芯東西（公眾號：aichip001）
作者 |? 程茜
編輯 | ?Panken
UWB芯片火得(de)突(tu)然，又(you)燒得(de)還不夠旺。
3月28日，全球(qiu)首款UWB數字鑰(yao)匙(chi)在(zai)蔚(yu)來旗艦轎車ET7正式交付，有這項技術加持，車主無需掏出鑰(yao)匙(chi)，就能解鎖(suo)車門。這個被蘋果帶飛(fei)的(de)無線通信(xin)技術，正將(jiang)終(zhong)端應用(yong)熱潮蔓(man)延至車圈。
▲蔚來(lai)ET7支持UWB智能鑰匙、手(shou)機UWB/BLE鑰匙、NFC卡(ka)/手(shou)機NFC解(jie)鎖車門（圖(tu)源：蔚來(lai)）
UWB，全名(ming)超(chao)寬(kuan)帶通信（Ultra Wide Band），一(yi)種(zhong)短距離(li)無(wu)線傳輸(shu)通信技術，從2002年(nian)被美國聯邦通信委員會（FCC）核準(zhun)在民用(yong)領(ling)域(yu)開放至(zhi)今，已經低調發(fa)育了約20年(nian)。
直到2019年9月(yue)，蘋果首次將UWB芯片引(yin)入其(qi)旗艦手機(ji)，這個(ge)擅(shan)長短(duan)距離精準定位的“黑科技(ji)”，被陸續解鎖設備連接、無線支付、找丟失物品、活體(ti)檢測、取(qu)代實(shi)體(ti)鑰(yao)匙無感開車門等功能。長期蟄伏(fu)于工(gong)業級應用的UWB技(ji)術，開始在消費(fei)類市場初顯鋒芒。
科(ke)技(ji)巨頭力捧之下(xia)，UWB產業(ye)(ye)(ye)收(shou)到了前所未有的(de)矚目(mu)，大量資(zi)本開始(shi)涌入這條賽道，這對耕耘(yun)UWB芯片已(yi)久的(de)國內企(qi)業(ye)(ye)(ye)而言，可(ke)謂是突如其來的(de)“驚喜”。但(dan)能(neng)否(fou)接住這些洶涌而至的(de)機遇，就要考驗UWB芯片企(qi)業(ye)(ye)(ye)此前積蓄的(de)實力。
在愈發激烈的戰事中，先進技術是通信芯片老將陳振騏引以為傲的籌碼。今年2月，一篇UWB超寬帶定位通信收發機芯片論文發表于被譽為“芯片奧林匹克”的國際頂會ISSCC 2022上，成為今年中國大陸及港澳地區唯一入選的工業界論文，其來源正是由陳振(zhen)騏創(chuang)辦的紐瑞芯(xin)公司。
▲紐瑞芯(xin)有(you)關(guan)UWB超寬(kuan)帶定位通信(xin)芯(xin)片設計的論(lun)文被ISSCC 2022收錄
今年開年，紐瑞芯便連添戰果。在成為第一家在ISSCC上發表無線通信全系統芯片成果的中國大陸企業之前，它剛宣布完成2億元A輪融資，投資方包括國內MEMS龍頭歌爾微。截至目前，紐瑞芯已累計完成三輪融資，它為不同應用研發的多款UWB芯片將在今年投入市場。
當UWB芯(xin)(xin)片產業尚(shang)處微時，陳振騏如(ru)何帶領紐(niu)瑞(rui)芯(xin)(xin)團隊積攢技術實力與工程經(jing)驗(yan)，在與國內外企業的(de)競爭中(zhong)建(jian)立自身(shen)壁壘？他又如(ru)何看待UWB芯(xin)(xin)片產業的(de)未來走(zou)勢？近日，芯(xin)(xin)東西與紐(niu)瑞(rui)芯(xin)(xin)創始人(ren)兼CEO陳振騏博士進行了(le)深入交(jiao)流。
通過(guo)對(dui)話陳(chen)振騏，我們(men)不僅回顧了UWB芯片“前世今生”的(de)(de)幾大關鍵(jian)進階歷程，而(er)且解(jie)讀了紐瑞芯應對(dui)UWB芯片的(de)(de)技(ji)術思路和(he)商業策略(lve)。
▲紐瑞芯創始人兼(jian)CEO陳振騏
一、清華畢業，高通歷練，創業于UWB黎明前
創辦(ban)紐瑞芯前，陳振騏曾在高通手(shou)機射(she)頻芯片(pian)核心研發團隊(dui)工(gong)作了(le)10年(nian)。
