頻頻上車！UWB正在成為汽車應(yīng)用新藍(lán)海

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）在各種無線連接技術(shù)中，UWB的性能無疑是名列前茅的，但其發(fā)展卻一直相對(duì)較為低調(diào)。近年來，UWB在智能手機(jī)和其他智能終端的出現(xiàn)頻率不斷增加，開始被人們熟知。

低調(diào)的UWB技術(shù)以其優(yōu)異定位精度和無縫互聯(lián)特性不僅在消費(fèi)電子領(lǐng)域大放異彩，現(xiàn)在也開始汽車領(lǐng)域受到眾多產(chǎn)業(yè)鏈上下游廠商的押注，大有成為未來汽車業(yè)主流的技術(shù)之一的趨勢(shì)。

多年來在消費(fèi)電子尤其是移動(dòng)設(shè)備市場(chǎng)尋找落地的UWB技術(shù)，在汽車領(lǐng)域迎來了加速發(fā)展的機(jī)會(huì)。寶馬、奧迪、大眾、比亞迪、蔚來、小鵬等諸多汽車品牌都開始引入U(xiǎn)WB技術(shù)，芯片賽道廠商們也開始加碼車規(guī)UWB芯片。

汽車數(shù)字鑰匙，UWB方案加速上車

無鑰匙進(jìn)入和數(shù)字鑰匙在汽車領(lǐng)域并不是一個(gè)很新的方向，汽車鑰匙從機(jī)械化向數(shù)字化發(fā)展的過程中，很多技術(shù)都出現(xiàn)過。比如NFC技術(shù)，適配性好，可以與帶有NFC功能的手機(jī)直接進(jìn)行交互，像WiFi、藍(lán)牙這些配對(duì)在NFC Forum中已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。但NFC感應(yīng)的距離實(shí)在太近，需要設(shè)備貼近才能完成識(shí)別。

后來是藍(lán)牙數(shù)字鑰匙方案，通過藍(lán)牙的方案把手機(jī)變成了汽車虛擬鑰匙，替代了實(shí)體智能鑰匙。但是藍(lán)牙是通過信號(hào)強(qiáng)度來進(jìn)行定位的，準(zhǔn)確度無法確保。

而基于UWB技術(shù)的數(shù)字鑰匙方案，因其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在正加速上車。UWB全稱Ultra Wide Band，是一種建立在脈沖無線電、低功率寬帶信號(hào)兩大基石上的無線載波通信技術(shù)，這兩大基石也賦予了UWB高性能的精準(zhǔn)定位和安全測(cè)距特性。這一技術(shù)起源自60年代的脈沖通信技術(shù)，最早被應(yīng)用于軍事雷達(dá)探測(cè)測(cè)量飛行時(shí)間，并不是一項(xiàng)民用技術(shù)。

UWB并不采用正弦載波，而是利用納秒級(jí)非正弦的占空比很低的波窄脈沖作為載體，進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)或探測(cè)物體，頻譜極寬。占用至少500MHz的通信帶寬，傳輸數(shù)據(jù)的能力足夠，而且其工作頻率遠(yuǎn)離2.4GHz等繁忙的窄帶通信頻段，因此UWB信號(hào)具有強(qiáng)大的抗干擾能力，同時(shí)在復(fù)雜環(huán)境中具有極強(qiáng)的抗多徑能力。

相比前兩者數(shù)字鑰匙方案，UWB方案能將定位精度直接進(jìn)行數(shù)量級(jí)提升，UWB持續(xù)且極短的窄脈沖能在嘈雜的環(huán)境中依然精準(zhǔn)地被捕捉到，厘米級(jí)定位帶來的應(yīng)用前景是目前其他方案不能實(shí)現(xiàn)的。此外，UWB數(shù)字鑰匙定位覆蓋范圍也高于其他方案。

目前，藍(lán)牙數(shù)字鑰匙依然是主流方案，根據(jù)高工智能汽車研究院監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)2023年中國市場(chǎng)（不含進(jìn)出口）乘用車前裝標(biāo)配數(shù)字鑰匙交付704.30萬輛，同比增長52.48%，搭載率升至33.35%，其中藍(lán)牙方案占比超過90%。

但不可忽視的是，UWB方案正在以驚人的速度導(dǎo)入應(yīng)用，在該監(jiān)測(cè)的細(xì)分?jǐn)?shù)據(jù)中，UWB數(shù)字鑰匙方案在2023年中國市場(chǎng)（不含進(jìn)出口）乘用車前十一個(gè)月交付了25.89萬輛，同比增長高達(dá)629.3%。

本月發(fā)售的華為WATCH 4 PRO就搭載了UWB控車技術(shù)，配對(duì)問界M9，不僅支持UWB無感車鑰匙，還能開啟智能迎賓功能。特斯拉今年也更新了其移動(dòng)端應(yīng)用程序，添加了對(duì)UWB技術(shù)的支持，改善了對(duì)內(nèi)置數(shù)字車鑰匙的支持，使用數(shù)字車鑰匙鎖定和解鎖車輛。

高通今年發(fā)布的FastConnect 7900也有相當(dāng)獨(dú)特的地方，F(xiàn)astConnect 7900系列是行業(yè)首個(gè)在單個(gè)芯片上集成Wi-Fi 7、藍(lán)牙和UWB技術(shù)，全面支持汽車數(shù)字鑰匙等近距離感知應(yīng)用場(chǎng)景。

