引言
近日,全球领先的车规级无线感知和通信芯片企业加特兰宣布,全球首款符合IEEE 802.15.4ab新标准的车规UWB(超宽带)SoC芯片——Dubhe(天枢星)正式发布。这一里程碑式的成果不仅标志着加特兰在UWB技术领域实现了世界级突破,更引发了业界对UWB技术特别是新标准UWB在汽车行业应用价值的广泛关注。
UWB为何备受关注
UWB技术的市场价值如何
UWB新标准会带来哪些变革
为什么毫米波雷达企业涉足UWB
商机显著的UWB市场
UWB技术,即超宽带无线通信技术,以其高精度定位、高安全性、低功耗等特性,在多个领域展现出巨大的市场潜力。据UWB联盟市场预测,到2025年,全球将有超过10亿台设备支持UWB技术,其中80%为智能手机及相关附件,11%为汽车接入设备。这一数据充分说明了UWB技术在消费电子和汽车行业的广阔市场前景。
在消费电子领域,苹果自2019年推出内置UWB技术的iPhone 11以来,迅速推动了UWB市场的爆发。随后,三星、谷歌、小米等智能手机巨头纷纷跟进,将UWB技术应用于各自的产品中。UWB技术不仅为用户带来了免提接入、个人资产防遗失查找、精准导航等创新应用体验,还为移动支付、AR/VR等领域的发展提供了强有力的技术支撑。
在汽车行业,随着智能化、网联化趋势的加速推进,UWB技术同样展现出巨大的应用潜力。以加特兰发布的业内领先的Dubhe芯片相关信息为参考,UWB 可以同时具备通信和雷达两种特性。通信方面,Dubhe采用新标准中的MMS(Multi-Millisecond)技术,实现Link Boost链路增强模式,无遮挡环境下测距能力达到400米,可以实现诸如找车、远程控制、无感开锁落锁等数字钥匙功能。雷达方面,业界首款支持2发4收雷达架构的Dubhe芯片,可以满足多功能复用,例如实现数字钥匙、舱内活体检测、脚踢尾门等场景。UWB技术利用其感通一体的优势,在提升汽车安全性、便利性和智能化水平方面发挥着越来越重要的作用。
扛得住攻击,还特别能打
同时,UWB技术还支持多功能复用,此前说的具备雷达的特性,可以进一步提升汽车的安全和便利性:
舱内活体检测:保障儿童安全
所以,UWB远超越传统无线双向通信的网络风险和单一性。安全可靠、一专多能成为下一代数字钥匙UWB的标签,也吸引了众多智能汽车供应链上的企业投身这一赛道,其中毫米波雷达芯片企业首当其冲。
毫米波雷达芯片企业拥抱UWB芯片
加特兰最初创业的时候就决定放弃传统SiGe 工艺,而是推动难度更大的CMOS工艺,成功量产了全球首个车规级CMOS 77/79GHz 毫米波雷达射频前端芯片。同时,具备车规级无线SoC开发能力,设计出全球首颗基于22纳米CMOS 工艺的毫米波雷达SoC 芯片。积累了丰富的从半导体到系统的全方位技术,以及具有复杂数模混合芯片量产能力。值得注意的是,“me-first”成为加特兰创始人兼CEO陈嘉澍博士提到最多的一个词。在采访中了解到,很多车规元件在被国外品牌垄断的情况下,国产品牌会去追赶国外的技术做国产替代“me-too”的事情,而加特兰要做自研,要做超越,甚至可以理解为在做技术领跑的事情。而基于这些技术沉淀和勇于创新的文化,以及对新型射频技术的深刻洞察与精准市场分析,加特兰于2023年组建了超百人的专职UWB研发团队,其中包括50位无线通信领域的资深专家。团队积极参与IEEE 802.15标准组织新标准的制定,目前拥有5位投票权成员,并利用在毫米波雷达领域十年积累的算法和天线技术赋能UWB。迄今为止,加特兰在UWB领域已申请60余项专利,其中包含2项标准必要专利,经过夜以继日的努力才有了全球首款符合IEEE 802.15.4ab新标准的车规UWB(超宽带)SoC芯片。
UWB技术与毫米波雷达技术是两个看似独立的门类,随着它在车用市场的崛起,惊奇地发现,有着彼此互通的逻辑和原因:
