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UWB技术或成推动元宇宙发展催化剂,将开启一个新时代!

作者:智汉科技 日期:2022-01-13 10:00:57 点击数:398

近日千方科技在回答投资者提问时表示,元宇宙场景来说,超宽带(UWB)高精度定位技术必将成为推动元宇宙发展的催化剂之一,将开启一个新时代。元宇宙话题已经席卷全球,它是指在传统网络空间基础上,伴随多种数字技术成熟度的提升,构建形成的既映射于、又独立于现实世界的虚拟世界。


在此理论上,超宽带(UWB)高精度定位技术必将成为推动元宇宙发展的催化剂之一。苹果2021年4月公布Airtag,搭载U1芯片,支持UWB和精确查找功能。早在2019年11月,苹果便在iPhone11中搭载了支持UWB的U1芯片,苹果对UWB的第一个用途是提供定位数据,定位支持增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、游戏等领域的许多应用。


UWB是一种无线载波通信技术,凭借10-15cm级别的定位精度优势,逐渐在定位和指向等应用场景发挥潜力。据FiRa联盟,UWB技术有望在无缝访问控制、基于位置的服务及设备到设备服务三大方向成为关键技术,可应用于智能家居、智慧城市、智慧零售、智慧建筑、智能工业等领域,典型应用案例如个人设备连接、AR游戏、车辆数字钥匙、患者跟踪、无人机控制交付等。业内人士指出,XR,即VR,AR,MR,是通向元宇宙的一个物理入口,UWB一个诱人的前景是,它将成为混合现实的推动者,可帮助设备弥合物理世界与数字世界之间的鸿沟。借助UWB,用户很快就可以探索真实空间的“数字孪生”,远程预览办公室、商店或家中的真实对象,然后在到达时快速找到它们。


元宇宙概述

➢1、从Facebook到Meta,社交龙头全面转向元宇宙:Facebook诞生于2004年2月,是全球用户规模最高的社交平台,旗下拥有Instagram、WhatsApp等多个社交产品,截至3Q21,Facebook旗下产品去重月活总数为35.8亿,占全球48.0亿互联网用户的74.6%。2014年起公司通过收购VR设备公司开始布局元宇宙。2021 年,公司正式转型为元宇宙公司,改名Meta,聚焦元宇宙生态构建,开启全新的发展阶段。硬件端拓展尝试MR(增强现实),应用端场景已由此前的社交&游戏拓展至居家、办公、健身等八个场景(包含NFT交易)。公司希望未来十年内让10亿用户加入元宇宙,共同发展下一代互联网。


➢ 2、Facebook为何以及如何布局元宇宙?由于移动社交增长有限、短视频布局受挫、苹果渠道限制、行业环境等一系列因素,公司主动寻求用户时长新增量。旗下硬件Oculus不断优化体验,在战略层面积极补贴推广,有潜力成为下一代移动终端。预计核心头戴设备Oculus Quest2 出货量今/明年约1000/1800万台。 


➢ 3、VR/AR硬件:产业链日臻成熟,产品体验大幅提升,行业爆发在即 

➢ 1)VR:VR硬件成本中,处理器、存储、光学显示器件合计占比超过80%。其中光学显示器件技术发展成熟,Fast-LCD+菲涅尔透镜方案已得到行业广泛认可,未来将向下一代短焦光学方案发展。高通等厂商已为 VR/AR开发专用芯片平台,目前高通XR占市场主流。Inside-out定位技术及基于手柄的6自由度交互功能日趋完善,充分满足消费端使用需求,产品体验得到明显增强。 

➢ 2)AR:硬件成本中,光学显示占比达40%。显示器件上Micro-LED由于其高亮度和高分辨率特点成为主流的技术发展方向。光机设计是AR设备急需突破的技术难点,目前行业主要聚焦在光波导技术上,但高性能光波导的发展和量产仍需一定时间。预期苹果等厂商入场将带动产业链迅速成长。 


➢ 4、投资建议:国内外巨头积极布局,新产业机遇将至,建议关注三条主线: 

