芯東西（公衆号：aichip001）
作者 | 程茜
編輯 | Panken
UWB晶片火得突然，又燒得還不夠旺。
3月28日，全球首款UWB數字鑰匙在蔚來旗艦轎車ET7正式傳遞，有這項技術加持，車主無需掏出鑰匙，就能解鎖車門。這個被蘋果帶飛的無線通信技術，正将終端應用熱潮蔓延至車圈。
▲蔚來ET7支援UWB智能鑰匙、手機UWB/BLE鑰匙、NFC卡/手機NFC解鎖車門（圖源：蔚來）
直到2019年9月，蘋果首次将UWB晶片引入其旗艦手機，這個擅長短距離精準定位的“黑科技”，被陸續解鎖裝置連接配接、無線支付、找丢失物品、活體檢測、取代實體鑰匙無感開車門等功能。長期蟄伏于工業級應用的UWB技術，開始在消費類市場初顯鋒芒。
科技巨頭力捧之下，UWB産業收到了前所未有的矚目，大量資本開始湧入這條賽道，這對耕耘UWB晶片已久的國内企業而言，可謂是突如其來的“驚喜”。但能否接住這些洶湧而至的機遇，就要考驗UWB晶片企業此前積蓄的實力。
在愈發激烈的戰事中，先進技術是通信晶片老将陳振骐引以為傲的籌碼。今年2月，一篇UWB超寬帶定位通信收發機晶片論文發表于被譽為“晶片奧林匹克”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，其來源正是由陳振骐創辦的紐瑞芯公司。
▲紐瑞芯有關UWB超寬帶定位通信晶片設計的論文被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晶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，投資方包括國内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晶片将在今年投入市場。
當UWB晶片産業尚處微時，陳振骐如何帶領紐瑞芯團隊積攢技術實力與工程經驗，在與國内外企業的競争中建立自身壁壘？他又如何看待UWB晶片産業的未來走勢？近日，芯東西與紐瑞芯創始人兼CEO陳振骐博士進行了深入交流。
通過對話陳振骐，我們不僅回顧了UWB晶片“前世今生”的幾大關鍵進階曆程，而且解讀了紐瑞芯應對UWB晶片的技術思路和商業政策。
▲紐瑞芯創始人兼CEO陳振骐
一、清華畢業，高通曆練，創業于UWB黎明前
創辦紐瑞芯前，陳振骐曾在高通手機射頻晶片核心研發團隊工作了10年。
陳振骐的大學和碩士均就讀于清華大學通信專業，随後前往美國奧本大學進修微電子學博士，畢業後進入高通擔任主任工程師，參與手機射頻晶片的核心研發工作。這些經曆，使得他在通信協定、通信系統、通信算法等領域持續沉澱。
2014年，晶片的戰略地位日益凸顯，許多中國消費電子産品已走到世界前列，但核心晶片技術仍然非常匮乏，國内內建電路已成為國内第一大進口商品，進口額遠超石油。關注到這些現象後，創業的想法開始在陳振骐腦海中成形。
陳振骐和幾位同學、朋友一拍即合，将從系統、數字、模拟、射頻到市場銷售的人才彙集，共同組建了一個擁有一線産業經驗的全鍊條團隊。其核心團隊以清華背景為主，包括1位IEEE Fellow和9位在美國有過資深行業經驗的海歸博士。
2016年，陳振骐回到祖國，在深圳注冊成立了晶片企業紐瑞芯，主攻UWB晶片。
紐瑞芯的英文名是NewRadio Technologies。其中，NewRadio指的是5G無線空口技術，字面意思為“新無線”，同時蘊含做5G相關技術之意，陳振骐希望，紐瑞芯能在無線通信晶片上抓住機會。
其業務主線UWB晶片擅長厘米級精準定位，能夠在短距離内高速傳輸資料，同時具備功耗低、抗幹擾能力強等特征，能夠實作各種智能裝置的位置、距離、方向感覺。
嚴格來講，這不算一個新技術。UWB“前世”可追溯至1960年代，美國軍方用它來做雷達偵測。
2000年初，美國UWB技術産品和服務提供商Time Domain的短脈沖制式UWB晶片實作了3m以内1Gbps速率傳輸，這在當時非常具有前沿性。但後來關于UWB的協定、标準流産，長期沒有達成統一。早期十年，有一些小公司在進行UWB晶片研發，但成果鮮見。
2010年左右，愛爾蘭UWB晶片供應商Decawave的DW1000走向量産，成為當時市場上唯一真正實作規模量産的UWB晶片，不過其量産規模并不是很大。
▲DW1000晶片
