人們常說：“蘋果公司根本就不需要作消費(fèi)者調(diào)研?！边@是對蘋果公司堅(jiān)持顛覆式的技術(shù)創(chuàng)新從而引領(lǐng)消費(fèi)者需求最好的褒獎。2021年4月，蘋果的AirTag正式發(fā)布，內(nèi)置蘋果自研的U1芯片，通過超寬帶精準(zhǔn)定位技術(shù)（UWB）技術(shù)實(shí)現(xiàn)高精度的定位追蹤，尤其是室內(nèi)環(huán)境的定位，售價(jià)229元起。
熟悉蘋果產(chǎn)品的朋友應(yīng)該早有了解，2019年蘋果將UWB技術(shù)通過U1芯片內(nèi)置到了iPhone11系列手機(jī)中，當(dāng)時(shí)的發(fā)布會上，蘋果營銷主管Phil Schiller對于U1芯片的描述是“利用UWB技術(shù)實(shí)現(xiàn)了空間感知”，能夠[敏感詞]定位其他同樣配備U1芯片的蘋果設(shè)備。
正是U1芯片的發(fā)布，蘋果將UWB技術(shù)帶入了公眾視野。隨后2020年，三星和小米均發(fā)布了基于UWB技術(shù)的解決方案。
AirTag再次掀起了UWB技術(shù)關(guān)注熱點(diǎn)，很多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為AirTag有望成為下一個(gè)影響IoT（物聯(lián)網(wǎng)）行業(yè)的顛覆性產(chǎn)品。
然而，距發(fā)布新品至今3個(gè)多月時(shí)間，我們似乎發(fā)現(xiàn)AirTag并沒有像之前TWS耳機(jī)那樣成為爆品，身邊購買Airtag的寥寥無幾。而三星、小米等大廠推出的UWB方案，也尚未真正進(jìn)入到我們的日常生活。
為何蘋果等大廠的帶貨能力神奇不再？UWB技術(shù)究竟有何魅力？在哪些場景具有應(yīng)用剛需？UWB的商業(yè)化終局將在何方？本文將探討UWB從技術(shù)走向成熟商業(yè)化之路。
UWB的技術(shù)原理和產(chǎn)業(yè)鏈
UWB是一種無線載波通信技術(shù)，利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，該窄脈沖在頻域上很寬，所以叫超寬帶。因?yàn)閁WB時(shí)域信號脈沖較窄，所以在時(shí)間、空間上有較大分辨力，比較容易抵抗室內(nèi)信號傳輸常見的多徑效應(yīng)的影響，因此測距和定位精度較高。
UWB的定位原理和衛(wèi)星定位很相似，通過布置已知坐標(biāo)的定位基站，需要定位的人或物攜帶定位標(biāo)簽，標(biāo)簽按照一定的頻率發(fā)送脈沖，不斷和已知位置的基站進(jìn)行測距，軟件系統(tǒng)通過算法就能定出標(biāo)簽的位置，精度能高達(dá)10cm左右。
早期UWB的技術(shù)研究主要用來解決短距離、高速率的傳輸問題，但因?yàn)橄嚓P(guān)的標(biāo)準(zhǔn)推動工作緩慢，導(dǎo)致短距離高速率通信市場已經(jīng)被Wi-Fi所占領(lǐng)。在短距離通信市場不如意的UWB技術(shù)，在高精度定位領(lǐng)域被市場發(fā)現(xiàn)了它的價(jià)值。
以下是幾種主流的定位技術(shù)比較，UWB定位精度高、可傳輸數(shù)據(jù)、安全性高，但和Wi-Fi、藍(lán)牙、RFID等相比，在定位基站和定位標(biāo)簽的價(jià)格上有10倍以上的價(jià)格差距，導(dǎo)致整體的建設(shè)和使用成本居高不下。
UWB的產(chǎn)業(yè)鏈中（如下圖所示），最為核心的產(chǎn)品便是UWB芯片。除蘋果外，全球僅有Decawve一家（2020年4億美金賣給Qorvo)穩(wěn)定供貨。2018年，Decewave營收3億人民幣，凈利約1億人民幣。雖然另一芯片設(shè)計(jì)巨頭NXP也開始涉足UWB芯片領(lǐng)域，但以當(dāng)前競爭格局來看，芯片端看不到降價(jià)的趨勢，UWB和基站的價(jià)格仍將保持高位。
