align: justify;line-height: 2em;">“蘋果手機(jī)將內(nèi)置北斗芯片，支持中國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)”這樣的話題在網(wǎng)絡(luò)上不斷被提起,。蘋果新品iPhone 14上市前,，“內(nèi)置北斗芯片”的消息再次刷屏。其實,，北斗才是這一話題的重點,。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/202211/440786.htm

這些年來，市面上的手機(jī)大多都在硬件上已經(jīng)開始支持北斗導(dǎo)航,，手機(jī)芯片對北斗的支持大概最早可以追溯到10年前,，一家國外企業(yè)的驍龍芯片。

2020年7月31日,北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建成開通,，我國建成的獨立自主,、開放兼容的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)從此走向服務(wù)全球、造福人類的新時代舞臺,。

北斗,，屬于中國人的驕傲。北斗,，跳動的一顆“中國芯”,。

實現(xiàn)手機(jī)接收北斗信號進(jìn)行導(dǎo)航定位,，就要在手機(jī)中裝上相應(yīng)的北斗芯片。事實上,，北斗芯片在性能上與GPS是同一個量級,，不相上下，甚至在某些方面性能更優(yōu),，而幾塊錢一塊的北斗芯片,，成本優(yōu)勢明顯?！吨袊l(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》顯示，截至2021年底,，國產(chǎn)北斗兼容型芯片及模塊銷量已超過2億片,。

那么，“芯芯”向榮的北斗芯片要如何發(fā)展,，導(dǎo)航芯片將何去何從,。

多模多頻走向普及

“我手機(jī)上顯示了30顆衛(wèi)星，最多的還是我們中國的北斗,，足足有16顆,！”肖楠興奮地舉起手機(jī)向同伴炫耀。

“其實你早就用上了北斗,，只是不知道而已?，F(xiàn)在國內(nèi)70%以上的智能手機(jī)芯片已經(jīng)可以同時支持GNSS（包括4大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）?！睒I(yè)界專家表示,。

北斗應(yīng)用已經(jīng)嵌入人們的生產(chǎn)生活中。借用一句流行語：不管你用不用,，我都在那兒,。北斗服務(wù)已“飛入尋常百姓家”。隨著導(dǎo)航芯片的發(fā)展進(jìn)步,，導(dǎo)航定位不再僅僅是查路況,、找位置、規(guī)劃路徑,、普通導(dǎo)航這樣的簡單應(yīng)用,，而是自動駕駛、智慧出行,、共享經(jīng)濟(jì)等高大上的精準(zhǔn)服務(wù),。

不久前，在鄭州召開的中國北斗應(yīng)用大會暨中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)第十一屆年會上,，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)工程總設(shè)計師,、中國工程院院士楊長風(fēng)表示,，北斗進(jìn)入全球服務(wù)新時代，正在成為智能手機(jī),、可穿載設(shè)備等大眾消費產(chǎn)品定位功能的標(biāo)準(zhǔn)配置,。

2022年第一季度，新進(jìn)網(wǎng)檢測的21款5G基站全部支持北斗,，新進(jìn)網(wǎng)手機(jī)中有63款支持北斗,。支持北斗的手機(jī)出貨量6709.4萬部，占比98.5%,。部分智能手機(jī)依托北斗芯片首次推出“高精度定位”服務(wù),，提供亞米級定位精度。如今,，北斗產(chǎn)品已出口120余國家和地區(qū),，服務(wù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展，共享北斗建設(shè)發(fā)展成果,。

衛(wèi)星導(dǎo)航芯片相當(dāng)于導(dǎo)航設(shè)備的“大腦”,，是衛(wèi)星信號接收終端產(chǎn)品的核心部件。相當(dāng)于每一臺導(dǎo)航終端想要實現(xiàn)定位,，就要靠這個“大腦”進(jìn)行計算和處理,。

在新冠肺炎疫情防控中，北斗芯片的高精度定位能力發(fā)揮了重要作用,。將帶有芯片模組的終端與時空數(shù)據(jù)一起嵌入到疫情防控各個環(huán)節(jié),，比如百姓熟知的健康碼、行程碼,、檢測碼等小程序,，就是基于高精度北斗芯片的導(dǎo)航服務(wù)提供的人員行進(jìn)軌跡及時間數(shù)據(jù)，實時掌握人員流向,，切斷病毒傳播,，實現(xiàn)疫情防控的精準(zhǔn)施策。

