数字车钥匙进入UWB时代，科世达率先量产出线

蔚来ET7的交付，将UWB数字钥匙带上了风口。

所谓UWB数字钥匙，即利用UWB超宽带技术的精准定位、高安全等特性，让以智能手机为代表的智能终端能够以一种较为安全的方式存储、验证和共享车辆的数字秘钥，进而实现无钥匙进入和启动、个性化车辆设置及ADAS相关功能，提升用车便捷性。

在汽车行业，对UWB数字钥匙的探索已经有一段时间。但直到2021年7月全球车联网联盟(CCC)将UWB定义为第三代数字钥匙的核心技术，UWB数字钥匙才正式成为业界“新宠”，引发车企和技术提供商争相布局。

主流车企纷纷站队，数字钥匙掀起UWB革命

作为数字车钥匙的最新技术趋势，UWB数字钥匙在汽车领域正掀起一股上车热潮。放眼市场，越来越多的车企开始在新车上搭载基于UWB技术的数字钥匙。

例如刚刚于1月上市的宝马iX 2022款 M60和去年11月上市的宝马iX 2022款 xDrive50，都已使用了这项技术，来实现无感进入、舒适迎宾等功能。另外，奥迪、福特以及现代旗下Genesis等此前也均表示将与三星合作，为消费者打造从NFC到UWB的智能车钥匙体验，三星旗下部分手机将支持这些功能的实现。

在国内，除了刚刚启动交付的蔚来ET7，蔚来ET5以及其他多家自主车企相关车型也明确表示将配置UWB数字钥匙，在帮助车主摆脱对传统机械钥匙依赖的同时，赋予用户更多个性化用车体验，且这些车企的技术方案大多都来自于科世达。

图片来源：科世达

其实数字钥匙在汽车行业并不是一项新技术，诸如NFC钥匙和蓝牙钥匙目前已经在很多量产车上应用。据相关统计数据显示，2021年中国乘用车数字钥匙装配量超过200万，同比增长243%；装配率为10.9%，同比增加7.5个百分点，其中装配率最高的就是蓝牙钥匙。

为何从宝马、蔚来开始，近两年主流车企纷纷改道UWB数字钥匙呢？一个关键的驱动因素是CCC数字钥匙3.0版规范的出台。2021年7月，CCC联盟正式发布了CCC3.0规范，其中明确提出将UWB与BLE(蓝牙)无线技术相结合，能够实现通过兼容的移动设备进行被动无钥匙进入和引擎启动，相当于正式为UWB数字钥匙正名。

在这之外更主要的是，UWB技术方案相较于NFC和蓝牙方案，在定位精度、安全性、功耗以及应用拓展等方面有着明显的优势。

利用UWB技术测量距离时精度最高可以达到厘米级，即10cm左右，远高于WiFi、蓝牙等方案。因为UWB 技术采用的是飞行时间（TOF）测距，即发射装置会将包含时间戳(STS)的信号发射出去，接收器收到信号后，通过发射内容中包含的时间信息计算出飞行时间，进而算出飞行距离，实现精准定位。而且根据钥匙与安装在车内外的各个锚点之间的距离，系统还可以实时计算出钥匙所处的位置和区域，助力实现多样化的用车功能。

图片来源：科世达

比如科世达的UWB数字钥匙系统，根据钥匙与车辆之间的不同距离，由远到近分别可以实现舒适迎宾、无钥匙进入和无钥匙启动功能。在距离汽车50米之外时，系统就会自动连接手机来确认身份；当驾驶员走近到离车10米范围内，照明系统会提前启动，帮助车主快速找车；在距离车辆6米左右时，车内照明系统会自动开启；离车2米时，车门会自动解锁，座椅会自动调节到驾驶员舒适的位置，折叠的后视镜也会自动开启。

比较之下，NFC车钥匙往往需要用户将授权的智能手机贴近门把手才能解锁车辆，不仅使用感受方面略逊一筹，无形中也限制了多样化功能的实现。蓝牙钥匙则在定位精度方面和信息安全方面略有不足，过去几年汽车行业屡屡发生无钥匙系统被黑客攻击的案例，其中很多就是采用蓝牙方案。

而UWB方案，由于信号中加入了安全时间戳，极大地提升了UWB数字钥匙的防中继攻击能力。因为发射装置发送的测距信息帧可以支持8000多位加密的时间戳，只有与接收端的滚码相匹配后才能得到对应的时间戳，进而解锁车辆。再者，假如信号飞行时间过长，系统也会判定车钥匙不在有效范围内，如此一来攻击者便无法对系统进行欺骗。

图片来源：科世达

正因为如此，在开发新一代数字钥匙解决方案时，越来越多的整车厂开始倾向于UWB技术。当然，以苹果、三星、小米等为代表的手机厂商纷纷推出搭载了UWB技术的手机产品，也为UWB技术在汽车领域的应用提供了重要推动力。

