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超寬帶(UWB)技術(shù)近年來(lái)在全球范圍內(nèi)得到了顯著的發(fā)展，尤其是在智能手機(jī)和車載領(lǐng)域，隨著智慧出行的發(fā)展趨勢(shì)，大量UWB的玩家開(kāi)始參與到UWB的汽車應(yīng)用領(lǐng)域當(dāng)中，其中數(shù)字鑰匙應(yīng)用最為典型，未來(lái)市場(chǎng)前景廣闊。
基于此背景，蓋世汽車研究院從車載UWB的行業(yè)概況、市場(chǎng)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)三個(gè)層面對(duì)車載UWB產(chǎn)業(yè)進(jìn)行研究分析。本報(bào)告部分內(nèi)容如下：
UWB（Ultra Wide Band，超寬帶）技術(shù)是一種新型的近距離無(wú)線通信技術(shù)，其與傳統(tǒng)通信技術(shù)有很大的差異；在傳統(tǒng)通信體制中，數(shù)據(jù)傳輸一般都需要使用載波來(lái)承載，UWB則不需要，是通過(guò)發(fā)送和接收具有納秒甚至亞納秒級(jí)的極窄脈沖來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，所占信號(hào)帶寬覆蓋千兆赫茲的頻段，具高分辨率和抗干擾能力，定位精度為厘米級(jí)，可實(shí)現(xiàn)高精度目標(biāo)探測(cè)和測(cè)距，并且在定位精度、定位距離、安全性、抗干擾等方面均優(yōu)于藍(lán)牙和WiFi。
UWB定位方案分為TOF、TDOA、PDOA；UWB典型應(yīng)用場(chǎng)景分為智能汽車、消費(fèi)電子和工業(yè)應(yīng)用，目前智能手機(jī)為UWB的最大應(yīng)用市場(chǎng)，在智能汽車領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括數(shù)字鑰匙、生物雷達(dá)、腳踢雷達(dá)、無(wú)線充電、自主代客泊車（AVP）等，其中數(shù)字鑰匙是主流應(yīng)用，近年開(kāi)始商用落地。
汽車數(shù)字鑰匙經(jīng)歷了三代發(fā)展，UWB憑借安全性和厘米級(jí)定位精度，成為了第三代數(shù)字鑰匙的關(guān)鍵技術(shù)路線，目前還處在初級(jí)階段，只有少部分車型搭載。UWB數(shù)字鑰匙方案通常結(jié)合UWB、BLE、NFC三種技術(shù)，遠(yuǎn)離車輛時(shí)，先用藍(lán)牙進(jìn)行身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)交互和粗略定位，在靠近車輛后（十幾米內(nèi)），再用UWB錨點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)距和定位。車端UWB模塊布局一般分“車外 4+車內(nèi) 1（車外前后保險(xiǎn)杠兩側(cè)，車內(nèi)中控）”和“車外 0+車內(nèi) 4（車內(nèi)B柱兩側(cè)以及前后擋風(fēng)玻璃中上位置）”兩種方案。近一年還有初創(chuàng)公司提供基于UWB天線陣列的“車外0+車內(nèi)1~2”全新方案，可進(jìn)一步降低系統(tǒng)成本。
利用UWB技術(shù)的高精度定位特性，在地下車庫(kù)等信號(hào)不佳的地方加裝UWB基站，可以通過(guò)復(fù)用車端UWB錨點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車端傳感器的補(bǔ)盲，實(shí)現(xiàn)在AVP場(chǎng)景的準(zhǔn)確定位。
