还记得苹果AirTag吗?首款商用UWB“中国芯”来了!|走进产业链

芯八哥 2021-12-27 18:32

受访嘉宾|景振海博士

驰芯半导体创始人/董事长兼总经理

      

超宽带UWB的应用前景十分广阔,好在我们有了UWB中国芯。芯八哥独家专访发布首款国产UWB芯片驰芯半导体创始人


Charlie|撰文

Melody|编辑



今年4月21日,苹果在线上举行的春季发布会上发布了全新产品AirTag,直径只有3.2厘米,号称防丢和寻物的神器,室内的定位精度达到惊人的厘米级, 网上有段子调侃“这是你能买到的最便宜的苹果产品”

 

图:苹果AirTag,内置UWB芯片

 

作为全球消费电子的领导者,苹果的一举一动都会引起许多关注。尽管AirTag并没有达到像AirPod无线耳机一样的爆品,但这次发布将一项十分具有发展潜力的无线通信技术带到公众视野——UWB(Ultra Wideband)。


AirTag在室内厘米级的定位精度正是得益于UWB的技术加持。

 

在苹果AirTag之前,UWB只应用在产业界B端,芯片也被少数几个国外厂家垄断,如荷兰Decewave、NXP、Qorvo等。国内方案商只能采购国外芯片,面临供应不足的风险。


延伸报告:Air Tag的入市对loT行业影响如何?推荐精品报告《苹果推出airtag,UWB给IoT带来更多可能》,可在公众号后台回复关键词“芯八哥046”查看。


近日,长沙驰芯半导体科技有限公司(以下简称:驰芯半导体)发布了国内首款具备商用能力的UWB芯片CX300,打破了国外厂家的垄断,具有十分重要的国产替代价值。

 

芯八哥独家采访了驰芯半导体创始人/董事长/总经理景振海博士,了解到国内UWB产业的发展现状。


 

1

全栈自研国内首款UWB芯片


景振海博士毕业于西安电子科技大学通信与信息系统专业,在中科院、紫光展锐等企业工作10多年。


作为项目技术负责人,负责无线通信芯片基带软件架构设计和核心算法开发,拥有超过15年无线通信系统设计和基带芯片软件架构设计经验。


发表UWB论文10多篇,并拥有多项UWB专利,于2020年6月创办驰芯半导体,大力研发UWB芯片。

 

据景博士介绍:



UWB定位的工作原理是基于ToF,即信号的飞行时间, 得益于UWB信号的高宽带,具有亚皮秒级的时间分辨率,能够提供达到厘米级的测距精度。


驰芯半导体发布的CX300芯片定位精度达到了±5cm,UWB抗干扰的优点使得即使在高复杂度的室内环境下,定位精度也有10—20cm。


这个精度远远超过了目前室内常用的蓝牙定位精度(一般在1—10米)。

 

图:UWB定位原理

 

室内定位精准、无线传输速率快、具备抗干扰能力、安全性高,多种优越的性能使UWB逐渐得到业界的关注。


驰芯半导体发布的首颗国产UWB芯片是一个系统级芯片,包括模拟、射频、基带、算法、协议,并且核心技术全部自研,是一颗完全自主可控的UWB芯片。


工作频段6—8.5GHz,高频率和高宽带给UWB芯片的设计带来巨大挑战,这也是国产UWB芯片之前一直无法上市的原因。

 

据景博士介绍:


CX300样片已经完成功能测试,并将于2022年量产


驰芯半导体与业内知名的芯片代工企业有良好合作关系,能够保证芯片量产之后的产能和供应需求。届时我们将可喜的看到又有一个细分芯片领域实现国产替代


而公司下一代UWB芯片CX100也在研发中,并将于近期发布。这将是一个SoC级芯片,能进一步降低UWB模组的功耗和价格。

 

图:驰芯半导体首款UWB芯片CX300

 

2

潜力巨大,有望成为下一代物联网无线连接标准


一项新技术只有走进普通人的日常生活,才能真正发挥它应有的价值。手机是目前我们使用最广泛的电子产品,因此,UWB的大规模普及一定离不开手机品牌厂商的支持。

 

除了上文提到的苹果有所动作之外,在今年的10月份,小米发布了基于UWB的“一指连”技术。


只要用手机对准智能家电设备,手机上就会自动弹出设备的控制界面,角度测量精度可达±3°,不用点开控制APP,省掉了繁琐的设备查找和配对操作。


当然,要实现这些功能,需要手机和家电内都需内置UWB芯片和阵列天线

 

图:小米一指连控制风扇

 

小米的这次发布为我们打开了下一代家庭物联网无线连接的新玩法、新可能。


如果UWB在手机和家庭设备全面应用,可以设想这个场景:当我们走到家门口,带有UWB定位功能的智能门锁会检测到主人的手机靠近,然后自动开门。


这种无接触式的开锁方式,比目前采用指纹识别的智能门锁还要更加方便。这种高科技的体验感会加速UWB市场的发展。

 

景博士介绍:


UWB的安全测距特性能满足这些高安全性要求的应用。比如,在智能电动车上,UWB数字钥匙正在成为一个杀手级应用。蔚来在今年发布的ET7上配备了UWB数字钥匙,其他各汽车厂商也在积极布局。

 

图:数字车钥匙示意图,车主走近,车门自动打开

 

数字钥匙至今已经发展到第三代, 第一代基于NFC技术,但需要用户将手机贴近门把手才能解锁车辆,使用体验较差;第二代基于BLE蓝牙技术,但蓝牙在定位精度方面和信息安全方面有先天不足,可能会出现车主走近车辆,车门还无法打开的情况,甚至还有蓝牙信号被截获的风险。

 

抗干扰能力强、定位精度极高、与其他无线信号共存性强、高安全性等诸多优势使得UWB十分适合数字车钥匙的应用场景,无感式开车门十分契合电动车智能化和科技感的品牌定位。

 

图:蔚来ET7配备的UWB数字钥匙(资料来源:蔚来官网)

 

据景博士分析:


如果电动车上UWB应用能获得用户好评,吸引市场上的关注,可以推动手机厂商在未来发布的机型上支持UWB功能,加速UWB在消费市场的推进。

 

相比于消费级应用的暂时滞后,UWB在B端应用已经存在十来年了,一直在逐步推进。


据景博士介绍,中国移动正在牵头,讨论把UWB加入到5G小基站,实现室内定位功能。


而在矿井,国家强制要求安装精准定位设备,一旦发生矿难事故,需要快速定位被困人员,便于及时抢救。在矿井复杂的内部环境下,UWB可以说是唯一可行的技术,2B的商用空间非常广阔。

 

可以预见,当UWB引用大范围推广落地,届时对UWB芯片的需求将会大增。驰芯半导体掌握的UWB自主芯片技术将是这一新兴产业的供应链安全的基石。


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