北斗芯片是北斗產(chǎn)業(yè)鏈的第一環(huán)，也是產(chǎn)業(yè)鏈最重要的組成部分之一。在完成北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的研制和發(fā)射，形成北斗導(dǎo)航衛(wèi)星星座基礎(chǔ)設(shè)施的努力下，北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)鏈漸漸成形，細(xì)分為導(dǎo)航芯片、導(dǎo)航終端設(shè)備、導(dǎo)航地圖信息服務(wù)、運(yùn)營服務(wù)等主要產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)。其中，芯片產(chǎn)業(yè)在北斗導(dǎo)航中有重要地位，北斗芯片的產(chǎn)業(yè)化成功直接決定著終端的重量、體積、性能和成本，也間接決定著北斗導(dǎo)航下游產(chǎn)業(yè)的推廣。從產(chǎn)業(yè)成熟化發(fā)展角度，自主設(shè)計(jì)北斗專用的集成化芯片（即ASIC芯片）將是北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。因此，導(dǎo)航芯片的研制和發(fā)展將直接影響到整個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

    我國的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)從2000年10月第一顆試驗(yàn)星發(fā)射，經(jīng)歷了北斗一代導(dǎo)航系統(tǒng)、北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)的建設(shè)，北斗導(dǎo)航芯片也經(jīng)歷了好幾代的發(fā)展。航天華迅付總經(jīng)理張科偉就該話題談到，最開始北斗一代接收機(jī)芯片的研制工作只集中在小范圍的個(gè)別研究機(jī)構(gòu)中，體積大價(jià)格高市場應(yīng)用非常有限。2010年底國家組織了二代導(dǎo)航重大專項(xiàng)民用基帶芯片項(xiàng)目招標(biāo)比測，雖然部分廠家已經(jīng)開始了北斗二代導(dǎo)航接收機(jī)芯片的研制，但絕大部分廠家還是用FPGA或者FPGA+DSP的板卡參加招標(biāo)。2011年，交通部兩客一危示范工程的招標(biāo)中，國內(nèi)主流廠家都推出了自主的北斗芯片，基帶芯片的工藝大部分是110nm，射頻芯片的工藝主要采用130nm。現(xiàn)在北斗芯片的應(yīng)用越來越廣泛，其發(fā)展可以用“后起之秀”來概括。

 

技術(shù)歷程

北斗芯片的短暫歷史搭載了我國高科技的跨越式創(chuàng)新發(fā)展。隨著北斗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，北斗芯片的集成度不斷提高，一方面是工藝的不斷提高，另一方面是集成技術(shù)的提高。關(guān)于北斗芯片在技術(shù)上的發(fā)展，中科微微電子有限公司北斗事業(yè)部總經(jīng)理李曉江在采訪中談到，北斗一代期間，由于北斗一代服務(wù)的局限性和市場空間的狹小，北斗一代沒有引起商用芯片企業(yè)的重視。射頻芯片由于有射頻發(fā)射功能，射頻技術(shù)難度較大。市場上僅有少量公司做北斗一代射頻芯片，部分廠家甚至用分立器件搭建；基帶芯片更是缺乏投入。

    從2007年到2012年12月27日，北斗二代區(qū)域系統(tǒng)正在建設(shè)中，北斗二代的巨大市場前景，吸引了國內(nèi)眾多芯片廠家，紛紛投入該領(lǐng)域研發(fā)芯片。由于此時(shí)北斗二代尚未公布ICD文件，這個(gè)階段的芯片設(shè)計(jì)廠家，都是在北斗辦的國家項(xiàng)目框架下開展研發(fā)的，芯片方案按照“雙芯片方案”的規(guī)劃開展，比較突出的芯片企業(yè)包括西安航天華迅、中科微、泰斗微電子、和芯星通、東方聯(lián)星等,市場推廣做好的代理商有深圳市金航標(biāo)電子有限公司等企業(yè)。這一時(shí)期的芯片大多采用當(dāng)時(shí)的成熟工藝，如0.18um、0.13um等工藝。

