半导体

苹果带火了多款芯片,UWB会是下一个么?

作者:来源:半导体行业观察发布时间:2019-09-20 09:20我要评论

过去十几年,苹果引领了整个智能手机的浪潮,与此同时,苹果推出的iPad、Airpods耳机也吸引了同行业的效仿,而在打造这些设备或为这些设备增加新功能的同时,他们也带动了几波芯片产业的热潮,以指纹识别、脸部识别和真无线耳机为例,这些功能和设备分别让指纹识别芯片、VCSEL和TWS蓝牙芯片大热。

在今年苹果的iPhone11上,他们又悄然带来了U1芯片,U1 芯片中的“U”指的是超宽带无线电技术(UWB)技术。苹果以往的潮流引领热是否继续在UWB芯片中历史重演呢?

初代iPhone——电容屏触控芯片的小试牛刀

2007年1月9日,乔布斯在旧金山苹果全球软件开发者年会上,宣布推出第一代iPhone。iPhone突破了电容触屏和多点触控技术难关,初代iPhone给整个手机界带来一场触控革命。2008年以来,随着iPhone /iTouch在手机和便携电子设备中的引领作用,电容屏触控芯片在下游应用市场的推动下实现了大幅增长。2010年发布的iPad为电容触摸屏带来了新的应用市场,使电容屏触控芯片市场又迎来了新一轮的大幅增长。

电容屏,全称为电容式触摸屏,俗称“硬屏”,是一块四层复合玻璃屏,由里到外看的话,第一层是ITO(纳米铟锡金属氧化物),用以保证工作环境,为屏蔽层;第二层是玻璃;第三层也是ITO涂层,做工作面使用;第四层是硅土玻璃保护层。电容屏是利用人体的电流感应工作的。

在电容触控上游的芯片供应商中,除了Atmel、赛普拉斯Cypress、新突思Synaptics等国际大厂外,国内的触控芯片厂商也陆续兴起,如深圳市卓联微科技、丽晶微电子、思立微、汇顶科技、敦泰和集创北方等国内触控芯片也取得了不错的成绩。尤其是汇顶科技,在触屏芯片上成功挖到了转型的第一桶金,开启了他们在手机相关芯片上的辉煌征程。这是后话!

iPhone 5s——引领中国指纹识别芯片走上世界之巅

自从苹果在2013年推出带指纹识别的iPhone 5s之后,指纹解锁方式瞬间火热起来,全球搭载指纹识别的手机就如雨后春笋般的涌现出来,彼时苹果早就为自己打好了“如意算盘”,在2012年时,就将指纹识别的龙头authen tech收归旗下,专为自家手机供货。在指纹解锁方式大火的同时,安卓阵型也想要出指纹识别的手机就必须要寻找其他指纹识别芯片厂商,于是便造就了FPC的崛起。

FingerPrint Cards(FPC)是瑞典的一家指纹辨识技术公司,于1998年成立,专利主要为电容式指纹辨识。真正触动FPC大爆发的功臣其实是华为,2014年FPC的指纹芯片在华为Mate7上应用之后,随后迎来了高速的发展,到2015年FPC几乎垄断了安卓手机的指纹芯片市场。

但随着越来越多的国产指纹芯片厂商,如汇顶、思立微、比亚迪、迈瑞微、比亚迪、敦泰等的不断蚕食,FPC在价格战中逐渐败下势来,据国信证券,到2017年汇顶一举赶超 FPC市占率达31%,成为全球安卓阵营最大指纹芯片供应商,这对于国内的芯片产业来说是一大鼓舞。

虽然苹果从iPhone X放弃了指纹识别,改换脸部识别,但供应链短时间难以快速帮助安卓阵型达到成熟的现实条件影响下,加上全面屏潮流的推动,国产厂商开始发力找到了一种妥协的解决方式——屏下指纹识别技术。

自去年屏下指纹识别开始在智能手机市场兴起以后,国内一线手机品牌旗舰级也纷纷加入,屏下指纹识别芯片也已经形成国内企业为主导的竞争格局,目前主要光学式屏下指纹识别技术芯片厂商包括汇顶、思立微、箩箕等,台湾芯片厂包括神盾、敦泰、联咏与义隆电等等在屏下指纹识别也都有所著墨。

在屏下光学指纹领域,汇顶科技勇闯技术“无人区”,汇顶的屏下光学指纹识别技术,将光学指纹传感器完整地集成到 OLED 显示屏下,实现了“屏幕即指纹识别”的技术革新,无需设计实体按键,用户可直接轻触移动终端显示屏指定区域即可实现指纹识别。随着5G的到来,汇顶科技董事长张帆日前在2019上半年财报披露投资者及媒体交流会上透露,汇顶将推出屏下指纹5G手机超薄方案,以应对5G提出的设计与堆叠新要求。

iPhone X——3D脸部识别浪潮

自从iPhone X推出后,苹果的面部识别已经完全取代了指纹识别,并且宣布将不再使用指纹识别。它使用的结构光3D面部识别技术也吸引了整个手机行业纷纷跟随。

在面部识别方面,国内厂商更是紧追不舍,首款安卓3D结构光手机当属小米8探索版,与iPhone X的散斑结构光方案不同,小米8探索版采用编码结构光方案,但小米8尚不能支持人脸支付;相比之下华为Mate 20 Pro加入了3D结构光的技术应用,并且采用的是主流的散斑结构光方案,不仅能够实现3D人脸识别解锁,并且在安全性方面拥有支付级安全;另外还有华为旗下的荣耀Magic2也引入了3D结构光;

