定位市場規模將由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定位行業正處于快速發展時期。

　　據ABI Research分析，到2026年，支持UWB的設備出貨量將從2020年的1.43億臺增長到超過13億臺。

　　UWB芯片發展瓶頸

　　早期，UWB定位方案的核心元器件采用的是分離電路板方式，并沒有實現標準化的芯片產品，雖然分離電路板可以實現不錯的定位性能，但是其產品的功耗、尺寸以及成本居高不下，尤其是分離電路的玩法，客戶只能購買整體的方案，其他的技術企業難以參與。

　　而UWB定位芯片出現之后，使得UWB最具技術壁壘與核心的環節得以標準化，因此，直接刺激了大量的企業涌入到UWB定位領域中進行技術的二次開發，以及市場應用的拓展。

　　目前，HID Global，恩智浦，三星，博世，索尼，LitePoint和TTA等組建了FiRa聯盟，該聯盟組織目的在于制定UWB室內定位行業的互操作性，同時將打破不同標準和制式的藩籬，形成全球統一標準。目前國內加入此聯盟的廠商包括小米公司、信維通信、浩云科技、沃旭科技、精位科技、清研訊科、聯睿電子等。

　　對于目前UWB產業發展存在的問題，業內人士表示：“一個是芯片方案過于單一。芯片供應商在一個產業中屬于需要高度標準化的一個環節，芯片方案過多，會造成方案的差異化嚴重，產品良莠不齊，并且會加劇行業競爭。并且，研發一款芯片產品的成本昂貴，出貨量如果達不到千萬級別，很難盈利，所以芯片這個環節注定玩家不會過多。”

　　但是單一的芯片商護士的市場沒有競爭方案出現，行業也會陷入另個發展困境。

　　“UWB 方案價格偏高，也是一大問題。”業內人士表示。

　　由于UWB技術能夠精確至厘米級，在早期定位其定位就屬于高端市場，類似軍工、奧運會的等級，因此其價格非常昂貴。高居不下的成本讓很多企業望而卻步，更別說運用在消費領域了。因此，價格也是困擾UWB發展的另一大問題。

　　國內玩家增多

　　有業內人士分析：“目前定位技術種類繁多，基于細分場景應用的需求，UWB憑借穿透力強、功耗低、安全性高，特別是高精度等特性，以及上下游產業鏈的完善，UWB定位在智能家居領域的爆發將逐步到來。”

　　在FCC公布UWB相關規定后，中國在標準制定及頻譜規劃方面也做了調研準備工作。2008年，工信部正式頒布超寬帶技術相關的頻率規定。中國的UWB標準采用了OFDM雙載波技術，包含兩個載波的OFDM超寬帶信號進行數據傳輸，中國的UWB標準使用的頻段主要集中在6-9GHz。

　　已經可以確定，UWB是終極一代的位置服務技術平臺，將彌補GPS、北斗的缺陷，成為向整個社會提供室內、室外高精度三維位置信息的基礎設施。

　　國內廠商諸如浩云科技、環旭電子、長電科技、歐菲光等也在UWB技術或產品層面早有布局，且環旭電子和長電科技皆是蘋果的UWB相關產品供應商。紐瑞芯科技、瀚巍微電子先后在去年年底和今年1月完成新一輪融資，小米等下游廠商也在對UWB芯片研發企業進行投資并構建UWB生態。

　　馳芯半導體推出國內首款商用的UWB芯片CX300，這款芯片是國內首款具備商用能力的UWB芯片，填補了國產UWB芯片的空白。

　　紐瑞芯的UWB定位通信系統芯片采用全集成SoC，實現通信定位系統功能；時分通道實現通信和定位功能；動態信道頻率3~9GHzu超低功耗設計，是一種微型化全集成芯片方案。紐瑞芯優化算法片上集成硬件加速器實現厘米級精度定位，創新抗多徑算法和海量用戶快速定位算法，支持多頻段動態切換。紐瑞芯目前可提供的產品包括：天線調諧芯片、UWB定位通信系統芯片、物聯網芯片和5G小基站收發機芯片。

　　精位科技JR3401是一款UWB室內定位射頻前端芯片，完成3G-6GHz寬帶脈沖調制信號的放大、濾波、檢波、脈沖基帶信號放大驅動、基帶脈沖比較器、高速基帶脈沖ADC、數字脈沖信號輸出和LDC等功能。芯片集成SPI接口，通過該接口實現芯片的工作模式配置及性能指標優化。采用180nm RF CMOS 工藝實現高度集成的UWB接收芯片。

　　清研訊科TSG5162，符合802.15.4Z/Bluetooth5.1標準的雙頻室內定位芯片，具有TWR/TDOA/PDOA/AOA多種測距測角能力，適用于手機生態鏈為代表的個人智慧終端與IoT類應用，可以滿足All-in-one需求、多天線需求、算法集成需求、小尺寸需求應用場景。

　　國內的浩云科技也是通過并購潤安科技成功切入UWB領域。據了解，潤安科技是深圳市多功能智能桿配套產品中的UWB獨家入庫單位，也是中國核電獨家中標的UWB高精準位置管理系統供應商。當前，浩云科技可提供定位算法服務器、室外定位基站、電子身份定位卡牌等產品。

　　在ToB市場，UWB技術產業鏈較為簡單，可以分為芯片和解決方案兩個環節，有些公司甚至從事芯片和解決方案的完整布局。當前To B類的應用場景中，出貨量無法像ToC類應用一樣進行大規模的爆發。在ToC市場，UWB技術產業鏈正形成芯片、模組、整機等多個環節，此外，UWB技術也為FPC、功能結構件等產業打開新的市場。

　　在2018年，國內UWB企業級應用市場出貨量為百萬級，隨著新的芯片玩家進入，未來幾年，在企業級應用市場，UWB將會保持著超高的發展速度，預計在2022年將會超過千萬級的量，達到1200萬片左右。

　　總結

　　超寬帶是一項潛力巨大的技術，目前仍處于起步階段。它并非旨在取代 Wi-Fi、藍牙或 NFC，而是智能地補充它們。支持 UWB 的設備數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。這種情況在未來應該會改變，UWB 也將進入普通大眾市場。汽車制造商也在著手在他們的車輛中安裝無線電標準。