隨著行動裝置大廠的率先導入，UWB新興技術有望推進未來智慧應用的發展。但若要真正被聯網裝置商廣泛採用，除了需要業者跨域合作，也需整合通訊協定標準，共組互通生態系。
由於超寬頻(UWB)技術能針對如此多元的市場，因此很難明確指出UWB技術將在哪裡以及何時會成功。但很明顯地，UWB在橫跨汽車、行動、和物聯網(IoT)使用案例中具有強大業界動能。旗艦級智慧型手機率先採用UWB，將在發展廣大UWB生態系統上扮演重要角色。智慧型手機導入UWB，使該技術和蜂巢式通訊、Wi-Fi、藍牙、與NFC並列，這些技術都有獨特的使用案例，帶動各自生態系統大幅成長。UWB的獨特安全測距功能也將使它加入這些技術的行列。
UWB裝置市場預測
因此採用UWB的速度和UWB智慧型手機普及具有密切關係。根據市場調研機構ABI Research的預測，到了2021年底，UWB手機出貨量總計可達3億5千萬台，到2025年更將近20億台，這點很令人鼓舞，也有助提升UWB在市場上的知名度，其為獲得成功的重要步驟。但要實現其潛力，就需要開發跨越所有市場的安全、互通的生態系統。只有當有車輛、門禁讀卡器、智慧家庭裝置、追蹤標籤、室內導航基礎設施、支付終端和其他物聯網裝置供其運用時，其他行動裝置製造商才會具有部署該技術的動力。
許多能運用UWB的垂直市場都相互重疊，尤其是門禁控制、即時定位系統(RTLS)和室內導航皆有能力被各種垂直領域所使用。像工廠、辦公室、零售空間、公共場所和醫療設施皆能運用UWB進行門禁控制，並運用RTLS進行人員和物品追蹤。除此之外，這些設施也能透過提供定位資訊給病患、訪客或顧客，運用室內導航功能，幫助他們在相關區域導航。
這些裝置本身也有重疊的地方，部分裝置可被運用在多種不同使用案例上。如用戶可透過智慧型手機進出住家、汽車、和工作場合，智慧型手機也能在支援UWB的零售區提供室內導航，並控制智慧家庭裝置。種種商機將鼓勵業者開發運用現有裝置的使用案例，或開發能支援多種使用案例的裝置。
人們還處於採行UWB的初期階段，還有很多事需要完成。但初期跡象顯示，橫跨汽車、行動和IoT應用的蓬勃生態系統正在浮現。ABI Research預測，隨著UWB在這三種市場奠定基礎，支援裝置在2025年的年出貨量將超過10億台。圖1顯示橫跨三大市場的成長趨勢。智慧型手機因為能支援多種使用案例，將帶動第一波成長，而IoT市場將善用龐大的智慧型手機安裝基數，市占率也將成長。
圖1 2020年~2026年各市場支援UWB裝置出貨量
資料來源：ABI Research
ABI Research預測，UWB在預測期間過後，將有潛力成為橫跨多種IoT應用且無所不在的精準測距技術。2025年後這種雪球效應加上FiRa標準化、晶片和模組更廣泛供貨、技術成熟改善，以及更大的業界知名度，將實現強大的UWB互通生態系統，但要達成該目標和更進一步的成長，UWB必須克服多種挑戰。
UWB生態系統主要挑戰和策略建議
表1顯示UWB面臨的主要市場挑戰，以及業界如何一同解決。
標準對長期願景重要性
如果要裝備UWB的裝置支援各種不同IoT應用場景，互通性和標準化是不可或缺的要求。這樣用戶和公司就不需替各種應用場景購入不同裝置，讓行動裝置可用在智慧家庭控制、門禁和室內導航等應用上，亦確保新解決方案能相容舊解決方案，而反之亦然， 讓裝置和應用場景都能適應未來。有鑑於UWB可能因應的潛在IoT使用案例數量實在太多，這些標準化工作對於確保UWB技術能完全發揮潛力相當重要。
標準通常是由不同的公司、使用者、組織等等所商定的，確保能滿足所有需求。例如在UWB生態系統中，全球汽車連線聯盟(CCC)在汽車應用領域推廣Digital Key 3.0。UWB智慧型手機支援確保安全、免持汽車解鎖，並能在裝置間共享身分認證。這些智慧型手機也支援FiRa標準，將保證更多跨越IoT導向使用案例的互通性，遠超過本文強調的程度。
FIRA認證計畫現狀
FiRa聯盟的法規和認證工作小組於2020年5月發表晶片模組、裝置、解決方案的PHY和MAX層級技術需求規範，其皆以802.15.4 HRP部分為基礎。它定義測距方式、支援哪些測距、如何交換數據，以及加密方式，確保互通性。該小組正在針對802.15.4z進行更新，在已超過80家的成長會員社群之協助下發展UWB測試規格、政策、和認證生態系統流程。
流程正在規畫中，部分插拔測試(Plugfest)已完成，未來還有更多將隨之跟進。它在測試工具、測試腳本和測試流程的規格協定上也有所進展。認證流程正在進行中，該組織也在2021下半年發表計畫相關進展。主辦會員、協辦會員、準會員和採用會員都可使用該認證計畫，FiRa聯盟也將列出所有獲得認證的產品和解決方案。這些工作結合起來將有助在IoT領域發展開放、可互通的UWB生態系統。