陳振騏的本科和(he)碩士均就讀于清(qing)華大(da)(da)學(xue)通(tong)(tong)(tong)信專業(ye)，隨后前往美國奧本大(da)(da)學(xue)進修(xiu)微(wei)電(dian)子學(xue)博士，畢(bi)業(ye)后進入高(gao)通(tong)(tong)(tong)擔任主任工程師，參與(yu)手機射(she)頻芯片的核心(xin)研發工作。這些經歷(li)，使得他在通(tong)(tong)(tong)信協議、通(tong)(tong)(tong)信系統、通(tong)(tong)(tong)信算法等領域持續沉淀。
2014年，芯(xin)片(pian)的(de)戰略地位日益凸顯，許多中國消費電(dian)子產品(pin)已走到(dao)世界前列，但核心芯(xin)片(pian)技術仍(reng)然非常(chang)匱(kui)乏，國內(nei)集成電(dian)路已成為(wei)國內(nei)第(di)一大進口商品(pin)，進口額遠超石油。關注到(dao)這些現象后，創業的(de)想法開始在陳振騏腦海中成形。
陳振(zhen)騏(qi)和(he)幾位(wei)(wei)同(tong)學、朋(peng)友一(yi)拍(pai)即合，將從系統(tong)、數字(zi)、模擬、射頻到市場(chang)銷售的(de)人才匯集，共同(tong)組建了一(yi)個擁有(you)一(yi)線產業(ye)經(jing)驗(yan)(yan)的(de)全(quan)鏈條(tiao)團(tuan)(tuan)隊(dui)。其核心團(tuan)(tuan)隊(dui)以(yi)清華背景為主，包括(kuo)1位(wei)(wei)IEEE Fellow和(he)9位(wei)(wei)在美國(guo)有(you)過資深行業(ye)經(jing)驗(yan)(yan)的(de)海(hai)歸博(bo)士。
2016年，陳振騏回(hui)到(dao)祖(zu)國，在深(shen)圳注冊成(cheng)立了(le)芯(xin)片(pian)企業(ye)紐瑞芯(xin)，主攻(gong)UWB芯(xin)片(pian)。
紐(niu)(niu)瑞芯的(de)英文名是NewRadio Technologies。其(qi)中，NewRadio指的(de)是5G無線空(kong)口技(ji)術，字面意思為(wei)“新無線”，同時蘊含做5G相關技(ji)術之意，陳振(zhen)騏(qi)希望，紐(niu)(niu)瑞芯能(neng)在無線通信芯片上抓住機會。
其業務(wu)主線(xian)UWB芯片擅長厘米(mi)級精準定位，能(neng)夠(gou)在短距(ju)離內高(gao)速(su)傳輸數據(ju)，同時具備功耗低、抗干擾能(neng)力強(qiang)等特(te)征，能(neng)夠(gou)實現各種智能(neng)設(she)備的位置、距(ju)離、方向(xiang)感知(zhi)。
嚴(yan)格來講，這不算一個新(xin)技(ji)術。UWB“前世”可追溯(su)至1960年代，美國軍方(fang)用它(ta)來做(zuo)雷達偵(zhen)測。
2000年初，美國UWB技術(shu)產品和(he)服務提供商(shang)Time Domain的短脈沖制式(shi)UWB芯片(pian)實現了3m以內1Gbps速(su)率(lv)傳輸(shu)，這在當(dang)時非常具有(you)前(qian)沿(yan)性。但后來關于UWB的協(xie)議(yi)、標準流產，長(chang)期(qi)沒(mei)有(you)達成統一。早(zao)期(qi)十年，有(you)一些小公(gong)司在進行UWB芯片(pian)研發，但成果(guo)鮮見。
2010年(nian)左(zuo)右，愛(ai)爾蘭UWB芯片(pian)供應商Decawave的(de)DW1000走(zou)向(xiang)量(liang)產(chan)(chan)，成為當時市(shi)場上唯一真正(zheng)實現規模量(liang)產(chan)(chan)的(de)UWB芯片(pian)，不過(guo)其量(liang)產(chan)(chan)規模并不是很大。