    從2012年12月27日之后，北斗二代ICD文件公布，民用芯片設(shè)計(jì)全球開放，除了上述北斗辦資助的國內(nèi)企業(yè)，國外芯片企業(yè)以及國內(nèi)沒有獲得資助的芯片企業(yè)，紛紛增加對北斗芯片的投入，推出支持北斗功能的各類芯片，北斗芯片進(jìn)入比較全面的自由競爭階段。國外芯片轉(zhuǎn)承原有GPS實(shí)力，芯片設(shè)計(jì)水平相對比較高，方案采用“射頻基帶一體化SOC芯片”，采用國際成熟工藝（65nm、55nm、40nm等）,致使國外的芯片產(chǎn)品在功耗、成本、性能等方面都有一定的優(yōu)勢。而國內(nèi)企業(yè)大多數(shù)主推“雙芯片方案”，或者SIP的多芯片封裝，采用的工藝也接近國際成熟工藝（0.13um、0.11um、55nm）等，在功耗、成本、性能上雖然有劣勢，但差距已經(jīng)大大縮小。

    芯片制造工藝方面，中科微的李曉江就此認(rèn)為，國內(nèi)產(chǎn)品與國外的芯片工藝差距在一代左右，而且國外的成熟工藝現(xiàn)在在國內(nèi)都可以實(shí)現(xiàn)代工，差距并不懸殊。芯片市場之所以會(huì)出現(xiàn)“國外領(lǐng)跑，國內(nèi)緊隨”的局面，李曉江認(rèn)為主要原因有兩方面的因素。第一，北斗二代以來，許多專業(yè)做芯片的國內(nèi)公司加入，北斗芯片的研發(fā)實(shí)力實(shí)質(zhì)上獲得了極大的進(jìn)步。第二，由于北斗芯片的競爭焦點(diǎn)不在高性能計(jì)算，市場容量的擴(kuò)增也沒有手機(jī)產(chǎn)品那樣迅猛，所以對先進(jìn)工藝的追求并不急迫，還沒有形成工藝路線上類似CPU式的飛速躍遷，采用成熟工藝就可以滿足競爭需要。所以目前北斗芯片的工藝尚集中在成熟工藝，國內(nèi)與國外的差距正在縮小，并最終持平。

 

發(fā)展現(xiàn)狀

    北斗的市場應(yīng)用十分豐富，從大的方面可以分為四個(gè)方向：導(dǎo)航監(jiān)控、授時(shí)、測繪、[敏感詞]等應(yīng)用領(lǐng)域，其中導(dǎo)航監(jiān)控的應(yīng)用占到95%的市場用量。所以北斗芯片也相應(yīng)地分布于上述四大領(lǐng)域，并且主要集中在前面三類應(yīng)用上。導(dǎo)航監(jiān)控應(yīng)用領(lǐng)域，用量較大，社會(huì)社會(huì)影響力遠(yuǎn)超授時(shí)應(yīng)用，受到民眾的關(guān)注度也比較高，是北斗應(yīng)用推廣成敗的標(biāo)桿市場領(lǐng)域。北斗芯片的作用除了實(shí)現(xiàn)基本的授時(shí)功能外，更重要的價(jià)值體現(xiàn)是系統(tǒng)安全上。北斗授時(shí)芯片的國產(chǎn)化在這個(gè)應(yīng)用中將是[敏感詞]的需求。未來北斗授時(shí)應(yīng)用將重點(diǎn)考量國內(nèi)自主芯片。測繪應(yīng)用領(lǐng)域是國家的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)行業(yè)，是以北斗測繪芯片為載體，北斗測繪芯片的高低，將直接決定產(chǎn)品的優(yōu)劣，這是行業(yè)生存發(fā)展的根本。

北斗芯片市場需求大，起步晚速度快，發(fā)展中不可避免存在很多問題。北斗芯片在射頻方面，由于采用更先進(jìn)的生產(chǎn)工藝對射頻芯片的面積改善不明顯（特別是對模擬電路部分的面積改善很小），從節(jié)省流片費(fèi)用角度考慮，目前國[敏感詞]頻芯片主要還停留在130nm 工藝水平上。

    北斗芯片在基帶方面，目前國內(nèi)已有2 家基帶芯片廠商推出55nm工藝的基帶芯片。并且有1 家基帶芯片廠商已經(jīng)采用SIP 封裝技術(shù)，推出射頻RF+55nm 基帶BB+閃存Flash 的三合一集成芯片，旨在進(jìn)入智能消費(fèi)類的應(yīng)用領(lǐng)域。