圖六、UWB硬件價(jià)格現(xiàn)狀和走勢
對于現(xiàn)階段UWB技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程，我們認(rèn)為，由UWB的室內(nèi)定位和高精度定位產(chǎn)生的價(jià)值，可以覆蓋其高昂的成本，因此能夠率先在剛需性特別強(qiáng)的場景中落地，比如在煤礦和畜牧領(lǐng)域中應(yīng)用。
華為在2020年宣布了全國首座5G智慧煤礦項(xiàng)目的落地，煤礦也一時(shí)間也成為了香餑餑，容億投資的企業(yè)——科達(dá)自控也是華為在智慧煤礦方案中的重要合伙作伴。
要打造一座智慧礦山，涉及的方面有很多，比如礦區(qū)的視頻監(jiān)控、自動化設(shè)備以及定位系統(tǒng)，而煤礦對于人員的安全有強(qiáng)管理需求，人員定位系統(tǒng)一直是智慧煤礦重要的一環(huán)。
2020年，國家煤礦安監(jiān)局組織全國安標(biāo)委編制的《煤礦井下人員定位系統(tǒng)通用技術(shù)條件（征求意見稿）》，里面有一條指標(biāo)為：“煤礦井下人員[敏感詞]定位系統(tǒng)最大靜態(tài)定位誤差應(yīng)不大于0.3m”。在市場上主流的無線定位技術(shù)中，能達(dá)到這個(gè)精度的也就只有UWB。在此之前，UWB也已經(jīng)進(jìn)入煤礦領(lǐng)域，但受制于成本，并沒有大規(guī)模推廣。隨著國家強(qiáng)標(biāo)的制定，UWB方案有望實(shí)現(xiàn)快速滲透。
目前全國有一定規(guī)模的煤礦大概有4000座左右，平均每座煤礦UWB的基站需求是100個(gè)左右，由此可以預(yù)估煤礦基站總需求是40萬左右，煤礦礦工人數(shù)總體約450萬人左右，按1人1個(gè)標(biāo)簽，UWB標(biāo)簽的需求量約450萬個(gè)。
UWB在畜牧領(lǐng)域中更有想象力。以最為典型的生豬養(yǎng)殖業(yè)舉例，自2018年以來，非洲豬瘟爆發(fā)，重創(chuàng)生豬生產(chǎn)，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)十億元，直到2021年中才有所緩解，養(yǎng)豬業(yè)對于生豬狀態(tài)的科學(xué)管理有強(qiáng)烈需求。
現(xiàn)有的技術(shù)手段是通過RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)生豬識別，通過在生豬身上安裝電子標(biāo)簽，根據(jù)電子標(biāo)簽唯一的ID碼與生豬進(jìn)行一對一匹配，并且可以隨時(shí)隨地對動物進(jìn)行跟蹤與管理。
但RFID技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)雙向通信，只有當(dāng)動物進(jìn)入RFID閱讀器識別范圍內(nèi)，或者飼養(yǎng)人員手持終端閱讀器靠近動物時(shí)候，閱讀器才能識別動物的相關(guān)信息。
也正是因?yàn)镽FID識別的天然不足，幾年前“豬臉識別”技術(shù)也一度走紅，研究人員希望通過“豬臉識別”技術(shù)，操作者只需要舉起手機(jī)，對著某頭豬掃一掃，就能得到豬的編號、豬的父母、品系等信息。
豬臉識別固然能采集到豬的圖形信息，但是對于豬身體狀態(tài)和位置信息，卻沒辦法進(jìn)行精準(zhǔn)的定位。我們設(shè)想這樣的一個(gè)場景——如果在一個(gè)規(guī)?；B(yǎng)豬廠中（一般1萬頭以上）有零星幾只爆發(fā)豬瘟，如何能夠在第一時(shí)間將其找到并隔離？現(xiàn)有的技術(shù)中，UWB技術(shù)是最有效的手段。UWB+溫度傳感器做成標(biāo)簽，取代RIFD標(biāo)簽植入豬的耳部或者頸，能夠?qū)崟r(shí)對豬的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并且能迅速對瘟豬進(jìn)行定位。
