【導讀】：在舉國關注“芯片自主”的大前提下，自主研發(fā)的北斗芯片登入產(chǎn)業(yè)舞臺，直擊國內(nèi)衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的痛點，在北斗衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，芯片技術突破功不可沒。
衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)對人類社會信息化進程的推進居功至偉，在當前新的產(chǎn)業(yè)形勢下，我們邀請了北京北斗星通導航技術股份有限公司研究院副院長溫景陽博士、深圳市晟達科技有限公司總經(jīng)理林宏政、深圳華強信息產(chǎn)業(yè)有限公司副總劉敏超探討北斗芯片產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展思路。
衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)對人類社會信息化進程的推進居功至偉，它所提供的定位、導航、測量、授時等時空服務，深刻影響著各行各業(yè)，成為現(xiàn)今新一代信息技術的核心要素。比如在智能交通領域，通過引入衛(wèi)星導航技術實現(xiàn)了車輛定位、防盜、反劫、行駛路線監(jiān)控及呼叫指揮等功能。
2007年，我國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式建成，5年后投入民用市場，并在全球GNSS行業(yè)嶄露頭角。目前，北斗導航系統(tǒng)已經(jīng)在我國及東南亞諸國的交通、漁業(yè)、測量勘探等行業(yè)得到廣泛應用，并涌現(xiàn)出北斗星通、華力創(chuàng)通、國騰電子、合眾思壯、中海達、中國衛(wèi)星、江蘇三友等一大批上市企業(yè)。然而，從整體而言，北斗產(chǎn)業(yè)鏈仍處在“嬰幼兒期”，尤其是在北斗芯片、模塊等基礎領域，更是如此。
在當前新的產(chǎn)業(yè)形勢下，我們邀請了北京北斗星通導航技術股份有限公司研究院副院長溫景陽博士、深圳市晟達科技有限公司總經(jīng)理林宏政、深圳華強信息產(chǎn)業(yè)有限公司副總劉敏超探討北斗芯片產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展思路。
一、我國北斗芯片產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀
雖然我國的北斗導航系統(tǒng)已經(jīng)在諸多民用領域得到廣泛的應用，并取得了良好的社會和經(jīng)濟效益。但美國早在1994年就完成24顆GPS衛(wèi)星的布設，并于當年開始提供全球民用化服務，創(chuàng)造并壟斷了市值巨大的衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)。時至今日，盡管北斗在2013年取得10倍于三年前的終端銷量，但目前我國絕大部分的導航終端仍采用美國GPS芯片，其占有率高達95%.
此前，我國在北斗導航系統(tǒng)研究中偏重于衛(wèi)星的研制和發(fā)射，占北斗研究總經(jīng)費的90%，只有不到10%用于導航芯片的開發(fā)研究，芯片技術的缺失嚴重制約了北斗的產(chǎn)業(yè)化進程。對于我國北斗芯片產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，我國著名北斗專家曹沖曾表示：“我國衛(wèi)星導航芯片的入行門檻比較低，全國4000多家芯片生產(chǎn)企業(yè)絕大部分是中小企業(yè)，人才不足，不具備研制兼容型、互操作式導航芯片的自主研發(fā)能力。這將使我國的導航芯片產(chǎn)業(yè)繼續(xù)在低附加值狀態(tài)徘徊，實現(xiàn)北斗加GPS導航逐漸替代美國GPS導航的規(guī)劃步履艱難?！?