由于與USB、Wi-Fi等其他短距離傳輸技術相比在成熟度、成本方面缺乏優勢，UWB一直沒能獲得較高的市場接受度。UWB前期更多被用在煤礦、隧道、化工廠、養老院等工業場景，用于高精度定位，以確定佩戴者的安全。
在陳振骐創業初期，UWB仍是一個名不見經傳的技術賽道。消費級市場的潛能尚未打開，國内企業又與國際龍頭在關鍵技術上存在差距，UWB晶片賽道上的創業公司們直面實作技術突破、填補人才空缺、獲得客戶認可等多道難關。
轉折點出現在2019年9月，蘋果在其旗艦手機iPhone 11中，首次裝進一顆神秘的U1晶片，稱其能顯著提升空間感覺能力，讓短距離内的裝置能被精準定位。該功能的幕後技術便是UWB。
▲2019年9月，蘋果釋出搭載UWB晶片的iPhone 11
“UWB行業之前是暗流湧動，iPhone 11才将這把火正式引燃。”陳振骐回憶說。
彼時，紐瑞芯已經走到了成立的第四年。2019年底，其全自研的UWB大熊座（UMAJ）SoC晶片成功流片，成為國内第一款收發機全內建并相容最新IEEE 802.15.4z UWB行業标準的系統晶片。
繼蘋果後，三星、小米、OPPO等消費電子品牌紛紛跟上，令UWB在手機和物聯網（IoT）裝置領域小火一把。随即在2021年4月，蘋果甩出了醞釀三年之久的“防丢神器”AirTag追蹤器，将UWB的熱度推至新高峰；同年5月，谷歌宣布安卓12也加入了基于UWB的數字車鑰匙功能。
國内外主流車廠亦紛紛基于UWB技術實作“數字鑰匙”。UWB能從實體底層上防止攻擊，具有極高的安全性，已進入國際車規晶片領域，它也是實作智能泊車、位置監控等應用的基礎技術。
根據市場調研公司ABI Research的資料，2020年全球内置UWB的産品出貨量為1.43億部，2021年超2億部，到2026年預計将增長到13億部。
▲2020年-2026年全球内置UWB産品年出貨量預測（資料來源市場調研公司ABI Research）
消費級UWB應用的大幕就此拉開，UWB晶片終于不再是一條默默無聞的小衆晶片賽道。
這個行業的發展程序随之加快：2019年8月，UWB标準組織FiRa聯盟成立；2020年1月，蘋果供應商Qorvo被曝斥資4億美收購UWB晶片供應商Decawave；2020年7月，全球技術組織車聯網聯盟宣布其CCC數字密鑰（Digital Key）3.0版規範定稿……越來越多的标志性事件陸續發生。
▲部分FiRa聯盟成員截圖（圖檔來源為FiRa官網）
面對龐大的潛在市場，國産UWB晶片企業正蓄勢待發，紐瑞芯也開始嶄露頭角。
二、晶片算法兩手抓，多款UWB晶片今年上市
創業初期，陳振骐和他的團隊就确立了“全自研”的發展道路。“你的關鍵性技術能達到什麼樣的高度，也就決定了你能做什麼樣的東西。”陳振骐說。
相比UWB晶片，藍牙晶片、Wi-Fi晶片這兩個更常見的短距離無線通信系統晶片，技術發展更加成熟，UWB則仍然處于發展的早期階段。
▲UWB、Wi-Fi、藍牙技術基礎資訊對比
在陳振骐看來，三者之中，藍牙晶片的技術難度較低，UWB和Wi-Fi6、Wi-Fi7的技術難度相當。UWB晶片最小帶寬為500MHz，最高帶寬可達1.1GHz~1.3GHz，其帶寬和頻段都比藍牙和Wi-Fi高，随之也會帶來很多技術挑戰。
他相信，堅持全面、正向的自主研發，才能更貼近市場，快速找到産品的市場價值。
對此，紐瑞芯從産品定義、最新需求出發，将晶片與算法兩手抓，一方面從前端封裝、射頻放大器（PA）、模拟基帶到數字信号處理的各個內建電路（IC）子產品都進行IP化，另一方面從全系統角度研發多類算法，與硬體優化相輔相成。
“我們做的所有晶片都是全自研IP。”陳振骐說，因受IP限制小，紐瑞芯在代工選擇上更為靈活，能與代工廠建立深度技術合作，并依據新的技術方向快速優化産品，由此提升其市場接受度。
由于UWB晶片市場尚不成熟，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别。是以，紐瑞芯在整個晶片設計過程中都堅持“算法先行”，也就是從應用端出發設計産品，通過算法指導晶片硬體設計和優化的方向。
為了提升UWB晶片的性能，紐瑞芯采取了創新抗多徑算法、海量使用者快速定位算法，其自研算法還可以支援多頻段動态切換。
▲多徑效應示意圖