業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，豬臉識別的成本在每頭豬50元左右，而傳統(tǒng)的RFID豬耳標(biāo)簽僅需約1.5-2元。當(dāng)UWB+溫度傳感器標(biāo)簽成本下降到20元以內(nèi)時(shí)，該方案有望實(shí)現(xiàn)快速滲透。當(dāng)前我國的生豬存欄量3.5億頭/年，肉牛存欄量接近1億頭/年，對于UWB的應(yīng)用來說，畜牧業(yè)是非常巨大的潛力市場。
UWB在上述兩個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用都是將其在室內(nèi)和高精度定位的優(yōu)勢發(fā)揮到了[敏感詞]，并且有政策和需求的強(qiáng)驅(qū)動。
我們再回到AirTag這款產(chǎn)品，有一些測評報(bào)告顯示AirTag的防丟失功能并不[敏感詞]，比如在水中等復(fù)雜環(huán)境下，往往有信號丟失的情況。如何提高AirTag的定位精度？僅僅找到簡單物體的功能是否有很強(qiáng)的剛需性？229元一個(gè)的售價(jià)又有多少人能接受？可能這些問題都是大部分消費(fèi)者望而卻步的原因所在。
對于UWB技術(shù)的商業(yè)化的終局，我們認(rèn)為，UWB技術(shù)的商業(yè)化最終要著眼于個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域。
一、隨著UWB在行業(yè)應(yīng)用中的帶動，芯片、便簽、基站的價(jià)格不斷下降，基站布點(diǎn)數(shù)不斷增加，類似AirTag這類型的標(biāo)簽類產(chǎn)品下降到50元以內(nèi)，消費(fèi)者的接受程度才會增加。另一方面，UWB除了手機(jī)和標(biāo)簽這樣的載體外，還可以和其他載體做深度融合，比如說UWB與服務(wù)型機(jī)器人進(jìn)行結(jié)合，在較為復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境中，鎖定物體的位置之后，還能將物體取過來，將找東西的價(jià)值進(jìn)一步放大，這樣想來，或許就更能激發(fā)消費(fèi)者的購買欲望。
二、UWB在數(shù)據(jù)傳輸上的應(yīng)用也不容忽視。上文中也提到，UWB誕生初期便被作為一種短距離高速無線傳輸通信技術(shù)，能在50米左右的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)百M(fèi)bit／s至數(shù)Gbit／s的數(shù)據(jù)傳輸速率，并具有數(shù)據(jù)安全性強(qiáng)、傳輸速率高、帶寬極寬、消耗電能小、發(fā)送功率小等諸多優(yōu)勢。UWB的出現(xiàn)補(bǔ)齊了日益復(fù)雜的個(gè)人局域網(wǎng)通信需求。隨著Apple Watch、AirPods等穿戴式設(shè)備，AR、VR以及短視頻社交的興起，用戶對于不同設(shè)備之間的互聯(lián)互通需求日益提升。而不同于計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，個(gè)人局域網(wǎng)中設(shè)備之間的差異極大，在傳輸速度、傳輸距離、功耗、安全性方面有著不同的要求，UWB技術(shù)有望在個(gè)人局域網(wǎng)通信上獲得新生。
對于UWB賽道的布局，我們建議主要關(guān)注上游UWB芯片設(shè)計(jì)公司和已經(jīng)具有行業(yè)地位的系統(tǒng)集成商。
