芯片創(chuàng)新支撐“北斗+”融合應(yīng)用

　　近期，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射第42顆、43顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，即北斗三號第18顆、第19顆衛(wèi)星。至此，我國圓滿完成北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的基本系統(tǒng)的組網(wǎng)部署，邁出中國北斗從國內(nèi)走向國際、從區(qū)域走向全球的“關(guān)鍵一步”。北斗三號的組網(wǎng)將有效帶動行業(yè)市場、大眾市場，以及智慧城市等新興領(lǐng)域的發(fā)展，為我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展創(chuàng)造契機(jī)，尤其是為終端芯片產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展提供前所未有的機(jī)遇。

　　全面部署，終端應(yīng)用“飛入尋常百姓家”

　　北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)營的全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)，不但是我國重大科技創(chuàng)新成果，還正在形成以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為核心的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

　　1994年，被命名為“北斗”的中國導(dǎo)航衛(wèi)星定位系統(tǒng)工程正式啟動。2009年，經(jīng)國家批準(zhǔn)，北斗三號工程正式啟動實(shí)施。2017年11月5日，我國實(shí)施了首次北斗三號組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)。短短一年時(shí)間，我國先后將19顆北斗三號導(dǎo)航衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，組網(wǎng)發(fā)射最短間隔17天，創(chuàng)造了北斗組網(wǎng)發(fā)射歷史上高密度、高成功率的新紀(jì)錄。北斗三號不僅覆蓋范圍提升至全球，在技術(shù)上也實(shí)現(xiàn)性能提升和服務(wù)擴(kuò)展。

　　而隨著北斗三號基本系統(tǒng)的組網(wǎng)部署，手機(jī)、車載電子設(shè)備、可穿戴及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等大眾應(yīng)用成為北斗應(yīng)用的新亮點(diǎn)。利用北斗定位功能，可實(shí)現(xiàn)手機(jī)導(dǎo)航、車輛衛(wèi)星定位、路線規(guī)劃以及傳感數(shù)據(jù)管理等一系列位置服務(wù)功能，使百姓的生活更加便捷。“北斗”終端應(yīng)用，已經(jīng)如空氣一般，滲入到我們生活的方方面面。

　　和芯星通科技（北京）有限公司總經(jīng)理黃磊博士在接受《中國電子報(bào)》記者采訪時(shí)表示，隨著芯片工藝不斷提升，體積不斷縮小，功耗不斷降低，北斗三號的終端應(yīng)用已經(jīng)逐步“飛入尋常百姓家”，比如在2015年，由和芯星通出品的和芯蜂鳥芯片作為首顆通過AEC-Q100車規(guī)級測試認(rèn)證的北斗芯片，成功應(yīng)用于大眾車載前裝領(lǐng)域，走近老百姓的生活；再比如，2017年他們發(fā)布的28納米火鳥芯片，將芯片尺寸進(jìn)一步縮小到僅有筆尖大小，已經(jīng)成功與物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)展開合作，并應(yīng)用于智慧城市生活的方方面面。此外，基于全系統(tǒng)多核高精度定位芯片的小型化模塊使終端設(shè)備尺寸進(jìn)一步縮小，并廣泛應(yīng)用于無人機(jī)、智能駕駛等與老百姓生活息息相關(guān)的行業(yè)。北斗三號的組網(wǎng)，意味著更高的精度、更好的融合、更優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)，以及世界范圍的廣泛應(yīng)用。

　　不斷造“芯”，產(chǎn)業(yè)發(fā)展“無邊光景一時(shí)新”

　　據(jù)悉，到2020年，我國衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)規(guī)模將超過4000億元，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)及其兼容產(chǎn)品對國內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用市場的貢獻(xiàn)率將達(dá)到60%，重要應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦_(dá)到80%以上。根據(jù)預(yù)測，按北斗導(dǎo)航60%的產(chǎn)值貢獻(xiàn)率計(jì)算，2020年北斗總產(chǎn)值有望達(dá)2400億元，2016年至2020年復(fù)合增速約為22%。巨大的市場帶動了整個(gè)北斗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而芯片研發(fā)一直是推進(jìn)產(chǎn)業(yè)前行的關(guān)鍵。

　　對于北斗導(dǎo)航終端設(shè)備來說，最關(guān)鍵的就是兩個(gè)“芯”：射頻芯片和基帶芯片。所謂射頻芯片，就是要接受天上的北斗導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的波形信號，它是一種模擬信號，需要用芯片把它放大，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。而基帶芯片的作用，就是選擇天上的衛(wèi)星，并且選擇一定的算法來解碼衛(wèi)星型號，從而讀出位置以及時(shí)間信息。