多徑效應是無線通信的一大難題，即無線信号在不同路徑的傳播時，到達接收端的信号存在時間差，會造成互相幹擾，緻使原來的信号失真。
在應對多徑效應方面，UWB因其調制方式和信号值，在室内測距時比藍牙、Wi-Fi等技術更加穩定，但仍面臨技術挑戰。在出國前，陳振骐就已進行相關技術研究，基于在多徑信道模型上的技術積累和算法優化，擴充晶片的功能和優勢。
此外，陳振骐也在無線通信領域探索新的市場和技術機會，包括完成多項高價值關鍵核心技術研發儲備，以及在5G、6G、衛星通信和毫米波通信等方向上布局新技術研發。
過去一年裡，紐瑞芯的整體團隊規模比去年擴充了50%以上，其中研發團隊占比超60%。
“紐瑞芯是一家科技公司在做UWB晶片産品，而不是一家做UWB晶片的公司。”陳振骐強調說。
目前，紐瑞芯已形成以UWB定位通信系統晶片和智能天線調諧晶片為主的業務體系，提供包括天線調諧器、5G/B5G收發器、資料轉換器和IoT SoC在内的全套高性能IC産品，并打造了通訊晶片所需高端關鍵射頻及模拟混合IP的全自研技術平台NRTP（NewRadio-Technical-Platform）。
▲大熊座晶片概念圖
其核心産品大熊座系列UWB定位通信系統晶片，內建了全套底層軟硬體解決方案，可實作多路收發，相容最新IEEE 802.15.4z，支援FiRa、CCC等國際标準，已與市場上主流的UWB裝置實作互聯互通及應用相容。
UWB技術主要應用于四大産業領域：工業網際網路等垂直行業、物聯網、智能汽車、智能手機。
現階段，大熊座晶片重點應用在智能手機和智能汽車兩大領域，同時覆寫尋物定位、移動支付、裝置互連、室内導航、AR/VR、工業網際網路等應用需求。紐瑞芯為不同應用場景研發的NRT81600系列及NRT81800系列多款晶片已于2021年完成試量産，将在今年投入市場。
▲大熊座晶片應用布局
“今年，是紐瑞芯UWB晶片量産出貨、商業落地的關鍵時期。”陳振骐說。
三、與國際領先晶片跨代競争，助推行業标準制定
目前，UWB晶片行業的發展處于早期階段，國内晶片發展相較海外略有滞後，在陳振骐看來，這種“滞後”的差距其實并不大。
紐瑞芯采取的産品政策是與國外晶片跨代競争，即現在設計的産品對标國際領先UWB晶片公司的下一代産品。
由于UWB晶片産業相對前沿，國外龍頭企業和國内UWB晶片企業基本都是從企業比較熟悉且有把握的市場切入。不過，國際龍頭企業在市場管道等方面的前期積累已經形成規模化，這也是國内UWB晶片創企與龍頭企業存在的客觀差距。
據陳振骐分享，目前，國内企業很多是在已有的場景或晶片産品上做局部工作，然後在一些特定場景、應用上，針對特定的客戶展開嘗試。
他相信UWB未來會成為5G智能手機、汽車及各種智能裝置的标配技術。
誠然，智能手機、IoT裝置的出貨量極其可觀，汽車對UWB晶片的需求快速增長，無論是身份驗證、無感開鎖，還是尋物定位、資産追蹤，都給了UWB發揮優勢的龐大市場空間。不過就目前而言，UWB晶片的落地還未全面鋪開，相關基礎設施、行業标準、生态建設都亟待進一步完善。
是以，除了技術創新外，陳振骐也帶領紐瑞芯推進UWB在應用、協定上的進步。
他談道，紐瑞芯雖然不做終端産品，但會通過一些應用型專利，來探索UWB晶片不斷擴充的應用場景。例如2021年5月，紐瑞芯“用嵌UWB子產品的手機直接遙控UWB裝置的方法與裝置”發明專利獲得國家知識産權局的授權。這對于智能手機及關聯IoT裝置UWB晶片的國産化有積極意義。
▲嵌有UWB子產品和AR子產品的智能手機跟UWB智能裝置位置關系圖
陳振骐相信，隻有在協定上形成一緻的标準，才能将UWB發展成一個在未來有爆發力、有大應用場景的技術。為此，他也在積極推進UWB晶片标準的起草工作。
結語：初火之後，UWB晶片距離爆發還有多遠？
随着手機與汽車巨頭接連推出現象級産品，以及關鍵晶片國産替代的呼聲持續走高，國内UWB晶片産業經曆了一波“小高潮”。但迄今為止，這一賽道的應用隻能說是初具規模，距離真正的大規模爆發，仍稍欠火候。
現有UWB晶片創企們，不僅要從國際晶片巨頭已然構築的市場與生态優勢中尋找突圍之徑，還需面臨來自更多新入局者的競争。
前路仍需摸着石頭過河。背靠全自研關鍵技術，陳振骐希望紐瑞芯在未來抓住UWB的市場機遇，快速優化産品研發，提高自家晶片的成本效益，在無線通信晶片領域達到世界一流水準。