UWB站上风口,行业有望迎爆发

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日前举办的苹果发布会上,全系列配备超宽带技术UWB的2019款iPhone11系列正式亮相。利用UWB技术,iPhone能够作为一个控制中心更好地与苹果其他的设备相连接。

iPhone历来是新技术的风向标,苹果如果+大规模推广UWB技术及其生态,将显著降低UWB技术的使用成本。UWB技术具有高速率、抗干扰、低功耗等诸多优点,iPhone11有望成为UWB技术全面推广的催化剂。

UWB率先在企业级应用快速渗透,迎来巨大商机。根据物联传媒,2018年中国UWB企业级应用市场规模为10.9亿元,预计2020年,中国UWB定位企业级应用市场规模为121.1亿元,未来4年CAGR为83%。

苹果新一代iPhone全系配备UWB,产业影响深远

超宽带技术(UWB,UltraWideBand)是一种性能更好的技术,主要用于测距和定位。UWB(UltraWideBandtechnology,超宽带技术)是一种基于无线电波的技术,常用于短距离高速率传输,具有低功耗、高安全性的特点。

UWB技术的出发点是IEEE802.15.4a/4z,它定义了低数据速率无线连接和增强测距的基本特性。与WiFi和Bluetooth技术相比,UWB能够实现更高的定位精度,但是需要更多的设备配合。

苹果一直都是室内定位和精准营销的先行者,早在2013年就推出了基于蓝牙通信方式的iBeacon定位技术,在2015年初,国内微信摇一摇功能更是助推了iBeacon发展,但是由于场景单调、应用生态不完善,逐渐被消费者抛弃。UWB技术有望成为苹果室内定位的突破口,苹果在美国获得了《PulseShapingInteroperabilityProtocolforUltraWidebandSystems》专利,用于精准的室内定位和室内导航,应用场景包括无感门禁认证、物品定位、动物定位、手机互联定位等。

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除了苹果,三星也有望在未来搭载 UWB 技术。2019 年 8 月 1 日,由恩智浦、三星、博世、 索尼等公司组建了 FiRa 联盟,旨在利用超宽带(UWB)技术推动用户无缝体验,旨在发展 UWB 生态系统,UWB 今后有望像蓝牙、GPS 一样成为标配。

UWB 的出现顺应了电子行业发展的趋势。随着 Apple Watch、AirPods 等穿戴式设备的兴起,用 户对于不同设备之间的互联互通要求日益提升。不同于普通计算机局域网,个人局域网中设备之间 的差异极大,在传输速度、传输距离、功耗、安全性等方面有着不同的要求。

室内定位需求强劲,市场前景广阔

商业和消费端室内定位需求强烈。空间定位技术分为室外和室内定位技术。室外定位主要是基于卫星定位技术,主要包括GPS、北斗、伽利略、GLONASS这四大卫星定位系统。

随着现代化建筑规模越来越大、地下建设越来越频繁、工厂安全和高效生产的需求越来越高、以及基于物联网和大数据分析的需求,室内定位技术需求越来越来多,而传统的卫星信号会受到建筑物的干扰,因此“最后一公里”定位技术迎来巨大机遇。

多种室内定位技术快速发展,如蓝牙、wifi、有源RFID、UWB等,商业级室内定位已经进入快速发展期,而消费级定位也已经进入导入期。

UWB定位技术优势突出

室内定位技术多种多样,按照信号源划分,目前技术相对成熟有蓝牙、WiFi,以及异军突起的UWB技术,此外,部分细分领域也运用ZigBee、RFID等定位技术。

WiFi定位开始于2010年前后,首先应用于定位标签的人员监控。2013年,基于手机的WiFi探测等应用也崭露头角。

目前,WiFi定位是比较流行的一种室内定位技术,其定位方法是基于信号强度的传播模型法等,适用于米级定位精度的一些场景,如:对人/车的定位导航,医疗机构、商场、主题公园等。

华为、GoogleCisco、Motorola等公司是商业Wi-Fi米级定位解决方案的主要参与者。

蓝牙定位开始于2014年左右,也是首先开始于监控定位领域。2017年7月,蓝牙mesh正式推出,在一年半的时间里,已经有超过105种具有蓝牙mesh网络功能的产品获得认证,其中包含芯片、协议栈、模组及终端产品供应商等。

全新蓝牙5.1标准新增了寻向功能,可帮助设备明确蓝牙信号的方向,实现更高精度的定位。蓝牙传输不受视距的影响,但对于复杂的空间环境,蓝牙系统的稳定性稍差,受噪声信号干扰大。

另外,蓝牙定位范围较短,一般只有10m左右,不适合空旷的场合。Nokia推出的HAIP和苹果公司推出的iBeacon都是基于蓝牙定位技术的解决方案,但尚没有大规模推广。

UWB定位技术,始于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术,2002年美国首先批准用于民用通信,2015年在微软室内定位大赛开始真正展现,2016年占据微软室内定位大赛3D组半壁江山,同时开始了商业化应用。