01
射频技术的通用性
UWB和毫米波雷达都是射频技术,虽然在工作频率、带宽和应用场景等方面存在差异,但两者在信号处理、天线设计等方面具有很多通用性。因此,做毫米波雷达芯片的公司涉足做UWB芯片时,可以充分利用已有的技术积累和人才优势,降低研发成本和时间成本。
02
取长补短互相增益
毫米波雷达主要应用于中远距离的目标检测和测速测距等领域,而UWB则更擅长短距离的高精度定位和低功耗通信。在智能汽车领域,这两种技术可以相互补充、相互促进,共同提升汽车的安全性、便利性和智能化水平。
03
团队创新动能
做毫米波雷达芯片的公司通常具有较强的创新能力和敏锐的市场洞察力。面对UWB技术这一新兴市场机遇,这些公司能够迅速响应并投入研发资源,推出符合市场需求的高性能UWB芯片产品。
04
车规企业的硬基础
本身具备车规级全流程认证的企业,推进UWB的车规认证更加得心应手。同时可以充分利用其在毫米波雷达领域的市场和产业优势,快速拓展UWB芯片的应用领域。
从UWB市场现有格局来看,Apple、NXP、QORVO三大厂商占据主导地位:Apple聚焦消费电子生态,QORVO深耕工业领域,NXP则领跑车载市场。其他一些海外头部车规芯片企业包括意法半导体、英飞凌、甚至瑞萨都已经开始做UWB产品了。加特兰(Calterah)作为“后来者”正在以颠覆性技术打破前者的市场格局——其最新推出的Dubhe芯片凭借四大创新特性,正在重新定义UWB技术标准:
标准领先性:全球首批支持IEEE 802.15.4ab最新标准,在物理层速率和测距包结构上实现突破,为高精度定位与安全通信树立新标杆;
超远距能力:通过独创MMS(Multi-Millisecond)技术实现Link Boost模式,无遮挡测距能力达400米,远超当前行业水平;
雷达融合创新:业界首款2发4收雷达架构UWB芯片,单芯片即可支持数字钥匙、舱内活体检测、脚踢尾门等复合场景,大幅降低系统复杂度;
能效革命:基于TSMC 22nm工艺,功耗较主流方案降低30%以上,为终端设备带来更长续航与更稳定性能。
"Dubhe不仅是一款芯片,更是UWB技术从‘通信工具’向‘感知平台’跃迁的里程碑,"加特兰先进连接产品线负责人肖俊明在发布会现场强调。这一突破性产品印证了加特兰作为后来者的独特优势——既通过标准预研卡位技术制高点,又以毫米波雷达技术积累实现跨维创新,在车规级可靠性、多传感器融合等关键领域已显现出超越国际巨头的潜力。
IEEE下一代UWB标准带来的变革
基于IEEE 802.15.4z标准的UWB技术已成为资产追踪与安全测距的主流方案,而新一代IEEE 802.15.4ab作为当前处于草案阶段的UWB技术新标准,在继承802.15.4z技术框架的基础上进一步增强可靠性。主要通过两项核心技术实现了测距能力的重大突破:
窄带辅助(NBA)技术,该技术利用低频窄带信号进行设备间预同步,相较于传统UWB的500MHz宽带宽,窄带信号可在更低频率下运行并支持更高发射功率,这不仅显著扩展了测距范围,还因其窄带宽特性降低了噪声敏感性,大幅改善了远距离同步性能。
多毫秒(MMS)技术,通过将单个UWB数据包分割为最多16个短片段并提升每个片段功率,在符合FCC和ETSI等监管要求的前提下,使接收设备能通过信号聚合获得更高综合能量,从而有效延伸测距距离。这些技术创新使得802.15.4ab能在保持厘米级定位精度的同时,显著提升在复杂环境中追踪标记物品或人员的能力。此外,该标准还引入了动态数据速率调整机制和标准化感应功能,为音频传输、存在检测及环境映射等新型应用奠定了基础。这些改进推动UWB技术在更广阔场景中的应用。如果说IEEE 802.15.4z标准是在做跨时代的突破,那么IEEE 802.15.4ab标准就是新时代的华章。