蔚來ET7的交付，將UWB數(shù)字鑰匙帶上了風(fēng)口。

所謂UWB數(shù)字鑰匙，即利用UWB超寬帶技術(shù)的精準(zhǔn)定位、高安全等特性，讓以智能手機(jī)為代表的智能終端能夠以一種較為安全的方式存儲(chǔ)、驗(yàn)證和共享車輛的數(shù)字秘鑰，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)無鑰匙進(jìn)入和啟動(dòng)、個(gè)性化車輛設(shè)置及ADAS相關(guān)功能，提升用車便捷性。

在汽車行業(yè)，對(duì)UWB數(shù)字鑰匙的探索已經(jīng)有一段時(shí)間。但直到2021年7月全球車聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟(CCC)將UWB定義為第三代數(shù)字鑰匙的核心技術(shù)，UWB數(shù)字鑰匙才正式成為業(yè)界“新寵”，引發(fā)車企和技術(shù)提供商爭(zhēng)相布局。

主流車企紛紛站隊(duì)，數(shù)字鑰匙掀起UWB革命

作為數(shù)字車鑰匙的最新技術(shù)趨勢(shì)，UWB數(shù)字鑰匙在汽車領(lǐng)域正掀起一股上車熱潮。放眼市場(chǎng)，越來越多的車企開始在新車上搭載基于UWB技術(shù)的數(shù)字鑰匙。

例如剛剛于1月上市的寶馬iX 2022款 M60和去年11月上市的寶馬iX 2022款 xDrive50，都已使用了這項(xiàng)技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)無感進(jìn)入、舒適迎賓等功能。另外，奧迪、福特以及現(xiàn)代旗下Genesis等此前也均表示將與三星合作，為消費(fèi)者打造從NFC到UWB的智能車鑰匙體驗(yàn)，三星旗下部分手機(jī)將支持這些功能的實(shí)現(xiàn)。

在國(guó)內(nèi)，除了剛剛啟動(dòng)交付的蔚來ET7，蔚來ET5以及其他多家自主車企相關(guān)車型也明確表示將配置UWB數(shù)字鑰匙，在幫助車主擺脫對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械鑰匙依賴的同時(shí)，賦予用戶更多個(gè)性化用車體驗(yàn)，且這些車企的技術(shù)方案大多都來自于科世達(dá)。

圖片來源：科世達(dá)

其實(shí)數(shù)字鑰匙在汽車行業(yè)并不是一項(xiàng)新技術(shù)，諸如NFC鑰匙和藍(lán)牙鑰匙目前已經(jīng)在很多量產(chǎn)車上應(yīng)用。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2021年中國(guó)乘用車數(shù)字鑰匙裝配量超過200萬，同比增長(zhǎng)243%；裝配率為10.9%，同比增加7.5個(gè)百分點(diǎn)，其中裝配率最高的就是藍(lán)牙鑰匙。

為何從寶馬、蔚來開始，近兩年主流車企紛紛改道UWB數(shù)字鑰匙呢？一個(gè)關(guān)鍵的驅(qū)動(dòng)因素是CCC數(shù)字鑰匙3.0版規(guī)范的出臺(tái)。2021年7月，CCC聯(lián)盟正式發(fā)布了CCC3.0規(guī)范，其中明確提出將UWB與BLE(藍(lán)牙)無線技術(shù)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)通過兼容的移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行被動(dòng)無鑰匙進(jìn)入和引擎啟動(dòng)，相當(dāng)于正式為UWB數(shù)字鑰匙正名。

在這之外更主要的是，UWB技術(shù)方案相較于NFC和藍(lán)牙方案，在定位精度、安全性、功耗以及應(yīng)用拓展等方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)。

利用UWB技術(shù)測(cè)量距離時(shí)精度最高可以達(dá)到厘米級(jí)，即10cm左右，遠(yuǎn)高于WiFi、藍(lán)牙等方案。因?yàn)閁WB 技術(shù)采用的是飛行時(shí)間（TOF）測(cè)距，即發(fā)射裝置會(huì)將包含時(shí)間戳(STS)的信號(hào)發(fā)射出去，接收器收到信號(hào)后，通過發(fā)射內(nèi)容中包含的時(shí)間信息計(jì)算出飛行時(shí)間，進(jìn)而算出飛行距離，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。而且根據(jù)鑰匙與安裝在車內(nèi)外的各個(gè)錨點(diǎn)之間的距離，系統(tǒng)還可以實(shí)時(shí)計(jì)算出鑰匙所處的位置和區(qū)域，助力實(shí)現(xiàn)多樣化的用車功能。

圖片來源：科世達(dá)