UWB与传统通信技术有极大差异,不使用传统通信体制中的数据载波,而是通过发送和接收具有纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来检测时间,中心频率可以是3.1~10.6GHz,使用500M以上的频率带宽。

UWB如何工作

UWB技术需要芯片支持。首先,UWB需要芯片辅助定位,承载设备可能是手环、手表、手机等各类终端。

UWB通过超宽带技术可适用于距离较短且需要更高速传输的地方,通过使用大带宽信道(500MHz)发送短脉冲信号(纳秒级),信号在设备之间执行飞行时间(ToF,TimeofFlight)测量来完成测距,通过测量收发器分组的往返时间来计算ToF。由于UWB的定位过程是在瞬间完成,所以移动设备的轨迹能够实时准确地测量出来。

UWB应用场景和市场空间测算

UWB技术首先由美国军方应用,2000年之后逐渐开始应用于民用市场。UWB具有抗干扰性能强、传输速率高、消耗电能小、发送功率小以及高安全性等诸多优势,目前UWB的功能主要包括自动访问控制、位臵定位服务以及设备连接服务,应用场景主要包括AR/VR、监狱、工厂、停车、精准营销、医院、V2X等。

基于医疗、零售、工业生产以及自动驾驶等行业的强劲需求,根据market&market的调查数据显示,来五年全球室内定位市场复合增长率将达到42.0%,市场规模预计从2017年的71.1亿美元扩大到2022年的409.9亿美元。

高性能拉动ToB端快速渗透

相比于消费级(ToC)类应用,企业级(ToB)更注重技术性能,对价格敏感度更低,而UWB定位技术相对于其他定位技术,具备高精度、更高的安全性、低延时、高传输速率、稳定性高等指标,在企业级市场已获得应用,主要包括司法监狱、医院、矿井、化工厂、工厂与仓库等对于物资或者人员管理需求比较高的应用场景。

根据物联传媒,仅仅一次性建设成本,中国企业级定位市场的潜在需求将会达到千亿级别以上,加上后续的营运,市场规模则更为庞大。

UWB率先在企业级应用快速渗透,迎来巨大商机。根据物联传媒,2018年中国UWB企业级应用市场规模为10.9亿元,预计2020年,中国UWB定位企业级应用市场规模为121.1亿元,未来4年CAGR为83%。

物联网时代,ToC端有望迎来爆发

2019年6月,中国工业和信息化部正式向中国移动中国联通中国电信和中国广电发布了四张5G商用牌照,这意味着国内正式迈进5G时代。相比可打电话的2G、能够上网的3G、满足移动互联网用户需求的4G相比,逐步可以商用的5G在多重性能上更胜一筹。

5G最大的两个特点是增强移动宽带和低时延/高可靠,这将助推机器进入万物互联的时代,即物联网时代,而位置信息能为智慧家庭、零售、制造、医疗、机器人等行业提供十分准确的位置信息数据,是物联网时代的重要基础。室内定位技术作为物联网感知网络的底层基础,自然能够获得更大的市场机遇。

根据MachinaResearch的研究报告,未来物联网数百亿的连接设备中,有60%的应用将可能包括地理数据,其中约三分之一的应用将严重依赖地理位置数据。

UWB定位技术拥有高精度、高安全性、高抗干扰能力等特点,这些优秀的特质使得UWB在消费市场具备极大的应用潜质,总结起来UWB的应用当前主要集中在三个场景:智慧门禁,定位服务和设备间联通服务。

巨头抱团,UWB生态系统逐步成熟

不仅仅苹果积极准备应用UWB技术,三星、索尼、博世、恩智浦等巨头抱团组建FiRa(findranging前两个字母)联盟,有望快速建立完整的生态系统。

UWB技术虽然具备较多优势,但是该项技术2016年才兴起,仍处于导入期。因此产业链仍不成熟,建设成本相对较高,技术标准尚未统一,生态系统不够完善。

制定规范的行业标准和认证是确保一个行业快速无缝衔接的基础,从而确保建立跨芯片组、设备和基础设施服务的UWB生态系统。

为了快速推动这个行业的发展,2019年,恩智浦、三星、Sony、博世(Bosch)、ASSAABLOY、HIDGlobal组建了FiRa联盟,旨在利用UWB技术推动用户无缝体验,索尼、LitePoint、电信技术协会(TTA)也已加入FiRa组织。FiRa联盟也在积极推动和汽车等其他行业参与者合作开发和定义技术。

产业链机会

在toB市场,UWB技术产业链较为简单,可以分为芯片和解决方案两个环节,有些公司甚至从事芯片和解决方案的完整布局。

在toC市场,UWB技术产业链正形成芯片、模组、整机等多个环节,此外,UWB技术也为FPC、功能结构件等产业打开新的市场。通过大致测算,手机应用UWB技术有望给模组和FPC市场分别带来数十亿元新增市场,环旭电子鹏鼎控股东山精密长电科技值得关注。此外,UWB标签也对功能结构件提出新的需求,领益智造等行业领先公司有望受益。(报告来源:安信证券、东方证券

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杨老杨20102019-09-19 16:19

至少儿童手表这块可以用,目前的儿童手表定位误差太大