在汽車應(yīng)用上，UWB數(shù)字鑰匙方案作為先行者應(yīng)用正在迅速擴(kuò)大規(guī)模，根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)Techno Systems Research預(yù)測(cè)，2027年全球UWB芯片出貨量將會(huì)超過12億顆，智能手機(jī)和汽車將是兩大出貨市場(chǎng)。

不止于數(shù)字鑰匙，UWB意圖拓展更多汽車應(yīng)用

從數(shù)字鑰匙應(yīng)用開始上車，是車載UWB應(yīng)用的開始，但UWB技術(shù)的野心絕不僅僅只瞄準(zhǔn)了數(shù)字鑰匙應(yīng)用。UWB技術(shù)巨大的潛力是巨大，尤其是非常精確的定位和車輛內(nèi)部及周圍的距離精準(zhǔn)確定，可以實(shí)現(xiàn)的新應(yīng)用還有很多可以挖掘。

比如目前除了UWB數(shù)字鑰匙之外，另一個(gè)主要探索的方向就是UWB雷達(dá)。上面也提到過UWB技術(shù)自出現(xiàn)開始最早就是被應(yīng)用于軍事雷達(dá)探測(cè)的。UWB雷達(dá)發(fā)射脈沖信號(hào)，并接收該脈沖信號(hào)經(jīng)障礙物反射后的回波，通過對(duì)回波擾動(dòng)的分析來判斷UWB雷達(dá)附近是否存在物體以及物體的運(yùn)動(dòng)。

UWB雷達(dá)在相關(guān)硬件設(shè)計(jì)和算法的配合下，可以實(shí)現(xiàn)在極高的靈敏度下完成微小的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。在UWB芯片市場(chǎng)排名前兩位的Qorvo和NXP在推出的相應(yīng)UWB芯片方案中已經(jīng)有短程雷達(dá)功能的應(yīng)用。

如NXP預(yù)計(jì)2025年車型中投入使用，業(yè)界首款將測(cè)距和短程UWB雷達(dá)功能組合到單個(gè)芯片并采用集成式MCU的汽車器件Trimension NCJ29D6，就能夠解決包括安全汽車門禁、兒童存在檢測(cè)、入侵警報(bào)、手勢(shì)識(shí)別等在內(nèi)的多功能實(shí)現(xiàn)。

除此之外，乘客體征檢測(cè)、無感支付、CAR ID、無線充電、輔助/自動(dòng)泊車以及諸多V2X應(yīng)用都有著借助UWB技術(shù)實(shí)現(xiàn)的潛力。不論是車內(nèi)應(yīng)用還是車外應(yīng)用，UWB技術(shù)帶來了很多可以想象的空間。

以前市面上做UWB芯片廠商肯定不算多，且絕大多數(shù)以開發(fā)消費(fèi)電子市場(chǎng)為主，做車規(guī)級(jí)的更少。而現(xiàn)在，全球主要的UWB芯片供應(yīng)商都在加速車載UWB產(chǎn)品線的開發(fā)，意圖在快速增長的汽車UWB市場(chǎng)搶占先機(jī)。

國內(nèi)如紐瑞芯已經(jīng)有通過AEC-Q100車規(guī)認(rèn)證、通過FiRa聯(lián)盟認(rèn)證的車規(guī)UWB芯片，應(yīng)用涵蓋數(shù)字車鑰匙、呼吸檢測(cè)和腳踢雷達(dá)等應(yīng)用；馳芯半導(dǎo)體也有UWB芯片瞄準(zhǔn)的是汽車UWB市場(chǎng)；宇都通訊也針對(duì)智慧車鑰匙的核心定位功能以及智能座艙的活體檢測(cè)功能開發(fā)了車規(guī)級(jí)UWB定位芯片即將量產(chǎn)；優(yōu)智聯(lián)的UWB SoC芯片也已經(jīng)在多家汽車整機(jī)廠、零部件供應(yīng)商測(cè)試。

隨著眾多上游芯片方案商針對(duì)車規(guī)UWB產(chǎn)品線不斷推陳出新，汽車UWB賽道的關(guān)注度還在不斷上升，借由數(shù)字鑰匙成功上車的UWB技術(shù)不斷探索著更多車內(nèi)車外功能，將為汽車市場(chǎng)帶來新的巨變，也驅(qū)動(dòng)著市場(chǎng)爆發(fā)。

小結(jié)

從市場(chǎng)來看汽車產(chǎn)業(yè)鏈上下游玩家對(duì)UWB的跟進(jìn)驅(qū)動(dòng)著UWB技術(shù)和產(chǎn)品的加速上車快速落地，UWB技術(shù)本身也在進(jìn)一步拓展頻譜在準(zhǔn)確度、可靠性上的性能。

雙向驅(qū)動(dòng)之下，雖然目前UWB技術(shù)，尤其是車規(guī)級(jí)UWB還面臨著價(jià)格高、技術(shù)支持難等問題，但UWB芯片出貨量的快速增長以及眾多國產(chǎn)UWB芯片的出現(xiàn)都是實(shí)現(xiàn)降本的有利因素。加速上車并拓展應(yīng)用的UWB正在為汽車智能化應(yīng)用帶來新前景。