深圳电子元器件展解析:UWB市场发展趋势及IC元器件新品

UWB市场主要有四个主要应用类型,实时定位系统(RTLS);移动应用(包括智能手机、可穿戴设备、消费类标签等);汽车;以及智能家居(www.88895.net)。其他还有一些比较小众的应用,比如智能门锁、无感门禁,以及支付等。深圳电子元器件展专注于全面展示电子产品设计生产所需的各类电子元器件及物料产品,这篇文章深圳电子元器件展小编为大家分析UWB市场发展趋势及IC元器件新品。

根据市场调研机构发布的新报告,预计2021年全球UWB市场出货量将超过2亿颗,到2027年将会超过12亿颗。其中,智能手机将会是出货量大的部分,紧随其后的是汽车、智能家居、可穿戴设备、消费电子标签,及实时定位系统。

主要应用分类的新品供应商

在实时定位系统分类应用中,主要的UWBIC元器件供应商有Qorvo、恩智浦、3DB Access/Renesas Electronics。系统解决方案供应商有斑马技术 (自己家的IC元器件组)、 Ubisense (自己家的IC元器件组),、Kinexon、Sewio, Inpixon、清研讯科、沃旭通讯、浩云科技、Wipelot、Donn Tech、Humatics。

在移动分类应用中,主要的IC元器件供应商有苹果(USI 模块)、恩智浦、及Qorvo。采用了UWBIC元器件方案的手机OEM厂商主要有苹果、三星、小米、OPPO、Vivo等。

苹果已经在其iPhone12、iPhone11系列、六代Apple Watch、Aritag,及HomePod mini等产品中导入了UWB方案。

三星的Galaxy Note 20 Ultra、 Galaxy Z Fold 2,、S21 Ultra and S21 Plus手机也导入了UWB方案,预计小米、OPPO和Vivo等厂商也会随后导入相关解决方案。

支持 UWB 的智能手机出货量将从 2019 年的 4200 万多部增加到 2025 年的近 5.14 亿部,以用于解锁、无线支付等应用。同时,手机是消费级产品控制的重要端口,搭载 UWB IC元器件智能手机庞大的出货量,将引领C端UWB市场发展,带动各类UWB设备出货增长。 `

在汽车分类应用中,主要的UWBIC元器件供应商有恩智浦、3DB Access/Microchip, 3DB Access/Renesas Electronics等;主要的模组供应商有LG Innotek、信维通信;主要的汽车OEM厂商有大众、奔驰、宝马、特斯拉、通用等。

此外,Qorvo与ST也一直希望进入汽车市场,或许在不久的将来就能看到他们推出相关的产品。

在智能家居分类应用中,主要的IC元器件供应商有苹果、恩智浦和Qorvo。主要的模组供应商有Amotech、Qorvo。在智能家居的终端厂商方面,到目前为止,也就苹果推出过一款智能音箱产品。小米曾经展示过一款基于UWB解决方案的产品,不过目前没有看到量产。未来,智能电视、智能音箱等设备中有望加入UWB解决方案。

新IC元器件产品

Qorvo宣布其DW3000系列产品支持与iPhone和Apple Watch型号中使用的Apple U1IC元器件的互操作,符合2021年全球开发人员大会上公布的新的Nearby Interaction 协议规范草案要求。利用这种兼容性,开发人员能够根据配备 U1 IC元器件的 iPhone 或 Apple Watch 的位置、距离和方向来轻松评估新的应用体验。DW3000 是 Qorvo 的下一代超宽带 (UWB) IC元器件组系列,将推出四个型号以及多款模块和 beta 开发套件,并全面投入量产。

DW3000的四款IC元器件组,包括DW3110、DW3120、DW3210、DW3220,该新品组针对低功耗电池供电应用进行了优化。在全球范围内提供 UWB 信道 5 (6.5 GHz) 和信道 9 (8 GHz) 支持,数据速率高达 6.8 Mbps,同时提供精准定位,精度在 10 cm 内,角度测量精度为 +/-5°。IC元器件组采用 QFN 和 CSP 封装。

恩智浦的UWBIC元器件新品按照不同市场有计划推出不同的产品,比如针对汽车市场推出NCJ29D5;针对物联网标签市场推出了Trimension SR040;针对物联网市场推出了Trimension SR150。

