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被iPhone 11帶火的UWB,帶給產業鏈哪些商機?

北京時間9月11日凌晨,蘋果公司正式發布2019年新款的iPhone 11系列和Apple Watch Seris 5在內的多款產品。蘋果手機作為引領智能手機科技前沿的產品,近兩年雖然有些“槽點”,但一些新的技術亮點仍值得挖掘。其中,UWB室內定位技術目前得到產業鏈的高度關注。

一、什么是UWB?

超寬帶(Ultra Wide-Band,UWB)是一種新型的無線通信技術,它主要用于低功耗數據快速傳輸以及室內靜止或移動物體/人的定位跟蹤與導航。

目前,包括美國、日本、加拿大等在內的國家都在研究這項技術。UWB技術傳輸速率高(速率最高可達1000Mbps以上)、發射功率較低、穿透能力較強并且是基于極窄脈沖的無線技術,并無載波。

UWB采用的頻譜范圍為3.1 GHz-10.6GHz,擁用500MHz以上的帶寬,不容易被干擾,能提供比其他室內定位技術更精準的定位能力。拿iPhone 11來說,UWB能讓iPhone 11精確定位其他配備UWB技術的Apple設備。

二、UWB的發展歷程

2002年以前,UWB被廣泛用于軍事用途。2002年,美國聯邦通信委員會(FCC)對UWB做了功率上的嚴格限制,才將UWB技術解禁,準許進入民用領域。但由于其價格偏高,UWB技術主要用于To B端,例如監獄、失智老人看護、工業機器人等。

在進入民用以后,UWB技術進入了高速發展期,各種技術方案圍繞著UWB國際標準的制定也展開了激烈的競爭。2007年,IEEE在802.15.4a標準中對UWB技術進行了標準化。經過近十年的發展,UWB的標準一直在不斷完善,這對不同廠商的UWB技術的兼容性起到了關鍵作用。

三、室內定位技術的對比

相比其他行業,室內定位行業的市場較小,例如紅外定位、藍牙定位、Wi-Fi定位等,由于定位精度、地形限制、設備功耗等各方面的原因導致了室內定位一直沒有得到太多應用。而UWB高精度定位技術的成熟應用,正在打破這一局面。

1.JPG

相比Wi-Fi、藍牙、Zigbee、RFID等定位技術,UWB的定位精密度更高能達厘米級,從抗干擾和抗多徑方面來說,UWB也要明顯優于其它幾種技術。

除了定位精度高,UWB還有很多優勢:(1)抗干擾性能強;(2)傳輸速率高,最高可達1000Mbps以上;(3)帶寬極寬,擁用500MHz以上的帶寬;(4)消耗電能小;(5)工程簡單造價便宜。

四、主要UWB芯片原廠

在iPhone 11的帶動下,UWB 技術已經受到產業鏈的廣泛關注。在To B市場,UWB 技術產業鏈可分為“芯片”和“解決方案”兩個環節,少數公司已經從事芯片和解決方案的完整布局。

而在To C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。東方證券指出,手機應用UWB技術有望給模組和FPC市場分別帶來數十億元新增市場。

根據天風國際分析師郭明錤發布的最新研究報告,iPhone UWB SiP合作商為長電科技,且預計蘋果還會推出UWB標簽,以實現部署提供iPhone室內定位服務的基礎建設。在UWB標簽產業鏈方面,預計長電科技仍為主要供貨商,生產則由緯創實現。

《國際電子商情》也梳理一下全球UWB芯片廠商的概況。目前全球UWB定位技術主要行業巨頭有:英國Ubisense、美國Time domain、Zebra、愛爾蘭DecaWave (DW1000芯片)、荷蘭NXP等,國內中海達、浩云科技、精位科技等數十家企業也開始風云乍起,迎接市場的紅利期。

1、英國Ubisense

Ubisense成立于2003年1月,來自劍橋大學的工程師隊伍,Ubisense UWB的顯著特點是精確可靠的實時定位,有源射頻標簽適用于室內/戶外環境且高精度,可達到15厘米,基座設施可互相替換,具備高可靠性(兩個感應器跟蹤三維定位),為客戶端提供成熟的軟件平臺。應用范圍包括物流、工業、危險環境、醫療保健、軍事等。 

