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Qorvo如何让UWB和Matter重塑智能世界?

近几年,无线连接领域,UWB和Matter是非常火热的两大技术。随着两项技术逐渐成熟,正在赋能更多场景拥抱智能化。

2025年5月21日,在北京举办的以“连接无界·智护未来”为主题的Qorvo媒体日上,Qorvo资深市场经理 Percy Yu俞诗鲲就UWB和Matter两大无线连接的市场现状和技术关键点进行了解析,并介绍了Qorvo两款新产品QM35825和QPG6200系列。

 

安全接入、定位、雷达,UWB三大功能

“近几年,市场对于UWB(超宽带技术,Ultra-Wideband)的接受度正在明显提升。”俞诗鲲表示,全球高端手机品牌已陆续推出集成UWB的机型,渗透率持续增长,未来UWB有望成为标配技术,就像今天的蓝牙和Wi-Fi一样。跟随手机的附属行业Tag也在迅速发展,目前苹果、三星、摩托摩拉均已布局Tag产品。得益于手机带动,业界正在不断探索UWB技术在更多领域的应用。

 

目前,UWB可以实现三种功能:

 

第一,安全接入,由于UWB提供的数据基于位置信息,这些信息黑客很难攻击,所以具有天然的安全优势。此外,目前,苹果、三星和谷歌三大科技巨头均在其生态系统中采用了基于UWB的安全协议,这使得UWB技术能够完美支持CCC和CSA两大标准体系。

第二,定位,UWB具有厘米级定位精度,这种定位需要至少两个设备,即一个做基站,一个做标签,实现双向测距。

第三,雷达,宽频带的UWB雷达优势在于解析度高,实现方法是通过UWB芯片将信号发射,检测被测物体的位置信息或生理特性(心跳、呼吸等)。需要注意的是,UWB雷达也拥有定位功能,不过与UWB本身的定位不同,这种定位方式只需要一个设备,不过测量精度比双向测距更低。

 

消费、汽车、工业,UWB三大市场

上述三类功能对应在行业中,均有相关应用:

消费领域,安全接入方面,首批应用可能出现在智能门锁,因为CSA标准已纳入Aliro协议支持UWB进入控制,目前一些海外大厂已经展开相关研究,其次就是支付或门禁的应用;定位方面,可为智能家居提供沉浸式用户体验,比如判断室内主人在哪个房间,带来定制化的体验;雷达方面,可为穿戴产品提供呼吸、心跳监测功能。

汽车领域,安全接入方面,UWB汽车数字钥匙已成为明确趋势,目前国内外头部车厂已有成熟产品或研发项目。

工业领域,是UWB定位的优势场景,可做工厂物流、医院贵重设备和物品的资产追踪,也可以做室内导航/轨迹跟踪,如指挥工厂和矿山的机器人运动轨迹或实时判断机器小车的位置。2024年几家美国头部Wi-Fi路由器厂商将UWB集成到最新Wi-Fi 7路由器产品中,更是奠定了UWB在工业场景应用的里程碑。企业级AP内置UWB将降低基础设施部署难度,这会带动其他国家和地区的AP厂商跟进,加速UWB在工业领域应用。

 

第三代UWB产品,QM35825性能大幅跃升

Qorvo的UWB产品线已历经10余年发展,形成了完整的产品迭代路径,包括车规和工规等各种产品。

其中,在工规产品方面,2014年,DW1000系列芯片问世,奠定了Qorvo在UWB领域的技术基础。2019年,继续推出第二代DW3000和QM33系列产品。两代产品至今仍保持大规模应用,迄今芯片累计出货量已突破千万级,模组出货量达百万级,此外DW1000开发板申请数量超过了10万片。所以产品非常成熟,经过了充分的市场验证。

如今,时间来到2025年,Qorvo最新发布的第三代UWB产品QM35825在技术实现和参数上实现全面革新。

该产品具有三大特点:第一,QM35825是一颗高度集成的SoC产品,将UWB收发器、Arm Cortex-M33 MCU和FEM集成在单芯片内,形成完整的方案,极大简化客户设计,过去三颗芯片才能做的工作一颗就能搞定;第二,射频性能提升进一步突破,Link Budget(链路预算)最大可以做到104dB,采用单发三收的全新结构(其中两个收通道与发完全隔离),无线传输效能实现质的飞跃;第三,测距和测角精度相比过去提升了一倍,测距精度可以达到5cm,测角精度达到2°,可支持高要求雷达应用。

关键特性上来看,QM35825支持所有常见速率包括专有的62.4Mbps,支持通道5和9((6489.6 MHz 和7987.2 MHz),完全支持802.15z HRP、BPRF、HPRF模式,支持ETSI+10dB室内发射功率增加,-98dBm 1%接收灵敏度,4天线灵活配置,带有自动切换的Rx分集,支持多个参考频率,2个高速SPI(典型值40MHz),2个SPI主控器和1个SPI从控器,2个UART,25个GPIO(支持1.2V和1.8V),使用 STS(乱序时间戳)和增强的飞行时间安全选项进行安全测距,支持安全TOF模式,带有安全启动、安全调试、安全内核的Cortex-M33内核。

应用方面,企业与工业中,通过精确实时定位系统(RTLS)可实现资产跟踪和室内导航,可用于安全识别和逻辑方案(支付控制台、条形码读取器、笔记本电脑),可用于安全的地理围栏,可用于运动检测、生命体征监测、人数统计和手势识别检测的雷达;消费物联网中,可通过基于FiRa 3.0的定位感知增强用户体验(电视、空气鼠标、扬声器、智能恒温器),可用于无缝门锁访问(基于Aliro规范)。

 