比如科世達(dá)的UWB數(shù)字鑰匙系統(tǒng)，根據(jù)鑰匙與車輛之間的不同距離，由遠(yuǎn)到近分別可以實(shí)現(xiàn)舒適迎賓、無鑰匙進(jìn)入和無鑰匙啟動(dòng)功能。在距離汽車50米之外時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)連接手機(jī)來確認(rèn)身份；當(dāng)駕駛員走近到離車10米范圍內(nèi)，照明系統(tǒng)會(huì)提前啟動(dòng)，幫助車主快速找車；在距離車輛6米左右時(shí)，車內(nèi)照明系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開啟；離車2米時(shí)，車門會(huì)自動(dòng)解鎖，座椅會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)到駕駛員舒適的位置，折疊的后視鏡也會(huì)自動(dòng)開啟。

比較之下，NFC車鑰匙往往需要用戶將授權(quán)的智能手機(jī)貼近門把手才能解鎖車輛，不僅使用感受方面略遜一籌，無形中也限制了多樣化功能的實(shí)現(xiàn)。藍(lán)牙鑰匙則在定位精度方面和信息安全方面略有不足，過去幾年汽車行業(yè)屢屢發(fā)生無鑰匙系統(tǒng)被黑客攻擊的案例，其中很多就是采用藍(lán)牙方案。

而UWB方案，由于信號(hào)中加入了安全時(shí)間戳，極大地提升了UWB數(shù)字鑰匙的防中繼攻擊能力。因?yàn)榘l(fā)射裝置發(fā)送的測(cè)距信息幀可以支持8000多位加密的時(shí)間戳，只有與接收端的滾碼相匹配后才能得到對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳，進(jìn)而解鎖車輛。再者，假如信號(hào)飛行時(shí)間過長(zhǎng)，系統(tǒng)也會(huì)判定車鑰匙不在有效范圍內(nèi)，如此一來攻擊者便無法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行欺騙。

圖片來源：科世達(dá)

正因?yàn)槿绱耍陂_發(fā)新一代數(shù)字鑰匙解決方案時(shí)，越來越多的整車廠開始傾向于UWB技術(shù)。當(dāng)然，以蘋果、三星、小米等為代表的手機(jī)廠商紛紛推出搭載了UWB技術(shù)的手機(jī)產(chǎn)品，也為UWB技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用提供了重要推動(dòng)力。

在一個(gè)完整的UWB數(shù)字鑰匙解決方案中，搭載了UWB技術(shù)的智能終端不可或缺，而目前來看智能手機(jī)是較理想的方案。但整體來看，當(dāng)前市場(chǎng)上能真正支持UWB技術(shù)的手機(jī)依然還在少數(shù)，為此科世達(dá)也在開發(fā)對(duì)應(yīng)的解決方案，助力擺脫UWB數(shù)字鑰匙對(duì)手機(jī)的依賴 。

UWB數(shù)字鑰匙在國(guó)內(nèi)率先量產(chǎn)，科世達(dá)有何秘訣？

伴隨著蔚來ET7的上市，使科世達(dá)成為了國(guó)內(nèi)較早實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)前裝車載UWB數(shù)字產(chǎn)品，并配套國(guó)內(nèi)頭部新能源車企的Tier1。要知道在這股UWB數(shù)字鑰匙研發(fā)熱潮下，投身該領(lǐng)域的企業(yè)并不在少數(shù)，其中很多還是國(guó)際Tier1大廠，科世達(dá)為何能這么快脫穎而出？

很重要的原因是，科世達(dá)基于UWB技術(shù)開展了一系列的核心技術(shù)研發(fā)，并成功通過了量產(chǎn)驗(yàn)證。比如系統(tǒng)級(jí)的FOTA能力，作為UWB數(shù)字鑰匙未來持續(xù)拓展應(yīng)用的關(guān)鍵，將成為系統(tǒng)的一項(xiàng)標(biāo)配。

雖然現(xiàn)階段UWB數(shù)字鑰匙的應(yīng)用場(chǎng)景主要是無感進(jìn)入，長(zhǎng)遠(yuǎn)來看車企更希望通過UWB數(shù)字鑰匙打通整個(gè)智慧出行生態(tài)，為車主提供更多的應(yīng)用，比如個(gè)性化車輛功能設(shè)置、自動(dòng)駕駛場(chǎng)景里的AVP功能和遠(yuǎn)程控車、車輛共享、汽車支付等，這些功能很多都將依賴于FOTA來實(shí)現(xiàn)。

圖片來源：科世達(dá)

但這個(gè)功能卻并不那么容易實(shí)現(xiàn)，尤其是如何同時(shí)滿足不同整車廠FOTA程序的更新規(guī)范，并能完整支持不同芯片廠商的主控MCU和UWB芯片，這中間存在多重技術(shù)難點(diǎn)。比如在多協(xié)議的升級(jí)和兼容方面，考慮到UWB芯片不僅要支持符合UCI的私有協(xié)議，還要滿足CCC Digital key3.0協(xié)議以及各大手機(jī)廠商的聯(lián)盟協(xié)議，這要求UWB芯片必須具備系統(tǒng)級(jí)的FOTA能力。

