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芯片的研制工作只集中在小范圍的個別研究機構(gòu)中，體積大價格高市場應(yīng)用非常有限。2010年底國家組織了二代導(dǎo)航重大專項民用基帶芯片項目招標(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。由于此時北斗二代尚未公布ICD文件，這個階段的芯片設(shè)計廠家，都是在北斗辦的國家項目框架下開展研發(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)。這一時期的芯片大多采用當(dāng)時的成熟工藝，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，北斗芯片進入比較全面的自由競爭階段。國外芯片轉(zhuǎn)承原有GPS實力，芯片設(shè)計水平相對比較高，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)都可以實現(xiàn)代工，差距并不懸殊。芯片市場之所以會出現(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)實力實質(zhì)上獲得了極大的進步。第二，由于北斗芯片的競爭焦點不在高性能計算，市場容量的擴增也沒有手機產(chǎn)品那樣迅猛，所以對先進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方向：導(dǎo)航監(jiān)控、授時、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，社會社會影響力遠超授時應(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現(xiàn)基本的授時功能外，更重要的價值體現(xiàn)是系統(tǒng)安全上。北斗授時芯片的國產(chǎn)化在這個應(yīng)用中將是[敏感詞]的需求。未來北斗授時應(yīng)用將重點考量國內(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，旨在進入智能消費類的應(yīng)用領(lǐng)域。

    對于北斗在智能消費領(lǐng)域的應(yīng)用，深圳市金航標(biāo)電子有限公司總經(jīng)理宋仕強認(rèn)為，北斗在智能消費方面的應(yīng)用要取得實質(zhì)性進展，除了需要重點突破價格、尺寸、功耗等三個方面以外，在技術(shù)方面還要實現(xiàn)干擾自動識別與消除、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。

    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踐經(jīng)驗，芯片技術(shù)已經(jīng)非常成熟，實現(xiàn)了單芯片方案，在成本上優(yōu)勢非常明顯。這些經(jīng)驗都是通過大量的測試和系統(tǒng)實際運行積累起來的。

    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，金航標(biāo)電子公司總經(jīng)理宋仕強認(rèn)為，沒有若干年的市場錘煉和經(jīng)驗積累，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，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)展勢頭非常強勁。在北斗系統(tǒng)建設(shè)前，導(dǎo)航芯片和接收機核心技術(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，在重大專項支持下推出兩代芯片，實現(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)，美國，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，實現(xiàn)對國際社會的承諾以及推動未來北斗衛(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。