2、美國Time domain

公司的PLUS超頻帶UWB及時定位系統由標簽、閱讀器、同步分配面板、天線和定位軟件組成。2009年底,Time Domain公司就推出歐式系統,中心頻率為7.3Hz。歐式系統中用戶可以動態地改變標簽的發射頻率(1~10Hz)和操作模式(活躍或者待機)。

3、美國Zebra

Zebra Technologies為美國大學生橄欖球Senior Bowl比賽提供有源UWB標簽、讀卡器以及Zebra軟件。Zebra軟件讀取數據后,將計算諸如每個球員跑步的速度,其他球員與該球員的距離,以及拋球的速度和旋轉度、高度、距離等信息。然后,這些數據將轉發給Senior Bowl的管理軟件,通過社交媒體向粉絲和媒體展示。這些信息不僅可以用來識別球員的優缺點,還可以判斷球員是否疲勞。

4、愛爾蘭DecaWave

Decawave是目前已知唯一支持IEEE 802.15.4的UWB定位芯片廠商。其提供低成本的芯片出售,零售價格在幾美元。型號為DW1000的芯片,符合IEEE 802.15.4-2011 UWB標準協議(在理想條件下,最大可測量范圍為300m)。應用于政府大樓、高貨值倉庫、超級市場、大型制造車間、醫院、敬老院、幼兒園、酒店、大型餐館、娛樂場所、監獄、住宅小區、物流公司、博物館、科研機構、實驗室等人員和重要物資的定位監控。

5、法國BeSpoon

BeSpoon的UWB RTLS 系統,易于部署,具有“容量大、標簽待機時間長、覆蓋范圍廣、定位精度高”等突出優點,可用于追蹤工廠中成百上千的產品批次,或查詢倉庫中叉車、工具、棧板的實時位置。本系統適用于各類工業環境,即便在鈑金車間這類多障礙、強散射的不利環境中,系統表現依然良好。

6、荷蘭恩智浦

恩智浦將UWB應用在了汽車電子領域。日前一款基于大眾Arteon車型打造的概念車于德國漢堡亮相,通過搭載恩智浦于今年7月發布的最新超寬帶技術,該車在防盜保護、安全性和便利性等方面都有了大幅提升。盡管在這款車型上,超寬帶技術的主要應用場景還限于驗證車輛的防失竊,但未來應用將有無限可能。

7、成都精位科技

成都精位科技在UWB系統定位精度上可達1-10cm,射頻最大射程400米,基站刷新率高達8000Hz、標簽刷新率100Hz、大范圍定位和三維實時定位。其高精度定位平臺可根據不同的平臺設置不同的屬性,提供API開發包,在相對統一的軟件平臺基礎上定制開發各種應用軟件,可以直觀形象的顯示定位目標,定位場景,管理定位數據,以滿足不同行業的需求。

8、北京清研訊科

清研訊科源于清華大學測試技術與儀器國家重點實驗室,是一家工業無線精確定位產品及定位系統提供商。它提供的LocalSense精確定位解決方案,在生產環節中實時定位人員、車輛、資產的精確位置,并在定位基礎上實現軌跡追蹤、區域報警、攝像聯動等增值服務功能。

9、中海達(鄭州聯睿電子)

中海達全資子公司聯睿電子專注于區域高精度實時定位產品研發和相關技術服務,行業應用領域廣泛涉及倉儲物流、司法監獄、智慧城市等。日前,公司成功中標“華為UWB手機無線防盜器項目”,將為各大華為體驗店提供可擺脫傳統手機防盜鏈的無線防盜器產品,預計年采購數量萬套以上。

10、廣州浩云科技

深耕UWB技術多年的浩云科技,UWB技術可以做到室內或者室外精準定位到厘米級別,目前公司已經掌握了將UWB嵌入手機使用的技術,形成了成熟的產品,并將相關技術及產品應用在了智慧司法、核電等多個領域,其室內靜態定位精度可達2厘米,高精度技術領先同行業1-2年。