➢ 1)多领域综合布局的巨头:腾讯、字节跳动(未上市) 

➢ 2)内容端优质公司:芒果超媒(5G&VR制播技术+虚拟主持人)、三七互娱、完美世界、吉比特、天下秀 

➢ 3)VR/AR产业链优质公司:歌尔股份、舜宇光学科技、水晶光电

  把握超跌龙头修复机会,持续看好元宇宙催化可能   1)基本面筑底、政策预期趋于稳定之下,超跌行业龙头有望迎来估值与业绩修复可能,推荐细分板块龙头三七互娱、完美世界、芒果超媒、分众传媒、吉比特、光线传媒、万达电影等标的;2)元宇宙持续催化板块表现,细分板块有望持续受益:a)游戏作为元宇宙最先落地场景,有望估值与业绩持续提升,推荐三七互娱、完美世界、吉比特,关注世纪华通等标的;b)VR、边缘计算作为元宇宙重要载体和基础设施,关注顺网科技等标的;c)数字资产NFT化有望衍生更多应用领域,关注视觉中国、华策影视、阜博集团等标的;d)虚拟数字人迎来应用风口,底部营销公司及影视内容公司迎来估值向上可能,关注蓝色光标、光线传媒等营销、IP产业链标的;6)1月组合为三七互娱、完美世界、芒果超媒、视觉中国。  风险提示:业绩低于预期、技术进步低于预期、监管政策风险等;

1)芒果超媒:与中移动战略合作,线上线下布局沉浸式内容体验。公司三季度获得中国移动增资,中移动成为公司二股东,战略合作有助于技术、内容的升级。公司近期通过互动、5G/VR制播、虚拟主持人等技术,为线上娱乐内容带来新的体验,同时线下的实景沉浸娱乐体验馆MCITY近期进入上海,未来将同步打造VR线下体验品牌,增加更加沉浸的内容体验。


2)完美世界:研发实力雄厚,产品/技术储备丰富。公司在A股游戏公司中研发费用与研发费用率居前,在MMORPG品类具备优势,研发实力雄厚,且在《幻塔》等游戏的开发中使用更加逼真的UE4引擎,技术储备丰富。


3)视觉中国:以500px助力数字藏品业务。视觉中国拥有全球知名的摄影社区500px,近期借助数字藏品技术对社区进行升级,布局与数字资产产权、虚拟世界经济系统相关的底层技术。


4)哔哩哔哩:关注虚拟偶像布局,变现形式多样。B站最早于2018年12月开设虚拟主播直播分区,目前拥有头部虚拟偶像洛天依,在直播与演唱会之外,B站尝试多种商业模式,如电商带货、代言与参加综艺节目。