UWB技術(shù)除用在數(shù)字鑰匙和自主代客泊車（AVP）場(chǎng)景中，還可用作UWB雷達(dá)，用于艙內(nèi)活體檢測(cè)以及腳踢尾門。UWB雷達(dá)的工作原理與UWB定位不同，UWB雷達(dá)系統(tǒng)不需要UWB標(biāo)簽的存在，其工作原理與飛機(jī)和汽車上用的各類雷達(dá)類似；UWB雷達(dá)基于車內(nèi)布置的UWB錨點(diǎn)，發(fā)射UWB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(guò)對(duì)回波擾動(dòng)的分析來(lái)判斷UWB雷達(dá)附近是否存在物體（或人），分辨率優(yōu)于1bpm，并且UWB雷達(dá)系統(tǒng)還可復(fù)用數(shù)字鑰匙的UWB錨點(diǎn)，可降低整體成本。
在艙內(nèi)活體檢測(cè)領(lǐng)域，目前國(guó)內(nèi)多以攝像頭和毫米波雷達(dá)方案為主，但攝像頭方案存在隱私風(fēng)險(xiǎn)，且沒(méi)有穿透力，毫米波雷達(dá)存在頻段使用的合規(guī)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)成本較高。UWB雷達(dá)方案穿透力較強(qiáng)、成本適中，沒(méi)有隱私風(fēng)險(xiǎn)（相比攝像頭），且工作頻段滿足國(guó)內(nèi)外等全球主要國(guó)家區(qū)域的法規(guī)，整體上優(yōu)于毫米波雷達(dá)和攝像頭，但目前還未實(shí)現(xiàn)規(guī)模上車。
在腳踢尾門領(lǐng)域，傳統(tǒng)方案為電容方案，但易受干擾因素影響，相比于該方案，UWB雷達(dá)腳踢尾門不受電磁干擾，穩(wěn)定性優(yōu)于傳統(tǒng)方案。
從發(fā)展歷程上來(lái)看，UWB技術(shù)1960年就已提出，最早用于軍事領(lǐng)域，2013年開(kāi)始，逐漸應(yīng)用于公安系統(tǒng)、倉(cāng)儲(chǔ)、物流、醫(yī)院、工廠、煤礦等領(lǐng)域，直到2019年蘋果在iPhone 11系列上配備UWB技術(shù)，UWB開(kāi)始逐步被更多設(shè)備應(yīng)用。到2021年7月CCC聯(lián)盟發(fā)布了支持UWB技術(shù)的第三代數(shù)字鑰匙核心技術(shù)規(guī)范，2022年寶馬、蔚來(lái)等車企率先搭載UWB數(shù)字鑰匙，UWB車用正式落地，隨后大眾、比亞迪等一干車企相繼推出搭載UWB數(shù)字鑰匙的車型。
從UWB的產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，在汽車領(lǐng)域處于萌芽階段，整體產(chǎn)業(yè)鏈還在建設(shè)初期，上游車規(guī)級(jí)芯片的主要供應(yīng)商為恩智浦，近年國(guó)外的部分芯片龍頭企業(yè)也紛紛通過(guò)收購(gòu)/合作或自研等方式布局UWB相關(guān)業(yè)務(wù)，其中高通2024年初推出的FastConnect 7900移動(dòng)連接系統(tǒng)可用于數(shù)字鑰匙，預(yù)計(jì)將于下半年實(shí)現(xiàn)商用。國(guó)內(nèi)企業(yè)也正在對(duì)車規(guī)級(jí)UWB芯片加速布局。中游主要為UWB解決方案商，目前以提供數(shù)字鑰匙為主，少數(shù)可實(shí)現(xiàn)生物雷達(dá)等功能；部分企業(yè)如西安聯(lián)乘(給吉利供貨)、大陸集團(tuán)、科世達(dá)等已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上車，國(guó)內(nèi)初創(chuàng)企業(yè)居多。
下游車企主要與UWB解決方案商以及支持UWB功能的手機(jī)廠商合作來(lái)進(jìn)行UWB數(shù)字鑰匙的布局，手機(jī)廠商目前大多選擇蘋果，近年安卓手機(jī)廠商加速布局UWB技術(shù)，如小米、OPPO、魅族等已推出相應(yīng)產(chǎn)品，隨UWB技術(shù)在安卓手機(jī)上的普及，未來(lái)UWB數(shù)字鑰匙等應(yīng)用將有望形成規(guī)模化爆發(fā)。