作为安卓市场首个大规模量产的3D结构光的技术,OPPO Find X可以说做到了实际应用和设计的双重兼顾,由于采用创新的双轨潜望结构设计,去掉了刘海屏,而且也能支持微信和支付宝支付功能;2018年上海MWC上,vivo发布了其3D TOF技术,据悉其3D TOF技术比结构光有诸多优势。无论如何,在苹果的带领下,这又又掀起了一阵狂欢。如在VCSEL供应商方面,有Lumentum、Finisar、II-VI、ams子公司Princeton Optronics和Philips Photonics,国内也有华芯、纵慧芯光、仟目和睿熙科技等加入这个市场。;

Airpods——低功耗蓝牙芯片狂欢

根据 Gartner 2018年11月最新预测,2019年全球智能可穿戴设备出货量将同比增长26%至2.25亿件,其中耳戴设备同比增长36%至4.6亿件。预计未来三年智能可穿戴设备出货复合增速将保持 26 %左右,但耳戴设备(包含 TWS 耳机)复合增速将提升至50.88%,2022 年以Airpods系列为代表的耳戴设备将取代智能手表成为可穿戴行业占比最高的产品,占总出货量30%以上。

要说近几年TWS的兴起,苹果AirPods绝对功不可没,这种从技术上来说是指手机通过连接主耳机,再由主耳机通过蓝牙无线方式连接从耳机,实现真正的蓝牙左右声道无线分离使用的方案对蓝牙芯片供应商提出了不少的需求。但从芯片供应商来看,同样也是百花齐放的,中高低端都有不同的玩家。

除了苹果本身之外,另外第三方、技术最成熟的要属蓝牙音频市场的巨头CSR(2015年8月被高通收购),也是目前市场最主流的TWS方案之一;目前蓝牙音频市场上占比较大的,从成本和技术方面更能被大众所接受的是络达AIROHA(属于联发科旗下,2017年2月被MTK收购);接下来是恒玄BES和瑞昱,目前国内多家大厂商在使用BES23系列进行开发,包括华为二代;其他几家包括:广州安凯Anyka,珠海炬力,上海BK,珠海杰理,RDA,中科蓝讯等等,但是也能够分一点TWS音频市场的一小块蛋糕;甚至紫光展锐也在强攻TWS耳机蓝牙芯片,其春藤5882无论是在性能还是价格上都是很有竞争力的。

iPhone11——UWB会是下一个“引领者”吗?

iPhone 11的发布,可能你关注的是“浴霸”摄像头,也可能是“挤牙膏”式的创新,又可能很牛的A13芯片,但是你是否有注意到苹果全新的U1芯片?U1芯片能做什么?UWB技术又是什么?

所谓的UWB,就是Ultra Wideband,超宽带技术。我们都知道,一般的通信体制都是利用一个高频载波来调制一个窄带信号,通信信号的实际占用带宽并不高。而UWB不同于传统的通信技术,它可以利用纳秒乃至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因而被业内权威人士称为无线电领域的一次革命性的进展,是未来短距离无线通信的主流技术。其使用的带宽在500MHz以上。

而据苹果官方网站在谈到 iPhone 11 系列产品时描述道:“Apple 全新设计的 U1 芯片采用超宽频技术,让 iPhone 11 Pro具备空间感知能力,可感应附近其他配备U1芯片的 Apple设备,并准确判断出彼此的位置关系。这就像为 iPhone 增添了另一种感知能力,将会带来许多精彩的新功能。”

“有了U1芯片和 iOS 13,在使用隔空投送时,只需将你的iPhone指向其他人的iPhone,系统就会为对方优先排序,让你更快速地共享文件。这仅仅只是开始,让人期待的还多着呢。”

安信证券分析师胡又文在研报中指出UWB 具有抗干扰性能强、传输速率高、消耗电能小、发送功率小以及高安全性等诸多优势,目前其功能主要包括自动访问控制、位臵定位服务以及设备连接服务,应用场景主要包括 AR/VR、监狱、工厂、停车、精准营销、医院、V2X 等。

东方证券分析师蒯剑则在研报中指出在 to B 市场,UWB 技术产业链较为简单,可以分为芯片和解决方案两个环节,有些公司甚至从事芯片和解决方案的完整布局。To C市场,UWB技术产业链正形成芯片、模组、整机等多个环节,此外,UWB 技术也为 FPC、功能结构件等产业打开新的市场。

而在近日,据中国证券报报道,中海达旗下子公司联睿电子与华为正式签约“华为UWB手机无线防盗器项目”,这是首次将UWB(超宽带)高精度定位技术应用于手机零售行业,也意味着一直以来限于手机防盗链的购机体验将成为过去式。

谈到UWB芯片供应商,此次iPhone 11采用的是Decawave,Decawave作为全球唯一一家UWB定位芯片供应商,总部位于爱尔兰,其市场占有率高达99%,用户遍布爱尔兰、中国、法国、韩国、美国、英国、俄罗斯等国家。

而国内UWB定位芯片研发起步较晚,国内暂时还没有大规模生产UWB定位芯片的厂商,国内UWB定位芯片大都来自于Decawave,另外还有NXP和精位电子。其中精位电子于今年3月9日,发布了国产首颗自主可控UWB定位芯片及模组。

苹果的加入,是否能够让面世十几年的UWB真正火起来,是否能够又引领一波芯片热潮,有待后续观察。

结语

综上所述,苹果就是芯片界的“带货扛把子”!这足以证明在拥有了一个在市场有号召力的电子终端产品之后,它们每拓展一个新功能,对上游芯片厂商的推动都是巨大的。这也是国内手机相关芯片供应链能发展那么快的重要原因之一。但我们也应该看到,其实苹果也有过失败的尝试,例如3D Touch就没有能够大紫大红。

不过可以肯定的是,创新才是推动产业前进的重要动力。


责任编辑:齐旭
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