2022年超宽带技术行业研究报告

2022-04-08 17:56

第二章产业链、商业模式与技术发展

2．1 产业链分析

UWB技术在实现高精度方面的应用已经有十多年的时间，但是在早期，UWB定位方案的核心元器件采用的是分离电路板方式，并没有实现标准化的芯片产品，虽然分离电路板可以实现不错的定位性能，但是其产品的功耗、尺寸以及成本居高不下，尤其是分离电路的玩法，客户只能购买整体的方案，其他的技术企业难以参与。

这种模式下的产业链非常的简单，主要有两个环节，第一个就是技术供应商，将会提供从底层分离电路板到标签、基站等硬件产品再到应用软件的整套方案，另外一个环节就是行业用户，中间还能加一个代理商，虽然减少中间环节之后对于这类企业的利润提升帮助很大，但是产业环节以及参与者过少，整个产业很难做大。即便如Zebra或者Ubisense这些颇具实力的企业，依然没法对行业进行快速地推动。

图分离电路板产业链

资料来源：千际投行，资产信息网，物联传媒

而UWB定位芯片出现之后，使得UWB最具技术壁垒与核心的环节得以标准化，因此，直接刺激了大量的企业涌入到UWB定位领域中进行技术的二次开发，以及市场应用的拓展。

图标准化芯片产业链

资料来源：千际投行，资产信息网，物联传媒

从产业链价值链条上可以看出，芯片标准化之后，价值链条环节明显增多，每个环节都可以涌入很多玩家，每个玩家都能在整个产业链中获取自己的价值点，这样，整个市场与产业链才能繁荣。事实上，最近几年，国内做UWB定位技术类企业数量也快速地增加。

图 2014－2020年国内UWB定位技术企业数量走势图（单位：家）

资料来源：千际投行，资产信息网，物联传媒

最近几年，UWB定位行业虽然涌入了大量的玩家，但是UWB的技术方案从芯片到可交付的产品需要时间的积累，一般对于一个新玩家来说，这个周期需要2年左右，此外，也有很多企业，尤其是规模比较大的成熟企业，进入UWB领域更多的是达到技术积累目的，等待应用市场的进一步拓展。

上游

在UWB定位产业中，芯片供应商与分离元器件方案商以及定位周边电子元器件的供应商处于产业链的上游。目前在国内UWB定位芯片市场上，Decawave一家独大，在2019年初，国内的创业公司成都精位科技有限公司也正式发布了其UWB定位芯片，而随着UWB定位产业的快速发展，相信会有更多的企业会涌入到的UWB芯片的研发中去。

分离电路方式在国内也有一些企业与科研机构在做，企业方面比较知名就是四川中电昆辰科技有限公司，成都精位科技有限公司在芯片发布前也是采用自己搭建的分离电路方案。

在产业链上游中，需要对底层的核心元器件进行足够的标准化，才能降低应用方案的开发难度，并且纵观其他的产业发展之路，底层芯片环节的商业模式需要“低价走量”，只有当量足够的大，价格足够的低，才能刺激产业的繁荣与发展。

而目前的UWB行业，仅仅是芯片降价还是远远不够的，周围电路的成本相比于其他无线定位技术产品而言也会高很多，不过，随着UWB技术产品的成熟，会有更多的电子元器件企业进入这一领域，硬件成本下降是一个必然的趋势。

中游

UWB的产业中游是整个产业的主力军，主要包括UWB模块厂商，UWB基站与标签硬件供应商，UWB的综合技术供应商以及具有开发能力的系统集成商。这个环节是一个承上启下的关键环节，一方面在技术层面，要实现将UWB从芯片完善成产品与方案，另一方面，在市场拓展层面，需要对接客户的具体需求，因此，需要深入到各个应用领域对需求进行深度的理解。这个环节也是最具包容性的，尤其是To B类的应用市场，可以容纳各类企业进入，可以有多样化的产品，也可以对商业模式进行灵活多变，占据着整个产业链最有市场价值的环节。

