什么是UWB芯片（浅谈UWB芯片发展瓶颈）

在无线连接技术中，蓝牙和Wi-Fi是众所周知的。近年来，超宽带连接逐渐出现。苹果iPhone11搭载支持UWB技术的U1芯片；北京举办的冬奥会也采用了UWB技术进行厘米级定位。

什么是超宽带芯片？

UWB，即超宽带，超宽带技术。它起源于20世纪60年代出现的脉冲通信技术。2002年以前，超宽带广泛应用于军事。美国国防部首先使用术语UWB，这意味着产生、发射和接收持续时间非常短(纳秒或更短)的爆炸性RF能量脉冲。

2002年，FCC(美国联邦通信委员会)为UWB共分配了3.1~10.6GHz的7.5GHz频段，还对其辐射功率做了比FCC Part15.209更严格的限制，限制在-41.3dBm频段，才解除UWB技术并允许进入民用领域。

与传统的通信技术不同，超宽带通过发送和接收纳秒或微秒级或以下的极窄脉冲来实现无线传输。由于UWB的脉冲时间宽度极短，在频谱上可以实现超宽带：使用的带宽在500MHz以上。

与蓝牙相比，UWB技术具有更短的延迟和更大的数据传输量。它不仅使用3.1-10.6 GHz之间的更高频率，因为UWB使用更宽的500MHz信道，可以在短时间内发送大数据包，而蓝牙通常仅限于20MHz。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还提供更远的范围，理论上可达250米。

简而言之，该技术可以通过超大带宽和低传输功率，实现低功耗水平的快速数据传输。由于UWB脉冲的时间宽度极短，因此也可以用高精度的定时来测量距离。

这不是什么新的超宽带技术。经过几十年的尘封，随着物联网的逐渐兴起，UWB技术开始大放异彩。

改变游戏规则

准确的定位特性使超宽带进入主流消费电子领域。

可穿戴设备已经成为UWB的目标市场之一。比如在智能手表上加入UWB功能，定位范围可以是3度，定位距离可以降到5-10 cm精度，相比蓝牙“米”精度会有很大提升。

目前，除了苹果和小米这些已经使用UWB技术的消费电子品牌，三星也非常看好UWB技术，认为它将成为能够改变游戏规则的下一代无线通信技术之一。

Airdrop是苹果UWB技术的代表性应用。从iPhone11系列手机开始，苹果先后在Apple Watch S6、 HomePod Mini智能音箱、iPhone12系列手机、Aritag无线追踪器中应用了自主研发的UWB方案。苹果表示，U1芯片将显著提高苹果iPhone的空间感知能力，结合UWB技术可以实现更多的可能性。

三星主要将UWB方案引入手机，具体型号包括Galaxy Note 20 Ultra、Galaxy Z Fold2、 S21和S21 Ultra。同时，三星还推出了采用UWB技术的SmartTag智能追踪器。根据iFixit的拆解，三星在Galaxy Note 20 Ultra上使用了恩智浦NXP专门开发的安全UWB芯片。

据市场研究机构marketmarket预测，全球室内定位市场将从2017年的71.1亿美元增长到2022年的409.9亿美元，复合增长率为42%。因此，超宽带定位行业正处于快速发展时期。

根据ABI研究，到2026年，支持UWB的设备的出货量将从2020年的1.43亿增加到超过13亿。

超宽带芯片发展瓶颈

早期UWB定位方案的核心部件是分离式电路板，没有标准化的芯片产品。虽然分离电路板可以实现良好的定位性能，但其产品的功耗、尺寸和成本仍然很高，尤其是分离电路的游戏。客户只能购买整个方案，其他技术公司很难参与进来。

UWB定位芯片出现后，UWB的大部分技术壁垒和核心环节都得到了规范，直接刺激了大量企业涌入UWB定位领域进行技术的二次开发和市场应用的拓展。

目前HID Global、恩智浦、三星、博世、索尼、LitePoint、TTA组成了FiRa联盟，旨在建立UWB室内定位行业的互通性，同时打破不同标准和系统的壁垒，形成全球统一的标准。目前加入该联盟的国内厂商有小米公司、信维通信、郝云科技、沃旭科技、经纬科技、青岩迅科、李安瑞电子等

对于目前UWB产业发展存在的问题，业内人士表示：“一是芯片方案过于单一。芯片供应商是一个需要高度标准化的行业中的一个环节。芯片方案过多，会导致方案分化严重，产品良莠不齐，行业竞争加剧。而且开发一款芯片产品成本昂贵，如果出货量没有达到几千万，很难盈利。所以芯片环节注定不会有太多玩家。”