  坚定把握布局元宇宙的“四条主线”   随着全球的头部互联网公司Meta、微软等纷纷宣布布局元宇宙并描述他们所构建的元宇宙框架,加之上海市委书记李强在12月21日上海市委经济工作会议上的讲话中提到“引导企业加紧研究未来虚拟世界与现实社会相交互的重要平台,适时布局切入”等官方表态,我们认为元宇宙的概念框架及其代表互联网的前进方向或已成为市场共识,当前投资布局应更多考虑其落地路径和商业化可行性,基于此我们再次建议围绕四条主线布局:开放世界游戏及UGC游戏平台、虚拟人、VR/AR/MR、NFT。(1)基于与元宇宙所拥有的开放性、沉浸感、身份、经济系统等共性特征,开放世界游戏或成为元宇宙最早落地场景,而作为游戏,其本身就已具备时长、道具付费等成熟商业模型,而大场景、全球化、用户UGC内容创作等开放世界特征,使得广告、O2O商业模式能够加入其中,从而有望放大变现价值;这其中的代表包括已上线的米哈游《原神》、完美世界《幻塔》、UGC沙盒游戏平台Roblox,及字节跳动投资的代码乾坤公司正研发的《重启世界》、此前公布过实录画面的腾讯自研游戏《王者荣耀世界》等,另由于开放世界游戏的高研发、运营门槛,其发展或进一步推动游戏行业头部化。(2)虚拟人或成为元宇宙虚拟世界的重要构成部分及重要数字资产,2021年AYAYI、柳夜熙等虚拟人的火热或表明引擎建模渲染、动捕、真人CG等技术已能完成高度仿真的虚拟人创建,而近期明星及头部主播接连的负面新闻或给经纪公司及商家带来不可估量的损失,使其对于虚拟偶像、虚拟主播等需求不断提升,两方面因素或致2022年虚拟人产业迎来大发展,当前影视内容、广告营销及拥有光影技术优势的公司均在布局虚拟人,后续的运营能力或成为其能否吸引流量并通过广告、带货等方式成功变现的关键,头部广告营销公司、MCN及内容平台或更具优势。(3)VR/AR/MR产业的发展或为元宇宙提供重要的接入口并大大增强沉浸感,还需重点关注全球C端头部设备的出货量(如OculusQuest3、Pico及苹果后续有望推出的产品等),其或首先拉动产业链上游的光学镜片、模组等需求,具备光影技术和B端大型全息投影、VR/AR项目经验的公司在内容端或更易胜出。(4)NFT在国内或主要应用于数字资产的确权及变现,照片、画作等艺术品或更受益于其发展,扩大变现价值,相关的交易平台亦或受益。基于元宇宙的四条主线,重点推荐完美世界、心动公司,受益标的包括腾讯控股、网易-S、天地在线、蓝色光标、星期六、锋尚文化、风语筑、视觉中国、Roblox、UnitySoftware。


UWB概述

超宽带技术(UWB)是一种无线载波通信技术, 早期用于军用领域, 2002年FCC(美国联邦通信委员会)核准其于民用领域开放,定义为信号相对带宽不小于 0.2 或绝对带宽不小于 500MHz,并使用 3.1GHz~10.6GHz 频段的通信方式。其原理为利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,并通过 ToF(时间到达)、 TDOA(到达时间差)算法实现定位。   

UWB 技术相比窄带系统, 具有定位精度高、抗干扰能力强、安全性好、传输速度快、功耗低等优点。但UWB最初被设计用于短距离无线传输及可穿戴设备两大领域,均未获得广泛认可,主要原因在于:   

(1) 短距离无线传输方面,虽然 UWB 具有高带宽优势,但一方面短距离传输使用 UWB 相对于 USB 等其他方案来说无论是成熟度还是成本都没有优势,另一方面类似距离场景的无线协议(如 WiFi) 迅速兴起, 且传输速度改善速度很快, UWB 竞争优势不明显。  

(2) 可穿戴设备方面, UWB 的核心优势在于低功耗,但在与蓝牙的竞争中, UWB 功耗上的优势并不显著。并且由于过去可穿戴设备和手机等设备之间的通信无需很高的数据率, UWB 的高带宽优势难以体现。  

因此, UWB 主要凭借 10-15cm 级别的定位精度优势,逐渐在定位和指向等应用场景发挥潜力。而随着物联网快速发展,智能家居等精确定位及高指向性要求应用场景增加引领 UWB 技术走进 C 端市场。例如,小米的“一指连”使用了天线阵列,从而实现高指向性 UWB 信号收发,最终实现了手机可以把视频投影到它所指向的电视上的效果。   

除此以外,高安全性是 UWB 技术进入 C 端市场的另一优势。由于 UWB 的定位是基于飞行时间,因此定位的时候需要设备实际在场,这样一来黑客就难以使用一个不在场的设备来伪造和定位设备之间的通信。UWB 的安全性将在汽车钥匙远程解锁等应用中得到体现。如宝马在其新一代 Digital Key Plus 中引入 UWB 技术, 进一步提升了安全性,可以试图干扰或者拦截信号的中继攻击,提供最大限度的安全性    

UWB 技术下游应用领域正逐步打开。据 FiRa 联盟, UWB 技术有望在无缝访问控制、基于位置的服务及设备到设备(点对点)服务三大方向成为关键技术,可应用于智能家居、智慧城市、智慧零售、智慧建筑、 智能工业等领域,典型应用案例如个人设备连接、 AR 游戏、 车辆数字钥匙、患者跟踪、无人机控制交付等:   