11、南京唐恩科技

唐恩科技源自于南京大學軟件新技術國家重點實驗室的定位技術研發團隊,推出了基于衛星、UWB、慣導和視覺技術的多種定位產品,在智能工廠和生產控制領域提供了多個解決方案,如智能工廠可視化、生產運維安全管理、工業車輛智能導骯等,提升行業的管理精細化和自動化水平。2014年率先與Decawave合作,推出國內首家UWB自研高精度定位系統。

12、上海環旭電子

公司是我國“超寬帶無線通信關鍵技術及其共存與兼容技術”的前列企業,其與飛思卡爾半導體有限公司在2006年就已推出了超寬帶高清電視和家庭媒體中心等產品和系統。

13、上海仁微電子

高精度UWB定位系統已成功將UWB定位技術和行業需求相結合,推出了眾多行業應用方案并成功應用,例如智慧監獄的犯人實時監管、智慧工地中施工人員的安全定位、智慧化工的危險區域重點監控、智慧執法辦案中心定位手環防串供等功能。

14、南京沃旭通訊科技

公司成立于2012年,開始曾為中國移動布置Wi-Fi熱點,后來轉向UWB技術。沃旭是國內首家基于IR-UWB產品研發及應用的高新技術企業,也是“Decawave”官方指定的主要合作伙伴。2016年沃旭完成Pre-A輪融資。產品已通過國家無委、FCC,以及即將通過德國萊茵TUV功能安全認證。

15、深圳金溢科技

公司主要產品包括基于UWB定位和視頻識別技術的全自動路內停車收費管理系統,并計劃于2020年上半年進一步推動V2X、UWB和RFID等技術在香港和新加坡的推廣和試點。

16、杭州新華三

公司打造的UWB解決方案首創WLAN和UWB融合,不僅能夠提供WLAN功能,還可以進行UWB高精度人員、資產定位,新華三UWB定位方案具備端到端整體能力,其UWB定位方案可實現20-50厘米的定位精度,并具備低功耗、對信道衰落不敏感、穿透性強,強大的抗干擾性等優勢,同時不會對同一環境下的其他設備產生干擾。

五、未來:To B到To C的應用突破

UWB定位技術已經在ToB端有所應用,主要包括司法監獄、三級醫院、礦井、化工廠、工廠與倉庫等對于物資或者人員管理需求比較高的應用場景,而在消費市場UWB也具備極大的應用潛質,將主要用于智慧門禁、定位服務和設備間聯通等場景。以下是企業級應用市場總量統計:

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企業級應用對于UWB技術指標的要求要比消費級應用場景高很多,價格也會偏貴,但企業級應用是一個很大的市場。根據《中國UWB定位技術企業級應用市場調研(2019版)》中的調研數據,預計在2022年,國內UWB企業級應用市場的體量將會超過百億級別。

目前,To C市場也有關于UWB技術在消費級領域的應用嘗試,比如說小米的廠商基于UWB技術AOA定位算法的特性,推出了智能跟隨行李箱等“黑科技”產品,也有某些車廠的車鑰匙基于UWB技術能夠保證更加的安全。但是,這些在市面上都屬于小范圍的嘗試,對于市場的刺激程度遠沒有在手機中植入UWB芯片來的直接。

當然,UWB消費級產業興起也不會一蹴而就,也面臨著諸多的問題,比如說UWB成本的優化、UWB定位技術的商業模式、UWB定位技術的成熟度等等,這些都需要更多人一起推動這個行業發展。

另外,UWB要實現更好的空間感知,需要應用生態的支持。為了構建整個應用生態,不同廠家設備性需要實現互操作、互兼容。可以預見,未來所有廠家設備都將可能支持IEEE 802.15.4標準。

除了定位跟蹤外,UWB技術還將促進空投。用戶只需將一部iPhone對準另一部,就能空投文件,這項新功能將在9月30日發布的iOS 13.1中提供。

責任編輯:Momo

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