最近几年，国内市场已经有数百家各式各样的UWB企业，绝大多数都是进入该环节，国内目前比较知名的方案企业有清研讯科、润安科技、红点定位、南京沃旭、中电昆辰、精位科技、唐恩科技、郑州联睿、恒高科技、全迹科技、杭州品铂、??饪萍嫉取Ｏ喽岳此担?WB的技术进入门槛会比其他的无线定位技术的门槛要偏高一些，所以进入到UWB这个环节的企业玩家主要有这么几类：

（1）传统业务就是做其他定位技术类的企业，比如说早期做蓝牙、WiFi、Zigbee、GNSS等定位的企业，他们的基础积累优势比较明显，包括技术层面的优势以及客户与渠道资源方面的优势。UWB作为一项高精度定位技术，能够填补厘米级应用的市场空白，因此，很多传统定位类企业都纷纷涌入到UWB领域中，进行市场开拓。

（2）高校与科研机构的成果转化，UWB高精度定位技术因为研发的技术门槛高，研发的周期也比较长，因此在早期，国内的高校与科研机构是该技术研发的主力军之一，而随着科研成果的成熟以及UWB市场逐渐的发展，很多科研机构与高校的UWB团队开始独立成市场化运作的企业。

（3）创业者，这类企业因看好UWB的成长性以及未来潜力，并且在当前市场环境下也有很不错的市场回报率，所以选择UWB定位为创业方向。

（4）主营业务非定位类的成熟企业，选择UWB技术完善公司业务体系的企业，这类企业原本有成熟的技术产品体系，但因为市场拓展的需要，需要引入UWB业务完善自己的产品与方案，以便更好地满足用户的需求，尤以大企业居多。

下游

UWB产业链的下游指的是UWB技术方案的最终用户，目前UWB定位技术的应用主要集中在企业级方面，包括政府机构、国企、私企等。因为UWB定位的方案建设成本投入也会比较大，政府机构与资金雄厚的大企业是当前UWB应用的主力军。

UWB定位的目标可以分为人和物，对人员的定位是在某些特定场合下的一种管理手段。因为在一些特殊场景下，需要对人员的运动轨迹进行实时的监管以达到身份识别、险情监控、过程透明的目的。而在室内环境中，要实现轨迹管理，不仅需要很高的精度，还需要延时低以及系统容量大等技术指标。因此，UWB在这方面的应用前景得天独厚。对于物体的定位，主要是对移动物体实现精细化的管理，以达到提成生产效率或者进行精准资产管理的目的。

从终端应用客户的角度来说，驱动他们使用UWB技术的动力主要有四个：

（1）提升经济效益，相应的应用领域有仓储物流、离散制造过程中对于人员与设备的实时定位管理等。

（2）降低安全事故风险，保障人员财产安全，相应的应用领域包括发电厂、化工厂、隧道矿井等高危环境下的险情预警与援救等。

（3）为精确化的管理措施提供技术支撑，应用领域包括司法监狱里面对受限制人员的轨迹管理、医院里面对于出生婴儿的监护、养老院里面老人的看护、贵重资产的定位管理、电子围栏等。

（4）提供精准的寻向导航能力，应用领域包括会展场景、博物馆、封闭园区的自动驾驶等。

2．2 商业模式分析

模式一：卖标准化的模块

目前，有些UWB企业的玩法是选择卖标准化的UWB模块，他们的客户群体是做基站标签成品企业以及具有开发能力的系统集成商。

优点：

减少公司的研发投入以及成本投入，比较适用于初创团队。

标准化的产品比较方便进行市场拓展，比如说可以通过线上的销售渠道进行推广，客户进行小批量试点之后进行大规模采购。

缺点：

模块化产品的利润率会比较低，尤其是当量越来越大之后，利润空间会压缩得更低。

与应用客户脱节，会造成产品与市场需求的契合度不高，长久之后产品的竞争力会降低。

市场门槛比较低，容易陷入红海化竞争。

模式二：卖“基站＋标签”