二、北斗芯片為何物？
北斗芯片是包含RF射頻芯片、基帶芯片及微處理器的芯片組，相關設備通過北斗芯片，可以接受由北斗衛(wèi)星發(fā)射的信號，從而完成定位導航的功能。
RF射頻芯片就是通過固定頻率（即頻點）接收或發(fā)射信號，目前有單頻點、雙頻點、多頻點以及多系統(tǒng)多頻點等多種類型，是芯片中成本最大的部分。
基帶芯片是用來合成即將發(fā)射的基帶信號，或?qū)邮盏降幕鶐盘栠M行解碼?；鶐惴ㄊ怯绊懚ㄎ痪鹊暮诵囊蛩刂唬欢壳皳碛邢嚓P算法專利的公司大多被博通等大企業(yè)收購，從事衛(wèi)星導航芯片的企業(yè)（包括國內(nèi)北斗芯片廠家）很難繞過這一專利壁壘。國內(nèi)北斗芯片中一般集成多個基帶，封裝方式也有差異。目前常用的基帶芯片大多采用基于ARM7TDMI內(nèi)核的微處理器，基帶芯片及微處理器一般是信息處理的部分。
此外，芯片制造工藝（也稱為“制程”）優(yōu)良與否，決定了芯片體積和功耗的大小。芯片體積越小，意味著集成電路越精細，功耗也越低，同時其制造難度與成本也越高。
據(jù)林宏政表示，衛(wèi)星導航芯片的前期研發(fā)，除了核心技術難于突破之外，費用過于高昂也是一大難關。尤其在制作北斗/GPS設計流片中，僅開一次光罩便要花費600-800萬元不等，而一次性流片成功的往往不多。如果沒有海量的市場需求作為支撐，芯片企業(yè)很難持續(xù)經(jīng)營下去。
目前，國際上知名芯片開發(fā)企業(yè)有S i R F、u-box、博通、意法半導體等，國內(nèi)導航芯片企業(yè)有北斗星通、東方聯(lián)星、國騰電子、泰斗微電子、華力創(chuàng)通等。在導航芯片研發(fā)領域，國際知名公司擁有絕對的實力。
三、北斗雙模芯片的最新進展
溫景陽表示：無論是民用導航領域抑或高精度行業(yè)應用，無論是單系統(tǒng)抑或是兼容北斗的多模定位模式，芯片都是關鍵因素。打造北斗芯片在體積、功耗、定位精度、靈敏度等方面的優(yōu)勢，提升芯片的綜合品質(zhì)，提升用戶體驗，是北斗導航系統(tǒng)成功突圍的核心之一。
目前，如何推動北斗芯片產(chǎn)業(yè)和諧發(fā)展，政府和企業(yè)都是摸著石頭過河，進行了許多大膽的嘗試，比如各級政府的財稅補貼、各行各業(yè)的示范工程、各地的北斗產(chǎn)業(yè)園孵化器以及每年舉辦各類大型的北斗論壇和展會等等，取得了一定的成效。在全社會的大力參與下，北斗在射頻芯片、基帶芯片、導航模塊等領域獲得了突破。
據(jù)林宏政介紹，由于GPS導航及定位的應用逐漸走向高精度與高穩(wěn)定度的應用，并且為了避免對單一系統(tǒng)的依賴，從2008~2009年開始，各GPS原廠陸續(xù)投入雙?；蚨嗄５男酒澳K的開發(fā)。晟達科技也于09年開始進行北斗/格洛納斯雙模產(chǎn)品的研發(fā)，并順利投入市場。在此技術及經(jīng)驗背景下，晟達科技從2010年開始開發(fā)北斗/GPS雙模產(chǎn)品，并于2012年底北斗ICD文件發(fā)布的同時，成功推出高性能北斗/ GPS混合芯片與單芯片解決方案，包括基帶、射頻、軟件和SDK等，并開始推向市場。
2013年，在深圳市交委主辦的深圳智能交通大講堂中，林宏政發(fā)表演講《如何利用北斗的特性推廣北斗》，介紹了晟達科技的uniquesky雙模芯片的卓越性能和特點，并同時展示了uniquesky雙模芯片與其他品牌的GPS芯片同時進行路測的效果比較圖（如圖1所示）。