從數(shù)字鑰匙的車端模塊系統(tǒng)架構(gòu)來看，UWB芯片往往處于架構(gòu)的最外圍，進(jìn)行FOTA需要跨越包括Tbox、網(wǎng)關(guān)、MCU甚至藍(lán)牙芯片等層層大山，這中間涉及的接口類型也相當(dāng)復(fù)雜。另外，UWB芯片因其特殊性，需要支持FOTA的區(qū)域還同時(shí)包含了其DSP核心及應(yīng)用核心的軟件，并要求在FOTA之前就注入預(yù)先配對(duì)好的公私秘鑰進(jìn)行校驗(yàn)。

為此，科世達(dá)基于在UWB技術(shù)開發(fā)上豐富的積累，開展了大量的研發(fā)。目前這一功能隨著相關(guān)車型的上市也已經(jīng)正式量產(chǎn)，科世達(dá)由此也成了國(guó)內(nèi)較早實(shí)現(xiàn)UWB數(shù)字產(chǎn)品FOTA功能的廠商。

科世達(dá)的FOTA功能組件適用于十多家整車廠的FOTA遠(yuǎn)程程序更新規(guī)范，可配套不同主機(jī)廠實(shí)現(xiàn)符合他們要求定制的FOTA功能。在芯片適配方面，科世達(dá)的FOTA功能組件支持NXP、Infineon、Renesas、ST、Cypress等多家主流芯片廠商MCU的程序刷新。 FOTA過程中，UWB芯片程序的更新功能會(huì)通過CAN、LIN、UART等多種通信方式將UWB芯片程序傳輸?shù)街骺豈CU，主控MCU再通過調(diào)用一系列的UCI或RCI指令集接口，依托主控MCU可靠地對(duì)不同UWB芯片進(jìn)行程序刷新。

考慮到國(guó)內(nèi)整車廠都將遵循CCC 3.0規(guī)范來定義其UWB車載應(yīng)用產(chǎn)品，而目前支持這一規(guī)范的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)在車載UWB領(lǐng)域才剛剛開始普及，甚至主要的UWB芯片廠商相應(yīng)的開發(fā)環(huán)境和支持CCC協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的固件都還處于優(yōu)化更新階段，這些都不足以支持UWB系統(tǒng)大規(guī)模裝車量產(chǎn)，科世達(dá)還前瞻性地開發(fā)了UWB數(shù)字鑰匙系統(tǒng)專有通信協(xié)議，以作為CCC3.0協(xié)議普及之前補(bǔ)充方案。

科世達(dá)量產(chǎn)的車端UWB數(shù)字鑰匙系統(tǒng)已經(jīng)能支持這一專有通信協(xié)議，并同時(shí)兼容CCC協(xié)議，如此一來可快速適配不同整車廠的無線通信規(guī)范，在保證UWB通信可靠性、安全性的同時(shí)，助力車企更好地對(duì)UWB產(chǎn)品進(jìn)行性能優(yōu)化。比如其為蔚來研發(fā)的UWB數(shù)字鑰匙，在待機(jī)功耗方面就有顯著的降低。

正是基于這些技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在UWB數(shù)字車鑰匙的商業(yè)化應(yīng)用方面，科世達(dá)成功搶得了先機(jī)。未來隨著相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，汽車市場(chǎng)對(duì)UWB技術(shù)的需求有望繼續(xù)大幅增長(zhǎng)。據(jù)相關(guān)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2021 年全球 UWB 的出貨量預(yù)計(jì)將達(dá)2億個(gè)以上，到2027年將超過 12 億個(gè)，屆時(shí)汽車有望成為僅次于智能手機(jī)的第二大UWB應(yīng)用市場(chǎng)。

圖片來源：科世達(dá)

針對(duì)這一趨勢(shì)，科世達(dá)正積極開發(fā)更多面向汽車市場(chǎng)的UWB創(chuàng)新解決方案。目前，科世達(dá)基于UWB技術(shù)已經(jīng)研發(fā)了一套尾門腳踢傳感器方案，通過高靈敏度的UWB雷達(dá)算法，可精確檢測(cè)腳踢動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)后備箱自動(dòng)打開。該技術(shù)方案在2021年底已經(jīng)達(dá)到了可以投入量產(chǎn)的技術(shù)狀態(tài)，預(yù)計(jì)今年內(nèi)將正式量產(chǎn)上車。

（說明：文中視頻及配圖所示場(chǎng)景僅為科世達(dá)UWB技術(shù)在車輛上使用的模擬場(chǎng)景，所涉車輛的外觀及內(nèi)飾僅為說明目的使用，并非應(yīng)用于實(shí)車的場(chǎng)景，具體以實(shí)際應(yīng)用效果為準(zhǔn)）