一、芯片是UWB技術(shù)最重要和最基礎(chǔ)的構(gòu)成，無論是標(biāo)簽和基站，都離不開芯片。有蘋果這樣的“帶頭大哥”引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，未來UWB非常有機(jī)會像藍(lán)牙和Wi-Fi一樣成為手機(jī)的標(biāo)配。行業(yè)應(yīng)用與消費(fèi)領(lǐng)域的需求，UWB將快速成長為一個(gè)每年百億人民幣的賽道。
二、在UWB芯片設(shè)計(jì)技術(shù)上，短期關(guān)注芯片是否支持4Z協(xié)議、是否支持高速率脈沖和低速率脈沖雙模式、是在高頻段和低頻段用使用，以及是否和藍(lán)牙融合；長期來看，考慮低功耗、面積小、快速啟動和快速鎖定等低功耗、低成本設(shè)計(jì)方案。
三、從當(dāng)前的競爭格局看，美國射頻巨頭Qorvo旗下的Decawave占據(jù)了95%以上的市場份額，恩智浦也祭出多年前的技術(shù)積累，快速推出新品。國內(nèi)的UWB芯片設(shè)計(jì)公司也在快馬加鞭地追趕，我們欣喜地看到行業(yè)中涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀的初創(chuàng)公司，在資本市場上也較為活躍，近年來都獲得了重要的資本方助力。
四、系統(tǒng)集成也是UWB產(chǎn)業(yè)鏈中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。從技術(shù)上來說，系統(tǒng)集成商能夠提供UWB與GPS、藍(lán)牙、Wi-Fi等多種定位技術(shù)融合的解決方案；從商業(yè)模式上來，系統(tǒng)集成商離客戶更近，能夠更好地理解客戶需求。具有一定行業(yè)地位的系統(tǒng)集成商往往有較強(qiáng)的營收規(guī)模和資金實(shí)力，不排除投入芯片技術(shù)的研發(fā)，因此也值得重點(diǎn)關(guān)注。
綜上，UWB行業(yè)最終會跑出一條數(shù)百億級的獨(dú)立賽道。國內(nèi)的UWB芯片公司和國外公司的設(shè)計(jì)水平差距僅在一代以內(nèi)，并且國內(nèi)擁有強(qiáng)大的消費(fèi)電子供應(yīng)鏈、龐大的市場需求，以及工程師紅利。我們非常看好國內(nèi)在UWB這個(gè)方向上誕生出一批全球領(lǐng)先的企業(yè)，也將持續(xù)深耕這一賽道并尋找布局機(jī)會。
“Kinghelm”商標(biāo)由金航標(biāo)公司原始注冊，金航標(biāo)是GPS天線北斗天線研發(fā)生產(chǎn)直銷廠家，在北斗GPS導(dǎo)航定位行業(yè)非常高的知名度和美譽(yù)度，研發(fā)生產(chǎn)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于bds衛(wèi)星導(dǎo)航定位無線通信等領(lǐng)域。主要產(chǎn)品包括：RJ45-RJ45網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)接口連接器、射頻連接器轉(zhuǎn)接線、同軸線纜連接器、type-c連接器、hdmi接口type-c接口、排針排母、SMA、fpc、FFC天線連接器、天線信號傳輸防水接頭、hdmi接口、usb連接器、端子端子線、端子板接線端子、接線端子排、射頻rfid標(biāo)簽、定位導(dǎo)航天線、通訊天線天線連接線、膠棒天線吸盤天線、433天線4G天線，GPS模塊天線等。廣泛應(yīng)用于航天航空、通信、[敏感詞]、儀器儀表和安防、醫(yī)療等行業(yè)。
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