大廠率先導入UWB業界跨域整合共促互通
前文曾提到，UWB是一種具備獨特優勢的精準定位技術，可跨越多種使用案例和裝置類型，提供高度精確、可靠、強韌和安全的定位資訊。這些優點促使CCC於其Digital Key 3.0規格率先導入UWB，因此汽車OEM未來推出的汽車將內建UWB技術，提供更安全的汽車鑰匙和創新使用體驗，其也促使旗艦級智慧裝置開始採用UWB，很快就延伸到其他產品層級，展現行動產業對UWB生態系統的承諾。使用支援UWB手機的人數越來越多，將帶動包含門禁、RTLS和個人追蹤、智慧家庭等眾多垂直市場在內的全新使用案例發展，並加速成長。但IoT使用案例採用UWB還處於早期階段，業界也才觸及UWB精準定位技術潛力的皮毛。本文試圖強調這些長期與短期的IoT使用案例，並提供如何因應UWB技術潛在障礙的指引。 從ABI Research的角度，經營各種市場的公司，包括消費電子、智慧家庭、智慧城市、零售、製造和醫療產業等，應研究如何運用UWB支援連線和以定位為基礎的應用，它們能提供額外的洞察力、改善營運效率，並為終端用戶提供全新使用案例與體驗。
無線晶片模組和模組供應商應考慮產品或拓展其UWB解決方案，以支援如此廣泛的IoT使用案例。提供一系列客製化解決方案將拓廣UWB技術的用途，達到更廣泛的市場觸及率，縮短上市時間。越多公司能提供和使用UWB技術，該技術就越可能產生規模和變得更加普遍。 UWB生態系統內的公司應幫助建立知名度並提供教育訓練給消費者、OEM、RTLS解決方案供應商和企業整合業者，確保大家都知道UWB相較其他技術的安全功能，也有助於激勵採用。建議大家參與IEEE、CCC、FiRa聯盟以及UWB聯盟並做出貢獻，將有助於開發和推廣使用UWB、定義新通訊協定，並確保應用的互通性。
UWB市場上的公司也應該尋找夥伴，推動不同技術和裝置的整合，並加速部署。這些解決方案在部署時應考量互通性，讓UWB解決方案配合藍牙低功耗、Wi-Fi、RFID、或衛星導航系統(GNSS)解決方案，該互通性應延伸至支援UWB的各種晶片模組和裝置。業界應開發全球性解決方案，確保不同地區毋須使用不同的裝置和晶片模組，減少部署複雜度。消費性裝置OEM廠商應研究新裝置是否應導入UWB。若提供新的使用案例，例如免持存取控制、更準確的物品追蹤，並從單一裝置上提供眾多物聯網應用的創新用戶體驗，將使OEM廠商在競爭中脫穎而出。欲使用UWB技術的公司應研究多家晶片模組供應商的解決方案，幫助降低成本和供應商鎖定(Vendor Lock-in)，並改善效能、功能與規模。
不過還有很多障礙尚待克服，雖然晶片模組供應商供貨越來越多，UWB仍較低功耗藍牙等技術昂貴，也和市場上其他技術不同，尚未從經濟規模和廣泛晶片供應商供貨中獲利。到目前為止，僅有旗艦級產品部署UWB。UWB要普及到較低階裝置市場可能還要些時間。
裝置和供應商之間的互通性尚未得到保證，其可能影響市場成長性。供應商鎖定和對相容標籤或其他IoT裝置的限制可能妨礙市場成長。除此之外，藍牙等競爭性(與合作性)技術也不斷演進，未來可望繼續加入新的測距功能，長期下來可能減少UWB的相對優勢。
最終，IoT界廣泛採用UWB將需要結合多種令人信服的價值主張，透過提升安全性、創新終端用戶經驗、更精確的定位，以及全新服務，還有強大的晶片供應商、裝置OEM廠商、系統整合商，以及基礎設施供應商生態系統，帶動市場向前邁進。同時，保證橫跨不同IoT市場的UWB裝置互通性，將成為廣泛採用UWB的基本要素。FiRa、CCC、UWB聯盟以及其合作將在這方面扮演重要角色，確保多元的裝置類型都能有效運用安全的精準測距技術。
很明顯地IoT生態系統正在成形，雖然三星、蘋果、BMW和其他業者至今扮演領頭羊的角色，ABI Research預測許多其他智慧型手機、汽車、和IoT供應商在未來幾年將紛紛效仿。因此2021年可望成為UWB技術的關鍵年，在晶片模組和裝置市場以及廣大的消費性和IoT領域發揮更強大的影響力。隨著生態系統發展、安裝基數成長，以及跨越各種IoT終端市場出現具有吸引力的安全測距使用案例，UWB技術的真正潛力將會展現。本文僅強調了其中幾個部分，很明顯地還有很多工作要做，UWB確實即將成為無所不在的IoT精準測距技術，在未來數十年間，將為人們與物件和環境互動的方式帶來革命性的改變。
(本文由恩智浦提供。作者Andrew Zignan為ABI Research研究總監，Stephanie Tomsett為ABI Research研究分析師)