基于高精度北斗芯片的北斗定位,，還實現(xiàn)了小區(qū)（樓宇）出入通行的無接觸管理,，實現(xiàn)“千人千策”精細(xì)化管理，大大緩解了基層社區(qū)人員的壓力,。此外,，由北斗導(dǎo)航引導(dǎo)的無人機(jī)、無人車,，實現(xiàn)了無人員交叉條件下的防疫消殺和物資投放,，減少了因人員聚集和接觸傳播病毒的可能。

數(shù)據(jù)顯示,，具有北斗定位功能的終端產(chǎn)品社會總保有量已超過12億臺/套（含智能手機(jī)）,。2021年國內(nèi)厘米級應(yīng)用北斗高精度芯片,、模塊和板卡的總出貨量持續(xù)增長，達(dá)到120萬片,。北斗系統(tǒng)在交通運(yùn)輸,、公共安全、救災(zāi)減災(zāi),、農(nóng)林牧漁,、城市治理等行業(yè)領(lǐng)域，以及電力,、水利,、通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面，已逐步形成深度應(yīng)用,、規(guī)?；l(fā)展的良好局面。國產(chǎn)華為,、OPPO、VIVO,、小米,、努比亞、酷派等智能手機(jī)廠商均安裝了北斗芯片,，全面支持北斗系統(tǒng)應(yīng)用,。可以同時支持多種網(wǎng)絡(luò)制式和頻段的多頻多模終端走向普及,。

北斗芯片買不來討不來

“從北斗建設(shè)的那天起,，中國科研機(jī)構(gòu)和北斗企業(yè)一直致力于研發(fā)芯片，自主設(shè)計制造,。因為它買不來,，也討不來?！敝袊娮涌萍技瘓F(tuán)有限公司首席科學(xué)家,、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與裝備技術(shù)國家重點實驗室主任蔚保國研究員如是說。

中國電子科技集團(tuán)有限公司首席科學(xué)家,、衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與裝備技術(shù)國家重點實驗室主任蔚保國研究員

“說起北斗芯片成長故事,，就要從北斗一號系統(tǒng)建設(shè)說起?！蔽当貞浾f,，1994年2月，《關(guān)于印發(fā)<雙星導(dǎo)航定位系統(tǒng)工程立項報告>的通知》文件印發(fā)后,，就進(jìn)入了北斗建設(shè)前期準(zhǔn)備階段,。1996年北斗一號系統(tǒng)建設(shè)正式啟動,，中國人由此踏上了北斗系統(tǒng)自主研發(fā)之路。2003年12月15日,，“北斗一號”正式開通運(yùn)行,，中國成為繼美國GPS、俄羅斯格洛納斯之后,，第三個擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)國家,。

企業(yè)是創(chuàng)新的主體。也是在那個時候,，包括北斗星通,、神州天鴻、遠(yuǎn)東華強(qiáng)等中國一批專業(yè)從事北斗應(yīng)用的公司相繼成立,，開始了北斗芯片,、終端的研發(fā)和生產(chǎn)，并不斷開拓中國自主的衛(wèi)星定位,、導(dǎo)航,、通信和授時領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。一切都是從0到1的探索和突破,。

北斗一號采用雙星定位RDSS信號體制,，這是一種高效率的通導(dǎo)融合體制，在提供定位授時服務(wù)的同時,，其短報文通信是“獨門絕技”,，至今其他幾大全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都不具有這個能力，它是北斗的一大特色,。

短報文通信是指北斗地面終端與北斗衛(wèi)星,、北斗地面監(jiān)控中心之間能夠直接通過衛(wèi)星信號進(jìn)行雙向的信息傳遞功能。簡言之,，使用其他衛(wèi)星定位系統(tǒng)的用戶,，只能知道“我在哪”，北斗用戶不但自己知道“我在哪”,，還能告訴別人“我在哪”,，以及“在干什么”。

舉例來說,，比如突發(fā)地震,、海上遇險時，在其他通信手段都失效的情況下,，北斗短報文通信能力就凸顯了,，它向系統(tǒng)發(fā)一條短信，就可以“坐等”別人前來救援。如2008年汶川大地震發(fā)生后,，其他通訊方式紛紛失效,，只有北斗用戶終端能夠以短報文（短信）形式與指揮中心保持可靠通信聯(lián)系。