▲DW1000芯片
由于與USB、Wi-Fi等(deng)其他(ta)短距離傳輸技術相比(bi)在成熟度(du)(du)、成本方面缺乏優勢(shi)，UWB一直沒能獲得較高的(de)市(shi)場接受度(du)(du)。UWB前期更多被用在煤礦、隧道(dao)、化(hua)工廠、養老院等(deng)工業場景，用于高精度(du)(du)定(ding)位，以(yi)確保佩戴者的(de)安全。
在陳(chen)振騏(qi)創業初期，UWB仍(reng)是一個名不見經(jing)傳的技(ji)術賽道。消費級(ji)市場的潛能(neng)尚未打開，國內(nei)企業又與國際龍頭在關鍵技(ji)術上存在差距，UWB芯片(pian)賽道上的創業公(gong)司們(men)直面(mian)實現技(ji)術突破、填補(bu)人才空缺(que)、獲得客戶認(ren)可等多(duo)道難關。
轉折點出現在(zai)2019年9月，蘋果(guo)在(zai)其(qi)旗艦手機iPhone 11中(zhong)，首次裝進一顆神秘(mi)的(de)U1芯片，稱(cheng)其(qi)能顯著提升空間(jian)感知能力，讓(rang)短距離內(nei)的(de)設(she)備能被精準定位。該功(gong)能的(de)幕后(hou)技術便(bian)是(shi)UWB。
▲2019年(nian)9月(yue)，蘋果發布搭載UWB芯片(pian)的iPhone 11
“UWB行業(ye)之(zhi)前是暗流涌動，iPhone 11才將這把火(huo)正式引燃。”陳振騏(qi)回憶說。
彼時，紐瑞芯(xin)已經走到了成(cheng)(cheng)立(li)的第四(si)年。2019年底(di)，其全自研(yan)的UWB大熊座（UMAJ）SoC芯(xin)片(pian)成(cheng)(cheng)功流片(pian)，成(cheng)(cheng)為國內第一款(kuan)收(shou)發機全集(ji)成(cheng)(cheng)并兼容最(zui)新IEEE 802.15.4z UWB行業標準的系(xi)統芯(xin)片(pian)。
繼(ji)蘋果后，三(san)(san)星(xing)、小(xiao)米、OPPO等消費電子品(pin)牌紛(fen)紛(fen)跟上，令UWB在手(shou)機和物聯網（IoT）設(she)備(bei)領域小(xiao)火一把(ba)。隨即在2021年4月(yue)，蘋果甩出了(le)醞釀三(san)(san)年之久的“防丟神器”AirTag追蹤(zong)器，將UWB的熱度推至新高峰；同年5月(yue)，谷歌宣布安卓12也加入(ru)了(le)基(ji)于UWB的數(shu)字車鑰匙功能(neng)。
國內外主流(liu)車(che)廠亦(yi)紛(fen)紛(fen)基(ji)于UWB技術實(shi)(shi)現“數字鑰匙”。UWB能從物(wu)理底層上防止(zhi)攻擊，具有極高的(de)安全性，已進入國際車(che)規芯片(pian)領域，它也是實(shi)(shi)現智能泊車(che)、位置監(jian)控(kong)等應(ying)用的(de)基(ji)礎技術。
根據市場調(diao)研公司ABI Research的數據，2020年全(quan)球內置UWB的產品出貨量為1.43億(yi)(yi)部(bu)，2021年超2億(yi)(yi)部(bu)，到2026年預計將(jiang)增長到13億(yi)(yi)部(bu)。
▲2020年-2026年全球內置UWB產(chan)品年出貨量預(yu)測（數(shu)據來源市(shi)場調(diao)研公司ABI Research）
消(xiao)費級(ji)UWB應用(yong)的大幕就此拉開，UWB芯片(pian)終于不(bu)再是(shi)一(yi)條(tiao)默(mo)(mo)默(mo)(mo)無聞的小眾芯片(pian)賽(sai)道。