    對于北斗在智能消費(fèi)領(lǐng)域的應(yīng)用，深圳市金航標(biāo)電子有限公司總經(jīng)理宋仕強(qiáng)認(rèn)為，北斗在智能消費(fèi)方面的應(yīng)用要取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，除了需要重點(diǎn)突破價(jià)格、尺寸、功耗等三個(gè)方面以外，在技術(shù)方面還要實(shí)現(xiàn)干擾自動(dòng)識別與消除、A-BDS 等功能。此外還要提供包括天線、RF+BB+Flash 三合一集成芯片、軟件包等在內(nèi)的一套完整的解決方案和參考設(shè)計(jì)。

    與國外相比，國外的GPS基帶芯片技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到第四代，在抗多徑、加慣導(dǎo)方面積累了大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，芯片技術(shù)已經(jīng)非常成熟，實(shí)現(xiàn)了單芯片方案，在成本上優(yōu)勢非常明顯。這些經(jīng)驗(yàn)都是通過大量的測試和系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行積累起來的。

    作為國內(nèi)北斗芯片做大的代理商，金航標(biāo)公司一直扎根在市場的第一線，對市場的發(fā)展是最有發(fā)言權(quán)的。北斗芯片的發(fā)展任重道遠(yuǎn)，金航標(biāo)電子公司總經(jīng)理宋仕強(qiáng)認(rèn)為，沒有若干年的市場錘煉和經(jīng)驗(yàn)積累，很難異軍突起，但北斗芯片未來的發(fā)展前景卻是不可限量。據(jù)有關(guān)行業(yè)專家估計(jì)，民用車載監(jiān)控及車載導(dǎo)航應(yīng)用模塊和高精度應(yīng)用的OEM 板到2014 年底累計(jì)出貨數(shù)量有望突破500 萬規(guī)模。

 

展望前景

 

    我國的導(dǎo)航芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步相對較晚，但發(fā)展勢頭非常強(qiáng)勁。在北斗系統(tǒng)建設(shè)前，導(dǎo)航芯片和接收機(jī)核心技術(shù)呈長期空白狀態(tài)。隨著北斗系統(tǒng)的建設(shè)，導(dǎo)航芯片產(chǎn)業(yè)開始起步并快速發(fā)展。2010 年后，在重大專項(xiàng)支持下推出兩代芯片，實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)和百萬級的應(yīng)用。國內(nèi)目前有十余家北斗芯片廠商，他們雖然起步晚但起點(diǎn)很高，一開始就將目標(biāo)定為國際上第三代導(dǎo)航芯片的水平。不同于高通、博通等國際巨頭，目前國內(nèi)衛(wèi)星導(dǎo)航芯片企業(yè)普遍規(guī)模較小，且以衛(wèi)星導(dǎo)航為主業(yè)，在與移動(dòng)通信等技術(shù)相融合的趨勢中處于相對弱勢的位置。隨著2013年國產(chǎn)55納米(nm)北斗/GPS雙模芯片的推出，我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)芯片研發(fā)取得了長足的進(jìn)展。部分廠商提供的芯片性能已可與國外同類產(chǎn)品相媲美。在高精度應(yīng)用如測繪、駕考等領(lǐng)域，國產(chǎn)芯片已在短短時(shí)間內(nèi)占據(jù)了30%以上的市場份額。新增用戶主要集中在車載監(jiān)控、專業(yè)手持測繪兩個(gè)領(lǐng)域，用戶群體的滿意度高于預(yù)期水平。

    北斗芯片作為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的一部分，其發(fā)展前景與北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展緊密相關(guān)，生息與共。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)目前尚沒有可替代的技術(shù)，[敏感詞]，俄羅斯，歐洲都在持續(xù)增加衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的投入升級力度，軍民兩用的設(shè)計(jì)也讓這一技術(shù)走到了綜合國力競爭的前列，所以衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在國家的戰(zhàn)略發(fā)展中，地位只能是越來越重要。北斗芯片作為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的落地核心技術(shù)，必然要擔(dān)負(fù)起其獨(dú)特的歷史責(zé)任。

對中國而言，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是聯(lián)合國認(rèn)可的四大全球?qū)Ш较到y(tǒng)，其建設(shè)目標(biāo)已經(jīng)安排到2020年，為在四大導(dǎo)航系統(tǒng)的競爭中走到前列，實(shí)現(xiàn)對國際社會(huì)的承諾以及推動(dòng)未來北斗衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)升級發(fā)展，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在國家戰(zhàn)略中的重要性將會(huì)與日俱增。在這樣的國際國內(nèi)大背景下，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)的前景無限光明，北斗芯片的前景也是振奮人心的。