Uniquesky北斗/GPS雙模芯片可混合接收北斗、GPS信號，統(tǒng)一進行混合計算，共同參與定位。通常單GPS系統(tǒng)可搜星8-10顆，而北斗雙模系統(tǒng)的模塊可搜星數(shù)量平均可以達到15顆以上，這也意味著系統(tǒng)的可靠度、定位精度，以及用戶的使用體驗都要優(yōu)于單GPS系統(tǒng)。目前Uniquesky北斗雙模模塊尺寸做到10x12mm，定位感度-163dBm，授時精度50-20ns，定位精度小于2m，有差分輔助的情況下，定位精度小于1m.林宏政表示，Uniquesky北斗雙模系統(tǒng)不僅在性能方面完全優(yōu)于單GPS系統(tǒng)，在價格方面也可做到與單GPS差不多的價格，未來北斗雙模終端完全可以發(fā)揮自身特有的優(yōu)勢，尤其是在單GPS無法達到的效能下，創(chuàng)造出北斗雙模特有的應用市場，比如通過北斗雙模開啟國內(nèi)高精度導航及精準定位市場等。
四、國外芯片大廠對北斗市場的影響
目前，國外主流衛(wèi)星導航企業(yè)如英國CSR公司、瑞士u-blox公司、加拿大NovAtel公司、MTK，以及美國的Trimble公司、Qualcomm公司、SiRF科技等，憑借悠久的接收機產(chǎn)品技術研發(fā)作為基礎以及國內(nèi)外市場的先入優(yōu)勢，已快速推出支持北斗/GPS雙模芯片和多模芯片雙模芯片或多模芯片。這無疑將極大推動國內(nèi)北斗芯片技術的進步和市場的繁榮。
對于國際大廠的涉足對國內(nèi)北斗導航市場的影響，林宏政做了分析：目前，芯片企業(yè)要盈利，首先需要考慮市場的需求量。目前高通、MTK推出的北斗多模芯片主要面向手機、平板等大眾通訊市場，對我國車載導航市場影響不大。SiRF的車機在A5、A6平臺上帶有北斗多模的基帶芯片，但其中的算法影響了使用效果。瑞士u-BLOX公司將已經(jīng)推出u-blox M8的多模GNSS平臺，集成了自行開發(fā)的第8代芯片技術，根據(jù)以往經(jīng)驗，其使用效果應該不錯。
對于國內(nèi)外芯片企業(yè)在技術和市場方面的差距，溫景陽表示：面對市場競爭，相對于國外企業(yè)擁有完善的產(chǎn)業(yè)鏈和生態(tài)圈，我們的劣勢在于對于用戶的理解還不夠深，在挖掘客戶深層次需求及以滿足客戶需求的產(chǎn)品創(chuàng)新上，與國外企業(yè)還有差距。此外，北斗對于SiRF、u-blox、Qualcomm而言也是新事物，也需要時間進行深度整合，我們要挑戰(zhàn)的是這個時間差，而不是GPS發(fā)展的30年。而且以北斗星通為代表的國內(nèi)企業(yè)也有自身特殊的優(yōu)勢，那就是基于對北斗系統(tǒng)的深刻理解，以及長期以來在北斗主管部門、政府部門的大力支持下的產(chǎn)品技術積累和規(guī)模應用的經(jīng)驗，已經(jīng)基本具備了正面迎接國外廠商競爭的實力。
五、北斗雙模芯片的應用
借鑒全球衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展軌跡，北斗未來的應用將沿著國防、特定行業(yè)和大眾三個層次展開。國防應用會率先展開，大眾應用將來會是主戰(zhàn)場，但在目前北斗雙模在特定的行業(yè)市場最具優(yōu)勢。
溫景陽介紹了公司雙模芯片的典型應用--船聯(lián)網(wǎng)。北斗星通是我國衛(wèi)星導航行業(yè)首家上市公司，目前已經(jīng)研制出了兼容支持北斗、GPS、格洛納斯和伽利略四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)的芯片。從2002年起，北斗星通就開始著力研發(fā)北斗海洋漁業(yè)安全生產(chǎn)信息保障系統(tǒng)（又稱“船聯(lián)網(wǎng)”），先后投入資金超過1億元進行研發(fā)。到目前為止，設備已經(jīng)在農(nóng)業(yè)部南海漁政漁港約3萬條船上得到了應用，并提供基于北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的海天地一體化“船聯(lián)網(wǎng)”綜合信息運營服務。
