芯东西（公众号：aichip001）
作者 | 程茜
编辑 | Panken
UWB芯片火得突然，又烧得还不够旺。
3月28日，全球首款UWB数字钥匙在蔚来旗舰轿车ET7正式交付，有这项技术加持，车主无需掏出钥匙，就能解锁车门。这个被苹果带飞的无线通信技术，正将终端应用热潮蔓延至车圈。
▲蔚来ET7支持UWB智能钥匙、手机UWB/BLE钥匙、NFC卡/手机NFC解锁车门（图源：蔚来）
UWB，全名超宽带通信（Ultra Wide Band），一种短距离无线传输通信技术，从2002年被美国联邦通信委员会（FCC）核准在民用领域开放至今，已经低调发育了约20年。
直到2019年9月，苹果首次将UWB芯片引入其旗舰手机，这个擅长短距离精准定位的“黑科技”，被陆续解锁设备连接、无线支付、找丢失物品、活体检测、取代实体钥匙无感开车门等功能。长期蛰伏于工业级应用的UWB技术，开始在消费类市场初显锋芒。
科技巨头力捧之下，UWB产业收到了前所未有的瞩目，大量资本开始涌入这条赛道，这对耕耘UWB芯片已久的国内企业而言，可谓是突如其来的“惊喜”。但能否接住这些汹涌而至的机遇，就要考验UWB芯片企业此前积蓄的实力。
在愈发激烈的战事中，先进技术是通信芯片老将陈振骐引以为傲的筹码。今年2月，一篇UWB超宽带定位通信收发机芯片论文发表于被誉为“芯片奥林匹克”的国际顶会ISSCC 2022上，成为今年中国大陆及港澳地区唯一入选的工业界论文，其来源正是由陈振骐创办的纽瑞芯公司。
▲纽瑞芯有关UWB超宽带定位通信芯片设计的论文被ISSCC 2022收录
今年开年，纽瑞芯便连添战果。在成为第一家在ISSCC上发表无线通信全系统芯片成果的中国大陆企业之前，它刚宣布完成2亿元A轮融资，投资方包括国内MEMS龙头歌尔微。截至目前，纽瑞芯已累计完成三轮融资，它为不同应用研发的多款UWB芯片将在今年投入市场。
当UWB芯片产业尚处微时，陈振骐如何带领纽瑞芯团队积攒技术实力与工程经验，在与国内外企业的竞争中建立自身壁垒？他又如何看待UWB芯片产业的未来走势？近日，芯东西与纽瑞芯创始人兼CEO陈振骐博士进行了深入交流。
通过对话陈振骐，我们不仅回顾了UWB芯片“前世今生”的几大关键进阶历程，而且解读了纽瑞芯应对UWB芯片的技术思路和商业策略。
▲纽瑞芯创始人兼CEO陈振骐
一、清华毕业，高通历练，创业于UWB黎明前
创办纽瑞芯前，陈振骐曾在高通手机射频芯片核心研发团队工作了10年。
陈振骐的本科和硕士均就读于清华大学通信专业，随后前往美国奥本大学进修微电子学博士，毕业后进入高通担任主任工程师，参与手机射频芯片的核心研发工作。这些经历，使得他在通信协议、通信系统、通信算法等领域持续沉淀。
2014年，芯片的战略地位日益凸显，许多中国消费电子产品已走到世界前列，但核心芯片技术仍然非常匮乏，国内集成电路已成为国内第一大进口商品，进口额远超石油。关注到这些现象后，创业的想法开始在陈振骐脑海中成形。
陈振骐和几位同学、朋友一拍即合，将从系统、数字、模拟、射频到市场销售的人才汇集，共同组建了一个拥有一线产业经验的全链条团队。其核心团队以清华背景为主，包括1位IEEE Fellow和9位在美国有过资深行业经验的海归博士。
2016年，陈振骐回到祖国，在深圳注册成立了芯片企业纽瑞芯，主攻UWB芯片。
纽瑞芯的英文名是NewRadio Technologies。其中，NewRadio指的是5G无线空口技术，字面意思为“新无线”，同时蕴含做5G相关技术之意，陈振骐希望，纽瑞芯能在无线通信芯片上抓住机会。
其业务主线UWB芯片擅长厘米级精准定位，能够在短距离内高速传输数据，同时具备功耗低、抗干扰能力强等特征，能够实现各种智能设备的位置、距离、方向感知。
严格来讲，这不算一个新技术。UWB“前世”可追溯至1960年代，美国军方用它来做雷达侦测。
2000年初，美国UWB技术产品和服务提供商Time Domain的短脉冲制式UWB芯片实现了3m以内1Gbps速率传输，这在当时非常具有前沿性。但后来关于UWB的协议、标准流产，长期没有达成统一。早期十年，有一些小公司在进行UWB芯片研发，但成果鲜见。
2010年左右，爱尔兰UWB芯片供应商Decawave的DW1000走向量产，成为当时市场上唯一真正实现规模量产的UWB芯片，不过其量产规模并不是很大。