NCJ29D5是恩智浦针对汽车市场而开发的UWBIC元器件,专用于满足汽车业的连接和功能安全需求。UWB IC使汽车能够知道用户的确切位置。使用NCJ29D5IC元器件的汽车,用户将手机放在口袋或包中便能够打开和启动汽车,并通过智能手机享受安全的远程泊车服务。此外,新的UWB IC可大限度地防止通过中继攻击盗车风险。该IC元器件的主要特性包括支持智能门禁的互联互通、一流的定位精度、较低的系统成本、集成式能源管理、基于Arm Cortex内核、片上支持多种加密操作,可在6.0GHz到8.5GHz的高频段运行,以及IEEE82.15.4向前和向后兼容。

Trimension SR040支持低功耗操作,减少了对外部组件的需求,专为纽扣电池供电的物联网设备而设计,如UWB跟踪器和标签。内置的恩智浦FiRa MAC支持互操作性,可加快产品上市速度。Trimension SR040能够与BLE或其他连接控制器集成在一个设备中。作为到达时差(TDoA)标签,它们只能发送闪烁包。该IC元器件的主要特性包括内置了Tx/Rx交换机、符合FiRa认证开发、以及符合IEEE802.15.4z标准等。

Trimension SR150则是针对物联网设备的具体需求而设计,增加了到达角(AoA)技术,提高了精确度。该IC元器件非常适合各种大型基础设施的UWB支持工具,如门禁装置、室内本地化设置和支付方案,以及消费品,包括电视和游戏机。多个SR150 IC设备可放置在一个房间作为超宽带锚,以帮助定位在房间内移动的人和物体。SR150的主要特性包括面向AoA功能的双Rx、支持3D AoA、符合FiRa认证开发、符合IEEE802.15.4z标准、连接至EdgeLock SE,支持安全测距用例等。

意法半导体(ST)在2020年7月份的时候宣布收购了一家UWB技术公司BeSpoon,该公司是一家总部位于法国的Fabless半导体公司,成立于2010年,专门研究UWB通信技术,该技术是与法国格勒诺布尔的 CEA-Leti 合作开发的。

随着技术发展,BeSpoon 将 UWB 技术更多的应用于工业 4.0 场景中的实时位置数据,通过对 omlox 开放网络标准的支持,在智能工厂中将不同制造商、支持不同定位技术(包括 UWB、Wi-Fi、GPS、5G、RFID、BLE)的产品在一个核心区域中联网在一起,实现在不利的环境条件下厘米级精度的实时室内定位。

并且在2020年年底,ST宣布加入超宽带联盟(UWBA),成为了推广级会员,并加入了理事会。

目前ST可以提供B-UWB-MEK1和B-UWB-MOD1两种类型的UWB模块给客户。

除了这些海外供应商,其实国内也有不少UWBIC元器件和方案供应商。这里我们主要介绍IC元器件的供应商。比如有成都精位科技、深圳纽瑞芯、广州浩云科技、杭州易百德等等。

其中精位科技在2019年就推出了UWBIC元器件JR3401,可惜到目前为止都还只有一款IC元器件。纽瑞芯在去年的时候推出过UWB大熊座系列SoC,兼容IEEE802.15.4z标准,此前宣称2020年年底会量产。杭州易百德在2020年4月份的时候正式发布了其EB1003IC元器件,该IC元器件集成了完整的符合802.11.4国际标准的UWB收、发、测距系统,距离测量精度小于10cm,符合802.11.4国际标准。

结语

其实,在2019年时,三星与 NXP 和 HID Global 等联手启动了 FiRa 联盟(FiRa,精细测距的缩写),以促进 UWB 技术在访问控制、位置服务、设备到设备服务等方面的应用。

如今,UWB行业标准逐渐完善,行业标准方面,UWB 适用 IEEE 802.15.4协议。2020 年 6 月,IEEE 更新了 UWB 的相关标准(802.15.4z),增强 UWB 安全功能(在 PHY/RF 级别),从而进一步为 UWB 进一步进入主流应用铺平了道路。

此外,随着苹果加入FiRa联盟,UWB生态体系逐步建立,有望成为消费级产品标配。也就是说,未来UWB的市场前景还是很值得期待的。

更多信息请关注深圳电子元器件及物料采购展览会, 2021年8月25-27日,深圳电子元器件及物料采购展览会即将在深圳会展中心(福田),想要了解更多品牌、产品以及行业发展趋势,欢迎到深圳电子元器件展参观了解。

来源:荷叶塘 • 作者:程文智

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