市场上也有部分企业以卖硬件（基站＋标签）为主，几乎不供应应用软件。这类企业主要的销售模式是通过渠道商进行销售。

优点：

有利于公司集中优势资源，进行硬件产品的开发，因为应用软件需要更多的资源投入，并且往往意味着需要直接面对客户，对于小企业来说，精力不够。

市场拓展阻力相对较小，往往能抱住一些“大腿”用户，就能迅速拓展市场。

缺点：

难以形成自己的品牌，容易沦为大企业或大集成商的代工厂。

目前的硬件利润比较高，盈利能力尚可，未来硬件利润压缩之后，难以进行服务增值业务。

模式三：卖“基站＋标签＋应用软件”

这种模式是当前国内UWB定位企业第一梯队里面最受欢迎的玩法。因为对于很多用户来说，希望技术供应商能够供应整体化的解决方案。即便是走渠道商的形式，也有很多客户需要技术企业提供整体软硬件的技术能力支撑。

优点：

综合方案的利润空间会比较高。

市场门槛比较高，所以企业的竞争力会更高。

抵御降价风险的能力更高，因为硬件往往只是一部分内容，未来硬件降价后，可以通过软件服务进行商业增值。

缺点：

需要公司进行的投入会很大，包括综合研发成本，市场推出成本，销售成本等等，对于初创团队来说并不容易。

面临大公司进入竞争的风险，未来大公司进入UWB定位后会与这类企业进行直接的竞争。

模式四：卖“基站＋标签＋应用软件＋其他的方案”

还有很多企业业务会比较多，除了UWB定位业务之后，还有其他的业务，比如说定位方面会涉及蓝牙、GNSS、惯导，非定位方面技术会涉到无线传输、RFID等业务，此外，还有一些企业能够在完整UWB定位方案基础上，做更大的集成，从而直接面对客户。综合来说，这类公司往往是在其他领域有多年的积累，UWB技术能够与原有技术产品形成很好的互补，因此在向客户输出方案的时候，能够提供更大的集成。

优点：

综合门槛最高，相应的议价能力以及利润水平也更高。

方案的灵活性更高，能够满足不同层次的用户需求。

缺点：

产品线过长，投入的精力与成本会很大。

标准化难度最大，到一定规模之后，发展就会受限。

2．3 技术发展

目前，定位模式主要分为三种：TOF（到达时间）、TDOA（到达时间差）、AOA（到达角度或称为DOA估计）定位技术和这三种技术的混合技术，也就是UWB采用的技术。

TOA定位

TOA通过分别测量移动终端与三个或更多基站之间信号的传播时间来定位，它采用了圆周定位。

图 TOA定位原理示意图

资料来源：千际投行，资产信息网，物联传媒

TDOA定位

TDOA是基于到达时间差定位，系统中需要有精确时间同步功能。

时间同步有两种，一种是通过有线做时间同步，有线时间同步可以控制在0．1ns以内，同步精度非常高，但由于采用有线，所有设备要么采用中心网络的方式，要么采用级联的方式，但增加了网络维护的复杂度，也增加了施工的复杂度，成本升高。并且，系统中还有一个专用的有线时间同步器，综合价格比较昂贵。

另一种是通过无线做时间同步，采用无线同步一般可以达到0．25ns，精度稍逊于有线时间同步，但其系统相对来说更为简单，定位基站只需要供电，数据回传可以采用WiFi、Zigbee等方式，有效降低了成本。

基站时间同步之后，标签发送一个广播报文，基站收到之后，标记接收到此报文的时间戳，将内容发送到计算服务器，计算服务器更加其他基站的定位报文的时间戳，计算出被定为目标的位置。

图 TDOA定位原理示意图

资料来源：千际投行，资产信息网，物联传媒

AOA定位

AOA定位一般是基于相位差的方式计算出到达角度，一般不单独使用，由于AOA涉及到角度分辨率的问题，若单纯AOA定位，若离基站越远，定位精度就越差。

图 AOA定位原理示意图

资料来源：千际投行，资产信息网，物联传媒

混合定位技术

混合使用上述的两种或三种定位技术，比如TOA－TDOA、TOA－AOA、TDOA－AOA等，通过检测并提取相关的定位参数，用于定位解算。混合定位技术可以运用多种定位参数实现定位，综合不同定位技术的特点，在各种定位技术的特性中取长补短，让最终的定位性能得到优化。