　　目前，國內(nèi)、國際芯片廠商都開始有支持北斗的產(chǎn)品，產(chǎn)業(yè)氛圍已經(jīng)逐步形成，芯片采購企業(yè)也越來越重視北斗和GPS的融合。隨著國內(nèi)北斗芯片企業(yè)的不斷成長，北斗產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)出“無邊光景一時(shí)新”的發(fā)展局面。在第16屆中國國際半導(dǎo)體博覽會（IC China 2018）的現(xiàn)場，記者看到了和芯星通最新自主研發(fā)的超低功耗射頻基帶一體化GNSS芯片——28納米火鳥芯片UFirebird UC6226。黃磊表示，超低功耗的GNSS芯片研發(fā)對于北斗導(dǎo)航終端應(yīng)用于民用非常重要，終端的功耗和體積變小之后，產(chǎn)品價(jià)格就可能降下來，利于民用終端產(chǎn)品的批量生產(chǎn)。目前，企業(yè)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星終端主要是行業(yè)應(yīng)用，但隨著2020年北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建成，擁有中國“芯”的北斗衛(wèi)星終端最終將被應(yīng)用到普通消費(fèi)者使用的民用產(chǎn)品上。

　　北斗芯片市場推廣加速，也導(dǎo)致芯片價(jià)格普遍有所下降。在基礎(chǔ)產(chǎn)品方面，國產(chǎn)北斗芯片實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，工藝由0.35μm提升到28nm，最低單片價(jià)格僅6元，總體性能達(dá)到甚至優(yōu)于同類產(chǎn)品。目前，國產(chǎn)北斗芯片累計(jì)銷量突破5000萬片，高精度OEM板和接收機(jī)天線已分別占國內(nèi)市場份額的30%和90%。芯片價(jià)格下降有利于應(yīng)用快速推廣。

　　北斗系統(tǒng)與GPS等其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可相互兼容、互為補(bǔ)充。多系統(tǒng)融合更有利于提高收星數(shù)量和質(zhì)量，提升導(dǎo)航及定位體驗(yàn)。目前大多數(shù)主流GPS芯片廠商都已支持兩個(gè)或以上衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，這需要在芯片設(shè)計(jì)上考慮到多系統(tǒng)融合。

　　直面痛點(diǎn)，自主創(chuàng)新“柳暗花明又一村”

　　在系統(tǒng)方面，北斗三號具備高精度、高可靠、高保險(xiǎn)、多功能等特點(diǎn)，已具備從服務(wù)區(qū)域到服務(wù)全球的能力。在北斗二號向北斗三號過渡的過程中，如果在原有芯片設(shè)計(jì)上沒有考慮到向后兼容性，對新信號體制的支持，將會受到一些挑戰(zhàn)。

　　黃磊表示，以和芯星通為例，他們的芯片在設(shè)計(jì)之初就充分考慮到了多系統(tǒng)多頻點(diǎn)的支持，并率先支持和成功捕獲到北斗三號衛(wèi)星信號。他們的系列產(chǎn)品不僅支持北斗三號新信號體制，也全面兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，全系統(tǒng)全頻點(diǎn)，支持基于網(wǎng)絡(luò)或星基L-BAND信號PPP定位，可實(shí)現(xiàn)10cm以內(nèi)的PPP定位精度。

　　隨著智能時(shí)代的到來，用戶對于定位體驗(yàn)的要求越來越高，需要在更復(fù)雜的環(huán)境下提供高質(zhì)量的解決方案。為滿足用戶需求，特別是面對國際競爭對手的競爭，開發(fā)擁有核心競爭力的芯片就顯得尤為重要。黃磊坦言，北斗芯片從起步上與國際相比落后幾十年，這就為產(chǎn)品的應(yīng)用推廣提出很大的挑戰(zhàn)。北斗應(yīng)用經(jīng)歷了有機(jī)無芯、有芯無量、行業(yè)示范到大眾應(yīng)用幾個(gè)階段，關(guān)鍵技術(shù)從無到有，產(chǎn)品從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化，應(yīng)用從政府鼓勵到完全市場化。目前產(chǎn)業(yè)化規(guī)模已經(jīng)卓有成效，下一步主要瞄準(zhǔn)大眾市場，包括手機(jī)、可穿戴、自動駕駛、IoT、智能機(jī)器人等。而這些應(yīng)用，不僅需要北斗系統(tǒng)提供的時(shí)間和位置感知，更需要“北斗+”融合應(yīng)用，如“北斗+多系統(tǒng)融合”“北斗+多傳感器融合”“北斗+5G”“北斗+AI”“北斗IC+云服務(wù)”，等等。

　　“我們通過自己的努力，經(jīng)歷了90nm、55nm、40nm、28nm，從產(chǎn)品不為國際市場所知，到越來越多的國際客戶選擇我們的產(chǎn)品。隨著北斗三號組網(wǎng)成功，北斗全球化落地，相信越來越多的北斗產(chǎn)品會走向國際，高精度、高可靠、高性能將被國際市場充分認(rèn)可。”黃磊對記者說。（記者 馬奕）

　　轉(zhuǎn)自：中國電子報(bào)

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