在一个完整的UWB数字钥匙解决方案中，搭载了UWB技术的智能终端不可或缺，而目前来看智能手机是较理想的方案。但整体来看，当前市场上能真正支持UWB技术的手机依然还在少数，为此科世达也在开发对应的解决方案，助力摆脱UWB数字钥匙对手机的依赖 。

UWB数字钥匙在国内率先量产，科世达有何秘诀？

伴随着蔚来ET7的上市，使科世达成为了国内较早实现量产前装车载UWB数字产品，并配套国内头部新能源车企的Tier1。要知道在这股UWB数字钥匙研发热潮下，投身该领域的企业并不在少数，其中很多还是国际Tier1大厂，科世达为何能这么快脱颖而出？

很重要的原因是，科世达基于UWB技术开展了一系列的核心技术研发，并成功通过了量产验证。比如系统级的FOTA能力，作为UWB数字钥匙未来持续拓展应用的关键，将成为系统的一项标配。

虽然现阶段UWB数字钥匙的应用场景主要是无感进入，长远来看车企更希望通过UWB数字钥匙打通整个智慧出行生态，为车主提供更多的应用，比如个性化车辆功能设置、自动驾驶场景里的AVP功能和远程控车、车辆共享、汽车支付等，这些功能很多都将依赖于FOTA来实现。

图片来源：科世达

但这个功能却并不那么容易实现，尤其是如何同时满足不同整车厂FOTA程序的更新规范，并能完整支持不同芯片厂商的主控MCU和UWB芯片，这中间存在多重技术难点。比如在多协议的升级和兼容方面，考虑到UWB芯片不仅要支持符合UCI的私有协议，还要满足CCC Digital key3.0协议以及各大手机厂商的联盟协议，这要求UWB芯片必须具备系统级的FOTA能力。

从数字钥匙的车端模块系统架构来看，UWB芯片往往处于架构的最外围，进行FOTA需要跨越包括Tbox、网关、MCU甚至蓝牙芯片等层层大山，这中间涉及的接口类型也相当复杂。另外，UWB芯片因其特殊性，需要支持FOTA的区域还同时包含了其DSP核心及应用核心的软件，并要求在FOTA之前就注入预先配对好的公私秘钥进行校验。

为此，科世达基于在UWB技术开发上丰富的积累，开展了大量的研发。目前这一功能随着相关车型的上市也已经正式量产，科世达由此也成了国内较早实现UWB数字产品FOTA功能的厂商。

科世达的FOTA功能组件适用于十多家整车厂的FOTA远程程序更新规范，可配套不同主机厂实现符合他们要求定制的FOTA功能。在芯片适配方面，科世达的FOTA功能组件支持NXP、Infineon、Renesas、ST、Cypress等多家主流芯片厂商MCU的程序刷新。 FOTA过程中，UWB芯片程序的更新功能会通过CAN、LIN、UART等多种通信方式将UWB芯片程序传输到主控MCU，主控MCU再通过调用一系列的UCI或RCI指令集接口，依托主控MCU可靠地对不同UWB芯片进行程序刷新。

考虑到国内整车厂都将遵循CCC 3.0规范来定义其UWB车载应用产品，而目前支持这一规范的协议标准在车载UWB领域才刚刚开始普及，甚至主要的UWB芯片厂商相应的开发环境和支持CCC协议标准的固件都还处于优化更新阶段，这些都不足以支持UWB系统大规模装车量产，科世达还前瞻性地开发了UWB数字钥匙系统专有通信协议，以作为CCC3.0协议普及之前补充方案。

科世达量产的车端UWB数字钥匙系统已经能支持这一专有通信协议，并同时兼容CCC协议，如此一来可快速适配不同整车厂的无线通信规范，在保证UWB通信可靠性、安全性的同时，助力车企更好地对UWB产品进行性能优化。比如其为蔚来研发的UWB数字钥匙，在待机功耗方面就有显著的降低。

正是基于这些技术优势，在UWB数字车钥匙的商业化应用方面，科世达成功抢得了先机。未来随着相关技术的快速发展，汽车市场对UWB技术的需求有望继续大幅增长。据相关预测数据显示，2021 年全球 UWB 的出货量预计将达2亿个以上，到2027年将超过 12 亿个，届时汽车有望成为仅次于智能手机的第二大UWB应用市场。

图片来源：科世达

针对这一趋势，科世达正积极开发更多面向汽车市场的UWB创新解决方案。目前，科世达基于UWB技术已经研发了一套尾门脚踢传感器方案，通过高灵敏度的UWB雷达算法，可精确检测脚踢动作以实现后备箱自动打开。该技术方案在2021年底已经达到了可以投入量产的技术状态，预计今年内将正式量产上车。

（说明：文中视频及配图所示场景仅为科世达UWB技术在车辆上使用的模拟场景，所涉车辆的外观及内饰仅为说明目的使用，并非应用于实车的场景，具体以实际应用效果为准）