表 UWB三种定位模式的优缺点

资料来源：千际投行，资产信息网，物联传媒

2．4 政策监管

政府法律法规

2021年3月，《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》发布，其中提到加快推动数字产业化：培育壮大人工智能、大数据、区块链、云计算、网络安全等新兴数字产业，提升通信设备、核心电子元器件、关键软件等产业水平。

表中国软件和信息技术服务业政策汇总

资料来源：千际投行，资产信息网，中商情报网

行业自律协会

（1）国际电信联盟（ITU）

国际电信联盟是联合国的一个重要专门机构，也是联合国机构中历史最长的一个国际组织。简称“国际电联”、“电联”或“ITU”。国际电联是主管信息通信技术事务的联合国机构，负责分配和管理全球无线电频谱与卫星轨道资源，制定全球电信标准，向发展中国家提供电信援助，促进全球电信发展。

国际电联《组织法》规定，国际电联有责任对频谱和频率指配，以及卫星轨道位置和其它参数进行分配和登记，“以避免不同国家间的无线电电台出现有害干扰”。因此，频率通知，协调和登记的规则程序是国际频谱管理体系的依据。ITU－R的主要任务亦包括制定无线电通信系统标准，确保有效使用无线电频谱，并开展有关无线电通信系统发展的研究。

2010年5月7日，国际电信联盟（ITU）第一研究组日前宣布超宽带（UWB）成为＂全球性监管标准＂，这意味着开发UWB应用将成为全球电信业界竞相追逐的新技术热点。该标准包括对共享频带能量裕度损失的计算方法、对于发射频谱和带宽的新定义、对于自由空间多余发射的限制、测量射频噪声的频率独立方法、UWB传送测量、UWB的关键特性、UWB器件对其他RF（射频）系统的影响，以及用于推出UWB系统的框架等内容。

（2）中国通信标准化协会（CCSA）

中国通信标准化协会（英文译名为：China Communications Standards Association，缩写为：CCSA）于2002年12月18日在北京正式成立。该协会是国内企、事业单位自愿联合组织起来，经业务主管部门批准，国家社团登记管理机关登记，开展通信技术领域标准化活动的非营利性法人社会团体。协会遵循公开、公平、公正和协商一致原则组织开展通信标准化研究活动。通过研究通信标准、开展技术业务咨询等工作，为国家通信产业的发展做出贡献。协会受业务主管部门委托，在通信技术领域组织开展标准化工作。

2006年，中国通信标准化协会（CCSA）发挥在通信行业标准研究中的领先优势，在国内率先完成“UWB与TD－SCDMA干扰保护研究”的研究报告。国家无线电监测中心、Intel中国研究中心、大唐移动、鼎桥通信等单位参与了该项目的研究。该报告主要分析单个或多个UWB设备对TD－SCDMA基站和终端设备干扰研究的仿真假设、分析方法和研究结果等，最终将给出能够保证UWB与TD－SCDMA系统共存的UWBPSD的理论研究数值，对即将商用的3G网络规划设计，UWB设备的研发有很好的指导作用。

（3）FiRa联盟（Fine Ranging）

FiRa联盟是由HID Global，恩智浦，三星，博世，索尼，LitePoint和TTA等组建的，旨在利用超宽带（UWB）技术推动用户无缝体验。FiRa联盟（Fine Ranging）通过制定标准和认证，从而确保建立跨芯片组、设备和基础设施服务的互操作UWB生态系统。新联盟旨在发展超宽带（UWB）生态系统，使精准测距功能可以蓬勃发展，最终为无缝用户体验树立新标准。包括索尼、LitePoint和电信技术协会（TTA）是第一批加入组织的公司。

FiRa名称代表“精确测距”，突出了UWB技术在测量距离或确定目标相对位置时提供前所未有的精确度的独特能力。特别是在具有挑战性的环境中，UWB技术在准确性，功耗，RF连接的稳健性和安全性方面表现优于其他技术。

UWB技术的出发点是IEEE802．15．4／4z，它定义了低数据速率无线连接和增强测距的基本特性。FiRa联盟的目标是建立在IEEE的基础上，通过开发基于IEEE概要特征的互操作性标准，定义超出IEEE标准范围的机制，并开展相应的技术落地活动。

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