此外，北斗星通為天津港提供了基于L BS的“港口物聯(lián)網(wǎng)”應用解決方案，并已在上海、寧波、深圳、印度等國內(nèi)外20多個港口碼頭成功推廣應用。北斗星通率先成為北斗領域最大的服務運營商。
作為專注產(chǎn)業(yè)鏈上游的晟達科技，林宏政表示公司的研發(fā)計劃將拓展至導航芯片的配套方案上。隨著智慧城市建設的興起，在湖北、云南、貴州等地廣泛推行的校園卡、一卡通等都將會集成衛(wèi)星定位模塊；三部委在年初聯(lián)合發(fā)布的5號令，將在全國范圍內(nèi)推廣車載定位終端，北斗芯片市場面臨巨大機遇。然而，目前很多客戶雖然擁有工程項目、終端產(chǎn)品與營銷渠道，但苦于缺乏相關配套方案，經(jīng)營項目難以為繼。晟達科技將立足核心芯片技術，為客戶提供一攬子的配套解決方案，使北斗雙模芯片更好地服務于行業(yè)應用市場。
六、北斗芯片對整個產(chǎn)業(yè)鏈的影響
我國衛(wèi)星導航與位置服務的產(chǎn)業(yè)鏈基本可分為：上游是導航與衛(wèi)星制造、芯片、OEM板卡、模塊、天線等；中游是終端集成、系統(tǒng)集成；下游是銷售、運營、服務。
北斗芯片等上游產(chǎn)業(yè)直接決定了產(chǎn)業(yè)鏈的可持續(xù)發(fā)展與整體運營狀況。目前，就產(chǎn)業(yè)鏈上游而言，國內(nèi)芯片、導航模塊、高精度板卡等基礎產(chǎn)品關鍵技術已經(jīng)基本突破并全面實現(xiàn)商業(yè)應用，特別是在車載導航方面實現(xiàn)了幾十萬級的應用。不過相比國內(nèi)衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)總規(guī)模，北斗市場占比還是相對較低。為了快速提升北斗的產(chǎn)業(yè)影響力，需要國內(nèi)相關企業(yè)下大力氣快速提升基礎產(chǎn)品綜合性能，具備國際競爭力。當然，在政府和企業(yè)層面，也不能“閉關鎖國”，尤其在市場推廣方面不能“一刀切”，盲目排外，這樣或使得導航芯片技術的中外差距越來越大。
與此同時，產(chǎn)業(yè)鏈中下游市場的繁榮是支撐上游芯片企業(yè)正常運營的關鍵。在芯片、模塊、板卡、終端、運營服務等衛(wèi)星導航產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)中，下游利潤最高、中游次之、上游利潤最薄，其中芯片利潤從幾角至幾塊不等，相比芯片巨額的前期投入形成鮮明對比，需要海量的消費用戶作為支撐。目前GPS的需求市場十分龐大，但經(jīng)過多年的市場競爭，生存下來的芯片企業(yè)屈指可數(shù)。
目前，北斗市場仍在培育期，以政府示范工程為主導，市場需求量十分有限。但有限的市場，卻擁有大量的北斗芯片企業(yè)，如果沒有成本優(yōu)勢和政府補貼，單純依靠芯片的銷售很難持續(xù)經(jīng)營。因此，利用北斗雙模特點，拓展優(yōu)勢領域，擴大產(chǎn)品受眾，是目前促進北斗芯片及整個產(chǎn)業(yè)鏈健康發(fā)展的重點工作。
讓國內(nèi)衛(wèi)星導航不再缺“芯”，北斗或許已經(jīng)做到了。都說芯片產(chǎn)業(yè)利潤就像肥皂泡，吸引不了VC來投資，但這是剛需，企業(yè)想要長久生存下去的必需品，北斗做到了，長存將不再是問題。
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