▲DW1000芯片
由于与USB、Wi-Fi等其他短距离传输技术相比在成熟度、成本方面缺乏优势，UWB一直没能获得较高的市场接受度。UWB前期更多被用在煤矿、隧道、化工厂、养老院等工业场景，用于高精度定位，以确保佩戴者的安全。
在陈振骐创业初期，UWB仍是一个名不见经传的技术赛道。消费级市场的潜能尚未打开，国内企业又与国际龙头在关键技术上存在差距，UWB芯片赛道上的创业公司们直面实现技术突破、填补人才空缺、获得客户认可等多道难关。
转折点出现在2019年9月，苹果在其旗舰手机iPhone 11中，首次装进一颗神秘的U1芯片，称其能显著提升空间感知能力，让短距离内的设备能被精准定位。该功能的幕后技术便是UWB。
▲2019年9月，苹果发布搭载UWB芯片的iPhone 11
“UWB行业之前是暗流涌动，iPhone 11才将这把火正式引燃。”陈振骐回忆说。
彼时，纽瑞芯已经走到了成立的第四年。2019年底，其全自研的UWB大熊座（UMAJ）SoC芯片成功流片，成为国内第一款收发机全集成并兼容最新IEEE 802.15.4z UWB行业标准的系统芯片。
继苹果后，三星、小米、OPPO等消费电子品牌纷纷跟上，令UWB在手机和物联网（IoT）设备领域小火一把。随即在2021年4月，苹果甩出了酝酿三年之久的“防丢神器”AirTag追踪器，将UWB的热度推至新高峰；同年5月，谷歌宣布安卓12也加入了基于UWB的数字车钥匙功能。
国内外主流车厂亦纷纷基于UWB技术实现“数字钥匙”。UWB能从物理底层上防止攻击，具有极高的安全性，已进入国际车规芯片领域，它也是实现智能泊车、位置监控等应用的基础技术。
根据市场调研公司ABI Research的数据，2020年全球内置UWB的产品出货量为1.43亿部，2021年超2亿部，到2026年预计将增长到13亿部。
▲2020年-2026年全球内置UWB产品年出货量预测（数据来源市场调研公司ABI Research）
消费级UWB应用的大幕就此拉开，UWB芯片终于不再是一条默默无闻的小众芯片赛道。
这个行业的发展进程随之加快：2019年8月，UWB标准组织FiRa联盟成立；2020年1月，苹果供应商Qorvo被曝斥资4亿美收购UWB芯片供应商Decawave；2020年7月，全球技术组织车联网联盟宣布其CCC数字密钥（Digital Key）3.0版规范定稿……越来越多的标志性事件陆续发生。
▲部分FiRa联盟成员截图（图片来源为FiRa官网）
面对庞大的潜在市场，国产UWB芯片企业正蓄势待发，纽瑞芯也开始崭露头角。
二、芯片算法两手抓，多款UWB芯片今年上市
创业初期，陈振骐和他的团队就确立了“全自研”的发展道路。“你的关键性技术能达到什么样的高度，也就决定了你能做什么样的东西。”陈振骐说。
相比UWB芯片，蓝牙芯片、Wi-Fi芯片这两个更常见的短距离无线通信系统芯片，技术发展更加成熟，UWB则仍然处于发展的早期阶段。
▲UWB、Wi-Fi、蓝牙技术基础信息对比
在陈振骐看来，三者之中，蓝牙芯片的技术难度较低，UWB和Wi-Fi6、Wi-Fi7的技术难度相当。UWB芯片最小带宽为500MHz，最高带宽可达1.1GHz~1.3GHz，其带宽和频段都比蓝牙和Wi-Fi高，随之也会带来很多技术挑战。
他相信，坚持全面、正向的自主研发，才能更贴近市场，快速找到产品的市场价值。
对此，纽瑞芯从产品定义、最新需求出发，将芯片与算法两手抓，一方面从前端封装、射频放大器（PA）、模拟基带到数字信号处理的各个集成电路（IC）模块都进行IP化，另一方面从全系统角度研发多类算法，与硬件优化相辅相成。
“我们做的所有芯片都是全自研IP。”陈振骐说，因受IP限制小，纽瑞芯在代工选择上更为灵活，能与代工厂建立深度技术合作，并依据新的技术方向快速优化产品，由此提升其市场接受度。
由于UWB芯片市场尚不成熟，应用场景还不够清晰，工业与消费市场的不同应用需求千差万别。因此，纽瑞芯在整个芯片设计过程中都坚持“算法先行”，也就是从应用端出发设计产品，通过算法指导芯片硬件设计和优化的方向。
为了提升UWB芯片的性能，纽瑞芯采取了创新抗多径算法、海量用户快速定位算法，其自研算法还可以支持多频段动态切换。
▲多径效应示意图