這個行業(ye)的發(fa)展(zhan)進程隨之加(jia)快：2019年(nian)8月(yue)，UWB標(biao)準(zhun)組(zu)織FiRa聯(lian)盟(meng)成(cheng)立；2020年(nian)1月(yue)，蘋果供應(ying)商Qorvo被(bei)曝(pu)斥資(zi)4億美收購UWB芯片(pian)供應(ying)商Decawave；2020年(nian)7月(yue)，全(quan)球技術組(zu)織車聯(lian)網(wang)聯(lian)盟(meng)宣布其CCC數字密鑰(yao)（Digital Key）3.0版規范定稿……越(yue)來越(yue)多的標(biao)志(zhi)性事件陸(lu)續(xu)發(fa)生。
▲部分FiRa聯盟(meng)成員截(jie)圖（圖片來(lai)源(yuan)為FiRa官(guan)網）
面(mian)對龐大的潛在市場(chang)，國產UWB芯片企業正蓄勢待發，紐瑞芯也開始嶄露頭(tou)角。
二、芯片算法兩手抓，多款UWB芯片今年上市
創業初期(qi)，陳振騏和他(ta)的團隊就(jiu)確(que)立了(le)(le)“全自研”的發(fa)展(zhan)道路(lu)。“你(ni)(ni)的關(guan)鍵性技術能(neng)達到什么(me)樣的高度，也就(jiu)決定了(le)(le)你(ni)(ni)能(neng)做什么(me)樣的東西。”陳振騏說。
相比UWB芯(xin)(xin)(xin)片，藍牙芯(xin)(xin)(xin)片、Wi-Fi芯(xin)(xin)(xin)片這兩個更(geng)(geng)常見的短距離無線通信系(xi)統芯(xin)(xin)(xin)片，技術發展(zhan)更(geng)(geng)加成熟，UWB則仍然處于發展(zhan)的早期階段(duan)。
▲UWB、Wi-Fi、藍牙技(ji)術基礎信(xin)息對比
在陳(chen)振騏看來，三者之(zhi)中，藍牙(ya)芯片(pian)的技術(shu)難度(du)較低，UWB和Wi-Fi6、Wi-Fi7的技術(shu)難度(du)相當(dang)。UWB芯片(pian)最小帶寬為(wei)500MHz，最高(gao)(gao)帶寬可達1.1GHz~1.3GHz，其帶寬和頻(pin)段都比藍牙(ya)和Wi-Fi高(gao)(gao)，隨之(zhi)也會帶來很多技術(shu)挑戰。
他相(xiang)信(xin)，堅持全(quan)面、正向的自主研發，才能(neng)更貼近市(shi)(shi)場，快(kuai)速找到產(chan)品的市(shi)(shi)場價值。
對此，紐瑞(rui)芯(xin)從產(chan)品(pin)定義、最新需求出發(fa)，將芯(xin)片與算法兩手抓，一方(fang)面從前端封裝、射頻放大器（PA）、模(mo)擬基(ji)帶到(dao)數字(zi)信(xin)號處理的各個集成電(dian)路（IC）模(mo)塊(kuai)都進行IP化，另一方(fang)面從全系統角度研發(fa)多(duo)類算法，與硬件優化相輔相成。
“我們做的所有芯片都是全自研IP。”陳(chen)振(zhen)騏(qi)說(shuo)，因受(shou)IP限(xian)制小，紐瑞(rui)芯在(zai)代工選擇上更為靈活，能(neng)與代工廠建立深度技(ji)(ji)術(shu)合作，并依據新的技(ji)(ji)術(shu)方(fang)向快速優化產(chan)品，由此提升其(qi)市場接受(shou)度。
由于UWB芯片市場尚不成熟，應用場景還不夠清晰，工業與消費市場的不同應用需求千差萬別。因此，紐瑞芯在整個芯片設計過程中都堅持“算法先行”，也就是(shi)從應用端出發設(she)(she)計產品，通過(guo)算法指導芯片硬件設(she)(she)計和優化(hua)的方向。
為了提升(sheng)UWB芯片的性能，紐(niu)瑞芯采取了創(chuang)新抗多(duo)徑算法、海量(liang)用戶快速定位(wei)算法，其自研算法還可以(yi)支(zhi)持多(duo)頻段動態切換。
▲多徑效應示意圖