Matter,正在崛起的市场

在Qorvo的产品战略中,智能家居是重点布局的核心领域。Qorvo提供包括电源管理、人机交互界面和无线连接在内的完整解决方案,其中无线连接技术是本次介绍的重点。

在智能家居场景,UWB技术可应用于智能门锁和人体检测等领域,而Matter作为新兴的智能家居互联标准,凭借其卓越的互操作性正成为行业焦点。Qorvo经过5~10年的持续投入,已在Matter领域取得显著技术突破。

时至今日,我们家中的智能产品越来越多,从手机、平板等网络终端,到灯泡、开关等小型设备,再到音响、扫地机器人等大型家电,都具备联网功能。然而,多协议并存的现状导致系统复杂度居高不下,Matter便应运而生。

之所以这几年Matter非常火热,是因为其拥有五大特点:第一能够做非常好的无缝互操作性,第二使用比较简单,第三安全性比较好,第四加速客户的创新想法,第五生态接受度很高。如果客户同时拥有这五个点,可以有很好的应用:

首先,在无缝连接方面,Matter协议有效解决了多协议兼容难题。用户无需更换现有设备,就可实现新老设备的有机融合,保护既有的投资。Qorvo正在通过技术创新,帮助客户简化这一整合过程。

其次,易用性和易接收度方面,Matter已获得苹果、谷歌、三星等国际巨头支持。虽然国内推广进度相对滞后,但Matter自身灵活的接口设计为未来生态扩展提供了更多可能。

最后,安全性方面,是Matter的突出优势,其底层内置的安全机制免除了应用层的安全设计负担,让开发者能专注于用户体验创新。

 

兼容问题,Matter绕不过去的槛

不过,想要Matter顺利导入行业也存在挑战。

对开发人员来说过渡到Matter很困难,特别是现有产品需要支持多种标准的开发人员,会导致产品推出延迟,以及为确保在不同生态系统中兼容性和性能而增加的开发成本;Matter需支持多种无线标准,如Zigbee、Thread、低功耗蓝牙,进而导致设计和制造复杂性增加,因为开发人员需要在保持高性能的同时整合多种通信技术;当设备必须处理各种网络协议和标准时,确保流畅直观的用户体验是困难的,由于延迟、连接问题或不一致的性能,最终用户感到沮丧,导致满意度和采用率下降。

体现在现有智能家居生态系统,便是“向后兼容”和“向前兼容”两方面挑战。

向后兼容相对容易理解。以典型场景为例:当用户家庭已部署Zigbee系统时,若直接引入纯Matter设备(如Matter灯泡)将无法实现系统集成。解决方案是采用双模设备,同时支持Matter和Zigbee协议的智能灯泡。这种设计使得新设备能够无缝接入原有Zigbee系统,同时保留Matter的新功能特性,有效保护用户既有投资。

向前兼容更具技术复杂性。考虑这样的应用场景:用户希望升级现有Zigbee系统体验Matter功能,但新购置的Matter路由器无法直接支持原有Zigbee设备。此时,通过部署同时支持Zigbee和Matter协议的智能灯泡作为桥接设备,即可实现整个系统的功能升级。这种架构下,桥接设备承担协议转换功能,使纯Matter路由器也能为原有Zigbee设备提供Matter新特性。

所以,此时如何很好地、平滑地向后和向前兼容,是一件很困难的事情。

 

QPG6200,用“多连接”破解兼容难题

对于上述兼容问题,Qorvo的'多连接'技术可以很好地帮助Matter实现向前、向后兼容。该技术包括几个维度的技术特性。

首先,Multi-Radio多射频方面,Qorvo芯片里面集成的射频部分,可以让客户同时增添不同的射频信号,包括BLE、Zigbee和Matter等增添数据,而不会存在时间盲点,不需要切换时间,因此保证了物理层保证上同时连接。

其次,Multi-channel多通道方面,在Matter层或者协议层支持最多三个802.15.4数据信道并行使用。这一特性允许Zigbee和Matter等不同协议各自占用独立信道运行,避免了多协议争抢同一信道导致的连接中断或数据丢失问题。

最后,天线控制方面,采用了两项核心技术:天线分级技术可提升6dB射频容量,显著增强信号质量;支持优秀的共存,特别是Wi-Fi的共存控制,包括一个硬件的信号和一个简单的API。

上述4个硬件级优化,使开发者不用从操作系统的维度去考虑任何方面调度问题,因此就不会存在调度时的丢包或断连问题。

在实际应用中,Qorvo多连接技术展现出显著优势。传统方案需要三颗芯片实现的多协议路由器功能,现在仅需单颗Qorvo芯片即可完成,同时集成Zigbee、Matter和蓝牙功能。对于终端设备如灯泡、开关等,该技术支持Zigbee和Matter双协议并行,实现真正的即插即用体验。

从产品层面来看,Qorvo目前支持多协议/多连接的产品是QPG6200系列芯片。该产品拥有极低功耗,在休眠、连接甚至是射频接收时候都具有业界领先功耗水平。如果是使用电池的应用场景,更低功耗的芯片可以减少对应的电池容量,节省成本。有意思的是,如果连接、数据传输的频率不是特别高,可以选择用能量收集方式,如太阳能电板等其他能量采集电源,为该产品供电。

 

目前,QPG6200一共有四种型号可供选择,分别以J、L、M、N来结尾。区别在于QPG6200J和QPG6200L是小封装产品,适合灯泡、开关插座这样简单的设备;QPG6200M和QPG6200N是大封装产品,其GPIO和外设比较丰富,可以做网关(Gateway)或者路由器。发射功耗的差异使它们能够应用到不同的场景,比如发射功率更低的QPG6200L和QPG6200N适合于用在欧洲或者亚洲,对功率上限有一定限制的应用场所。

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