多径效应是无线通信的一大难题，即无线信号在不同路径的传播时，到达接收端的信号存在时间差，会造成相互干扰，致使原来的信号失真。
在应对多径效应方面，UWB因其调制方式和信号值，在室内测距时比蓝牙、Wi-Fi等技术更加稳定，但仍面临技术挑战。在出国前，陈振骐就已进行相关技术研究，基于在多径信道模型上的技术积累和算法优化，扩展芯片的功能和优势。
此外，陈振骐也在无线通信领域探索新的市场和技术机会，包括完成多项高价值关键核心技术研发储备，以及在5G、6G、卫星通信和毫米波通信等方向上布局新技术研发。
过去一年里，纽瑞芯的整体团队规模比去年扩充了50%以上，其中研发团队占比超60%。
“纽瑞芯是一家科技公司在做UWB芯片产品，而不是一家做UWB芯片的公司。”陈振骐强调说。
目前，纽瑞芯已形成以UWB定位通信系统芯片和智能天线调谐芯片为主的业务体系，提供包括天线调谐器、5G/B5G收发器、数据转换器和IoT SoC在内的全套高性能IC产品，并打造了通讯芯片所需高端关键射频及模拟混合IP的全自研技术平台NRTP（NewRadio-Technical-Platform）。
▲大熊座芯片概念图
其核心产品大熊座系列UWB定位通信系统芯片，集成了全套底层软硬件解决方案，可实现多路收发，兼容最新IEEE 802.15.4z，支持FiRa、CCC等国际标准，已与市场上主流的UWB设备实现互联互通及应用兼容。
UWB技术主要应用于四大产业领域：工业互联网等垂直行业、物联网、智能汽车、智能手机。
现阶段，大熊座芯片重点应用在智能手机和智能汽车两大领域，同时覆盖寻物定位、移动支付、设备互连、室内导航、AR/VR、工业互联网等应用需求。纽瑞芯为不同应用场景研发的NRT81600系列及NRT81800系列多款芯片已于2021年完成试量产，将在今年投入市场。
▲大熊座芯片应用布局
“今年，是纽瑞芯UWB芯片量产出货、商业落地的关键时期。”陈振骐说。
三、与国际领先芯片跨代竞争，助推行业标准制定
当前，UWB芯片行业的发展处于早期阶段，国内芯片发展相较海外略有滞后，在陈振骐看来，这种“滞后”的差距其实并不大。
纽瑞芯采取的产品策略是与国外芯片跨代竞争，即现在设计的产品对标国际领先UWB芯片公司的下一代产品。
由于UWB芯片产业相对前沿，国外龙头企业和国内UWB芯片企业基本都是从企业比较熟悉且有把握的市场切入。不过，国际龙头企业在市场渠道等方面的前期积累已经形成规模化，这也是国内UWB芯片创企与龙头企业存在的客观差距。
据陈振骐分享，目前，国内企业很多是在已有的场景或芯片产品上做局部工作，然后在一些特定场景、应用上，针对特定的客户展开尝试。
他相信UWB未来会成为5G智能手机、汽车及各种智能设备的标配技术。
诚然，智能手机、IoT设备的出货量极其可观，汽车对UWB芯片的需求快速增长，无论是身份验证、无感开锁，还是寻物定位、资产追踪，都给了UWB发挥优势的庞大市场空间。不过就目前而言，UWB芯片的落地还未全面铺开，相关基础设施、行业标准、生态建设都亟待进一步完善。
因此，除了技术创新外，陈振骐也带领纽瑞芯推进UWB在应用、协议上的进步。
他谈道，纽瑞芯虽然不做终端产品，但会通过一些应用型专利，来探索UWB芯片不断扩展的应用场景。例如2021年5月，纽瑞芯“用嵌UWB模块的手机直接遥控UWB设备的方法与装置”发明专利获得国家知识产权局的授权。这对于智能手机及关联IoT设备UWB芯片的国产化有积极意义。
▲嵌有UWB模块和AR模块的智能手机跟UWB智能设备位置关系图
陈振骐相信，只有在协议上形成一致的标准，才能将UWB发展成一个在未来有爆发力、有大应用场景的技术。为此，他也在积极推进UWB芯片标准的起草工作。
结语：初火之后，UWB芯片距离爆发还有多远？
随着手机与汽车巨头接连推出现象级产品，以及关键芯片国产替代的呼声持续走高，国内UWB芯片产业经历了一波“小高潮”。但迄今为止，这一赛道的应用只能说是初具规模，距离真正的大规模爆发，仍稍欠火候。
现有UWB芯片创企们，不仅要从国际芯片巨头已然构筑的市场与生态优势中寻找突围之径，还需面临来自更多新入局者的竞争。
前路仍需摸着石头过河。背靠全自研关键技术，陈振骐希望纽瑞芯在未来抓住UWB的市场机遇，快速优化产品研发，提高自家芯片的性价比，在无线通信芯片领域达到世界一流水平。