(1)无缝访问控制:无缝访问控制涉及以无线方式发送信号实现开锁,从而允许人员进入某处,例如设施、车辆或无人值守商店。在此类用例中,UWB 用于验证用户身份并允许基于该验证进行访问。由于 UWB 基于飞行时间(ToF),用户无法录制消息并重新广播,重新广播信号会带来延迟。因此, UWB 可以显著提高免提访问的安全性。  

(2)基于位置的服务:可用于财产/资产跟踪,如通过工厂生产线或库存情况跟踪资产。此外,还包括共享单车、顺风车、游戏,以及在拥挤空间中如购物中心和机场进行室内导航等应用。  

(3)设备到设备(点对点)服务:可用于验票服务,或者用于联合应用,如 VR 游戏和娱乐共享。UWB 能够非常精确地确定设备所在位置。此外,还能够在医院环境中共享患者数据以及查找室内的设备,这些都属于对等类型的应用。工业安全是另一个潜在舞台, UWB 就像是设备传感器末端的“神经末梢”,两个设备可以非常精确地分辨彼此间的相对位置,这样便不会发生碰撞。   

以手机为依托打开 C 端消费场景, 行业标准和生态体系逐步完善   

(1) UWB 应用于手机打开 C 端增长潜力。苹果、三星、小米等手机龙头企业将 UWB 技术导入旗下手机产品, 根据 ABI Research 预测,支持 UWB 的智能手机出货量将从 2019 年的 4200 万多部增加到 2025 年的近 5.14 亿部,以用于解锁、无线支付等应用。同时,手机是消费级产品控制的重要端口,搭载 UWB 芯片智能手机庞大的出货量,将引领 C 端 UWB 市场发展,带动各类 UWB 设备出货增长。   

(2)行业标准逐渐完善。行业标准方面, UWB 适用 IEEE 802.15.4 协议。2020 年 6 月, IEEE 更新了 UWB 的相关标准(802.15.4z), 增强 UWB 安全功能(在 PHY/RF 级别), 从而进一步为 UWB 进一步进入主流应用铺平了道路。而在科研领域方面, 2021 年 ISSCC 上为 UWB 重新开设了一个会议议程。未来 UWB 在相关技术革新、行业标准等方面有望持续获得更大助力。  

(3)随着苹果加入 FiRa 联盟, UWB 生态体系逐步建立,有望成为消费级产品标配。目前, FiRa 联盟的 Sponsor 会员包括苹果、三星、博世、高通、恩智浦、安朗杰、 Qorvo、 HID 及泰雷兹, Contributor 会员包括小米、索尼、清研讯科、意法半导体、思科、 Redpoint 等。FiRa 会员基本涵盖移动通讯、汽车、智能家居、智能安防等消费级产品领域, UWB协议互通性问题有望解决,在 C 端的生态体系逐步建立,有望进一步推动 UWB 在消费级产品中的广泛应用。  

从 UWB 的市场规模来看,预计随着 UWB 广泛渗透,市场规模快速扩张。根据 Market&Market 数据, 2020 年全球 UWB市场规模约 11 亿美元,预计 2025 年将达到 27 亿美元, CAGR 达到 19.6%。   

B 端应用方兴未艾,百亿市场空间亟待挖掘得益于 UWB 定位技术的优势, UWB 定位系统目前已逐步渗透企业级应用领域,如浩云科技将 UWB 技术植入警务用手机、监管手机等终端,与对应的智能手环,用以进行人员的定位及信息传输,应用于智能监管。  

总体来看, UWB 企业级应用已初具规模。据物联传媒数据, 2019 年国内企业级 UWB 应用市场规模约 22.9 亿元,预计 2022 年可达 121.5 亿元。下游应用主要包括工业制造、公检法、电厂/变电站、石油化工、物流仓储、隧道管廊/地下矿井、建筑施工等。  



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