從模塊集成發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，將UWB模組集成至汽車玻璃中，最多僅需要4個(gè)錨點(diǎn)即可同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)鑰匙進(jìn)入和活體檢測(cè)，可實(shí)現(xiàn)降本增效，且相對(duì)于前后保險(xiǎn)杠的方案可一定程度上緩解信號(hào)屏蔽問(wèn)題，使定位更加準(zhǔn)確，例如福耀集團(tuán)基于汽車感知與智能化技術(shù)推出以玻璃為外飾板的智能立柱產(chǎn)品，可與汽車車身玻璃達(dá)到一體化效果，該產(chǎn)品集智能駕駛攝像頭系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)光相機(jī)感知系統(tǒng)、無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)、生物識(shí)別系統(tǒng)等功能于一體，對(duì)于數(shù)字鑰匙場(chǎng)景可提供 NFC、BLE、UWB、微動(dòng)開(kāi)關(guān)、觸摸開(kāi)關(guān)、生物識(shí)別等方案，該智能立柱產(chǎn)品已在智己 L7 車型上量產(chǎn)搭載。
從應(yīng)用場(chǎng)景趨勢(shì)來(lái)看，全球各國(guó)的汽車安全認(rèn)證機(jī)構(gòu)接連提出兒童遺忘車內(nèi)提醒功能的測(cè)評(píng)方案，陸續(xù)將CPD納入檢測(cè)指標(biāo)，我國(guó)汽車技術(shù)研究中心的中國(guó)新車評(píng)價(jià)規(guī)程（C-NCAP），在2022-2028年的規(guī)劃路線圖中，已確定在2024年版規(guī)程中新增“兒童遺忘提醒功能測(cè)評(píng)”，安裝CPD裝置的車輛將獲得加分項(xiàng)，UWB雷達(dá)能夠探測(cè)到嬰幼兒呼吸等細(xì)微動(dòng)作，且成本較低，將成為車內(nèi)兒童檢測(cè)的重要解決方案。
從數(shù)字鑰匙技術(shù)趨勢(shì)來(lái)看，UWB與藍(lán)牙和NFC功能結(jié)合，可以彌補(bǔ)定位精度的短板，無(wú)論是遠(yuǎn)程、近距離，還是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不佳或者手機(jī)關(guān)機(jī)狀態(tài)下，都能順利解鎖車輛，未來(lái)有望成為主流數(shù)字鑰匙解決方案。
從數(shù)字鑰匙承載功能趨勢(shì)來(lái)看，目前UWB數(shù)字鑰匙功能主要為實(shí)現(xiàn)無(wú)感進(jìn)入/啟動(dòng)，個(gè)性化設(shè)置、車輛共享、共享汽車、車隊(duì)管理等更多應(yīng)用場(chǎng)景將會(huì)基于數(shù)字鑰匙進(jìn)行拓展，進(jìn)一步打通智慧出行生態(tài)。
典型企業(yè)方面，UWB綜合方案商全跡科技成立于2016年，其產(chǎn)品從工廠、倉(cāng)庫(kù)等B端領(lǐng)域轉(zhuǎn)向汽車和商場(chǎng)等C端領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)商場(chǎng)定位導(dǎo)航、數(shù)字鑰匙等功能，其UWB-AOA單錨點(diǎn)數(shù)字鑰匙大幅減少汽車UWB硬件數(shù)量和成本，可復(fù)用雷達(dá)功能實(shí)現(xiàn)車內(nèi)活體檢測(cè)、腳踢尾箱感應(yīng)，預(yù)計(jì)24年下半年開(kāi)始獲得量產(chǎn)定點(diǎn)。
下載ECAD模型