多徑效應是無線通信(xin)的(de)一大(da)難(nan)題(ti)，即無線信(xin)號在(zai)不同(tong)路徑的(de)傳(chuan)播(bo)時(shi)，到達(da)接收端的(de)信(xin)號存在(zai)時(shi)間差，會造成相互(hu)干擾，致使原(yuan)來的(de)信(xin)號失(shi)真。
在(zai)應對多徑(jing)效應方面，UWB因其調(diao)制(zhi)方式和信號值(zhi)，在(zai)室內測距時比藍牙、Wi-Fi等技術(shu)(shu)更加穩定，但仍面臨技術(shu)(shu)挑(tiao)戰。在(zai)出(chu)國前，陳振騏就已進行相關技術(shu)(shu)研究，基于在(zai)多徑(jing)信道(dao)模(mo)型(xing)上(shang)的(de)技術(shu)(shu)積(ji)累和算法優化(hua)，擴展芯片的(de)功能(neng)和優勢(shi)。
此外(wai)，陳振騏也在(zai)無線通(tong)信(xin)領域探(tan)索新(xin)的市場和技術(shu)(shu)機會，包(bao)括完(wan)成多項高(gao)價(jia)值關鍵(jian)核心技術(shu)(shu)研發(fa)儲備，以及(ji)在(zai)5G、6G、衛星通(tong)信(xin)和毫米波(bo)通(tong)信(xin)等方(fang)向上布局新(xin)技術(shu)(shu)研發(fa)。
過去(qu)一(yi)年里，紐瑞芯的整體團(tuan)隊(dui)規模比去(qu)年擴充了(le)50%以上(shang)，其(qi)中研發團(tuan)隊(dui)占比超60%。
“紐(niu)瑞芯是一家(jia)科技公(gong)司(si)在做(zuo)UWB芯片產品(pin)，而不是一家(jia)做(zuo)UWB芯片的(de)公(gong)司(si)。”陳振騏強調說。
目前，紐瑞芯已形成以UWB定位通信系統芯片和智能天線調諧芯片為主的(de)業(ye)務體系，提(ti)供包括天線(xian)調(diao)諧器、5G/B5G收發(fa)器、數據轉換器和IoT SoC在內的(de)全套(tao)高性能IC產品，并打造了通訊(xun)芯片所需高端(duan)關(guan)鍵射頻及模(mo)擬混合IP的(de)全自研技術平(ping)臺NRTP（NewRadio-Technical-Platform）。
▲大熊座芯片概念圖
其核心產(chan)品大熊座系(xi)列UWB定(ding)位通信系(xi)統(tong)芯(xin)片，集成了全套底(di)層(ceng)軟(ruan)硬件解決方案，可實(shi)(shi)現多路(lu)收發，兼容(rong)最(zui)新IEEE 802.15.4z，支持(chi)FiRa、CCC等國際標準，已與市場(chang)上主流的UWB設備(bei)實(shi)(shi)現互聯互通及應用兼容(rong)。
UWB技術主要應用于四(si)大產(chan)業領域(yu)：工業互(hu)聯網等垂直(zhi)行業、物(wu)聯網、智能汽車、智能手機(ji)。
現階段，大熊座芯片重點應用在智能手機和智能汽車兩大領域，同時覆蓋尋物定位、移動支付、設備互連、室內導航、AR/VR、工業互聯網等應用需求。紐瑞芯為不同應用場景研發的NRT81600系列及NRT81800系列多款芯片已于2021年完成試量產，將在今年投入市場。
▲大熊座芯(xin)片應用布局
“今年(nian)，是紐瑞芯UWB芯片(pian)量產出貨、商業落地的關鍵時期。”陳(chen)振騏說。
三、與國際領先芯片跨代競爭，助推行業標準制定
當前，UWB芯片行業的發展(zhan)處于早期階段，國(guo)內(nei)芯片發展(zhan)相較海外略有滯(zhi)后(hou)，在陳振騏看(kan)來，這種“滯(zhi)后(hou)”的差距(ju)其實并(bing)不大(da)。
紐瑞芯采取的產品策略是與國外芯片跨代競爭，即現(xian)在設計的產品對(dui)標國際領先UWB芯片公(gong)司的下一代產品。