而单芯片厂商护士市场没有竞争方案，行业将陷入另一种发展困境。

"超宽带方案的高价格也是一个大问题."知情人说。

因为UWB技术可以精确到厘米级，前期的定位属于高端市场，类似于军工和奥运会的水平，所以价格很贵。高昂的成本让很多企业望而却步，更不用说用在消费领域了。所以价格是困扰UWB发展的另一大问题。

国内玩家增加

业内人士分析：“目前定位技术有很多种。基于细分场景应用的需求，UWB定位凭借其强渗透、低功耗、高安全性，尤其是高精度，以及上下游产业链的完善，将在智能家居领域逐步爆发。”

FCC公布UWB规定后，我国也做了标准制定和频谱规划的研究和准备工作。2008年，工信部正式颁布了超宽带技术相关的频率规定。中国的UWB标准采用OFDM双载波聚合技术，包含两个载波的OFDM超宽带信号进行数据传输，而中国的UWB标准主要使用6-9GHz频段。

可以确定的是，UWB是终极位置服务技术平台，将弥补GPS和北斗的不足，成为向全社会提供室内外高精度三维位置信息的基础设施。

国内厂商如郝云科技、环球科学工业股份有限公司、长电科技、欧菲光等已经布局UWB技术或产品，环球科学工业股份有限公司和长电科技都是苹果UWB相关产品的供应商。瑞信科技和韩伟微电子分别于去年年底和今年1月完成了新一轮融资。小米等下游制造商也在投资UWB芯片R&D企业，构建UWB生态系统。

驰信半导体推出国内首款商用UWB芯片CX300，这是国内首款商用UWB芯片，填补了国产UWB芯片的空白。

锐信的UWB定位通信系统芯片采用全集成SoC实现通信定位系统的功能；时分信道实现通信和定位功能；动态信道频率3 ~ 9GHzu的超低功耗设计，是一种小型化的全集成芯片方案。核心优化算法集成片上硬件加速器，实现厘米级精确定位，创新抗多径算法和海量用户快速定位算法，支持多频段动态切换。目前Raycore可以提供的产品有：天线调谐芯片、UWB定位通信系统芯片、物联网芯片、5G小基站收发芯片。

JR3401是一款UWB室内定位射频前端芯片，可以对3G-6GHz宽带脉冲调制信号进行放大、滤波、检波，放大驱动脉冲基带信号，基带脉冲比较器，高速基带脉冲ADC，数字脉冲信号输出，LDC。集成了芯片的SPI接口，通过该接口可以实现c

TSG5162是一款符合802 . 15 . 4 z/蓝牙5.1标准的双频室内定位芯片，具有TWR/TDOA/PDOA/AOA的多种测距和测角能力。适用于以手机生态链为代表的个人智能终端和物联网应用，可满足一体机需求、多天线需求、算法集成需求和小尺寸需求。

国内的郝云科技也通过收购润安科技成功切入UWB领域。据了解，润安科技是深圳多功能智能电杆配套产品中UWB的独家存储单元，也是中国核电中标的UWB高精度位置管理系统的独家供应商。目前，郝云科技可以提供定位算法服务器、室外定位基站、电子身份定位卡等产品。

在ToB市场，UWB技术产业链相对简单，可以分为芯片和解决方案两个环节。有的公司甚至搞芯片和解决方案的完整布局。在目前To B级的应用场景下，出货量不可能像ToC级那样大规模爆发。在ToC市场，UWB技术产业链正在形成多个环节，如芯片、模块、整机等。此外，UWB技术还为FPC、功能元件等行业开辟了新的市场。

2018年国内UWB企业应用市场出货量百万台。随着新芯片玩家的进入，未来几年，在企业应用市场，UWB将保持超高的发展速度，预计2022年将突破1000万台，达到1200万台左右。

摘要

超宽带(UWB)是一项潜力巨大的技术，目前仍处于起步阶段。不打算取代Wi-Fi、蓝牙、NFC，而是智能补充。支持UWB的设备数量仍然很容易管理。然而，三星等制造商也利用这一功能为更昂贵的高端智能手机提供卖点。这种情况未来应该会有所改变，UWB也会进入一般大众市场。汽车制造商也开始在汽车上安装无线电标准。

UWB的千亿市场即将爆发。