由于(yu)UWB芯片產業相對前沿(yan)，國(guo)外龍頭企(qi)業和國(guo)內(nei)UWB芯片企(qi)業基本都是從企(qi)業比較(jiao)熟悉且有把(ba)握的(de)市場切入。不(bu)過，國(guo)際龍頭企(qi)業在(zai)市場渠(qu)道(dao)等方面的(de)前期積累已(yi)經形成規(gui)模化(hua)，這(zhe)也是國(guo)內(nei)UWB芯片創企(qi)與龍頭企(qi)業存在(zai)的(de)客觀差(cha)距。
據陳振(zhen)騏分(fen)享，目前，國內企業很多是在已有的(de)場(chang)景或芯片產品上做局(ju)部工作，然(ran)后在一些特定場(chang)景、應(ying)用上，針對特定的(de)客(ke)戶展開嘗(chang)試(shi)。
他相信UWB未來會成為(wei)5G智(zhi)能手機、汽車及各種智(zhi)能設備的(de)標配技術。
誠然，智能手(shou)機、IoT設(she)備(bei)的(de)出貨量極(ji)其(qi)可觀，汽車對UWB芯片(pian)的(de)需求快速(su)增長(chang)，無(wu)論是身份驗(yan)證、無(wu)感開鎖，還是尋(xun)物定位、資產追蹤，都(dou)給了UWB發揮優勢的(de)龐大(da)市(shi)場空間。不過就目前而(er)言，UWB芯片(pian)的(de)落地還未(wei)全(quan)面鋪開，相關基礎設(she)施、行業標準、生態(tai)建(jian)設(she)都(dou)亟待進一步完善。
因此，除(chu)了技(ji)術(shu)創(chuang)新外，陳振(zhen)騏(qi)也帶領紐瑞芯推進UWB在應用(yong)、協議上的進步。
他(ta)談道(dao)，紐瑞(rui)芯(xin)雖然不(bu)做終端產品，但會通過一些應(ying)用型專(zhuan)利(li)，來(lai)探索UWB芯(xin)片不(bu)斷擴展(zhan)的應(ying)用場景。例(li)如2021年(nian)5月，紐瑞(rui)芯(xin)“用嵌UWB模塊的手(shou)機直接遙控UWB設備(bei)(bei)的方法與裝置”發明專(zhuan)利(li)獲得(de)國家知識產權(quan)局的授權(quan)。這對于智能手(shou)機及關聯IoT設備(bei)(bei)UWB芯(xin)片的國產化有積極意義。
▲嵌(qian)有(you)UWB模塊(kuai)和AR模塊(kuai)的(de)智(zhi)能手機(ji)跟(gen)UWB智(zhi)能設備位(wei)置關系(xi)圖
陳振騏相信，只有(you)在協議上(shang)形成一致的標準(zhun)，才(cai)能(neng)將(jiang)UWB發(fa)展成一個(ge)在未來有(you)爆(bao)發(fa)力、有(you)大應用場景(jing)的技(ji)術(shu)。為(wei)此(ci)，他也在積極推(tui)進UWB芯片標準(zhun)的起草工作。
結語：初火之后，UWB芯片距離爆發還有多遠？
隨著手機與汽(qi)車巨頭(tou)接連推出現象級(ji)產(chan)品，以及關鍵(jian)芯片(pian)國(guo)產(chan)替代的呼(hu)聲持續走(zou)高(gao)，國(guo)內UWB芯片(pian)產(chan)業經歷了(le)一波“小(xiao)高(gao)潮(chao)”。但迄今為止(zhi)，這一賽(sai)道的應用只能說(shuo)是初具規模，距(ju)離真正的大(da)規模爆發(fa)，仍稍欠火候。
現(xian)有UWB芯片創企們，不僅要從(cong)國(guo)際芯片巨頭(tou)已(yi)然構筑的(de)市(shi)場與生態優(you)勢中尋(xun)找(zhao)突圍之徑(jing)，還需面(mian)臨來自更(geng)多(duo)新入(ru)局(ju)者的(de)競爭。
前路仍(reng)需摸著(zhu)石頭過河。背靠全自研(yan)關鍵(jian)技術，陳振騏希望紐(niu)瑞芯(xin)在未來抓住UWB的市場(chang)機遇，快速優化產(chan)品研(yan)發，提高自家芯(xin)片(pian)(pian)的性價比，在無線通信(xin)芯(xin)片(pian)(pian)領域達到世界一流水平(ping)。