北斗二號的信號體制（RNSS）與目前應(yīng)用廣泛的GNSS（全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）一樣,，是無源定位系統(tǒng),，用戶只需接收北斗信號就可定位。北斗三號信號體制包括RNSS體制和RDSS體制,。所以北斗三號的導(dǎo)航芯片設(shè)計要考慮多模兼容問題,。

蔚保國研究員介紹說，美國GPS,、歐洲伽利略,、俄羅斯格洛納斯全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都是單一星座，由運(yùn)行在2萬千米高度的中軌衛(wèi)星（MEO）構(gòu)成,。北斗衛(wèi)星的三種軌道包括：中圓地球軌道衛(wèi)星(MEO),、地球靜止軌道衛(wèi)星(GEO)、傾斜地球同步軌道(IGSO)衛(wèi)星,。這樣的布局優(yōu)勢在于既能實現(xiàn)全球覆蓋,、全球服務(wù),又可為亞太大部分地區(qū)用戶提供精度更高的服務(wù)。今天看來,，混合星座系統(tǒng)也成為了北斗的一大特色,。

有報道說，此前北斗芯片的研發(fā)和市場化進(jìn)程一直都存在著“看不見”的困難,。比如成本環(huán)節(jié)上，在芯片的研發(fā),、流片以及測試的前期,，企業(yè)需要投入巨大的成本，而且還不一定能成功,，或者拿到想要的結(jié)果,。另外，在北斗芯片發(fā)展的前中期,，與國外的GPS基帶芯片技術(shù)相比,，我們在抗多徑、加慣導(dǎo)等方面明顯缺乏大量的實踐經(jīng)驗以及相關(guān)的測試,。

北斗芯片經(jīng)過多年技術(shù)積累,，芯片研發(fā)取得了明顯的成就。支持北斗三號的28納米工藝射頻基帶一體化SoC芯片在物聯(lián)網(wǎng)和消費電子領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,；支持雙頻雙模的22納米北斗導(dǎo)航定位芯片已經(jīng)量產(chǎn)應(yīng)用,；同樣，14納米北斗芯片也有了一定的應(yīng)用,。

Al芯片 僅局限于你的想象

一顆小小的芯片,，上面布局了幾百萬晶體管和數(shù)公里長的導(dǎo)線,，其工藝難度可想而知。90納米,、55納米,，到40納米、28納米,、22納米,、14納米……這顆北斗芯片，從無到有,，從有到“精”,，一步一步向高精度攀登，彰顯著“中國智慧”,。

“北斗應(yīng)用只受人們想象力限制,。”這是北斗人常說的一句話,。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航芯片,、模塊、天線,、板卡等基礎(chǔ)產(chǎn)品是北斗系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ),。如今，我國實現(xiàn)了衛(wèi)星導(dǎo)航基礎(chǔ)產(chǎn)品的自主可控,，形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈,，逐步應(yīng)用到了國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的各個領(lǐng)域。

同時,，經(jīng)過多年創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展,，集智攻關(guān)，已經(jīng)形成了比較完整的北斗導(dǎo)航芯片技術(shù)體系,。導(dǎo)航型芯片,、高精度芯片、抗干擾型芯片等都有了長足的發(fā)展,。其中,，導(dǎo)航型芯片精度為5米左右，高精度芯片達(dá)到亞米級,、厘米級,。目前導(dǎo)航芯片的發(fā)展正在朝著多模多頻融合的方向發(fā)展。

研究機(jī)構(gòu)分析認(rèn)為,，從全球市場來看,，亞太地區(qū)已經(jīng)成為GNSS定位芯片最大的消費市場，其次是北美和歐洲市場。高通,、博通和聯(lián)發(fā)科三家企業(yè)占據(jù)著全球50%以上的市場份額,。中國市場發(fā)展變化較大，和芯星通,、武漢夢芯,、華大北斗、中科微,、泰斗微電子等一批中國企業(yè)在迅速成長,。

中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)體系已基本形成，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用初具規(guī)模,。2021年,，我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達(dá)到4690億元，較上一年增長16.29%,。截至2021年年底,，業(yè)內(nèi)相關(guān)上市公司（含新三板）總數(shù)為90家，上市公司涉及衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)的相關(guān)產(chǎn)值約占全國總體產(chǎn)值的8.7%左右,。

“‘快了不精,，精了不快’是業(yè)界面臨的一大痛點?！蔽当忉屨f,，“快了不精”，是指實時定位精度不高,，基本是在米級這個量級,。達(dá)到厘米級精度時，往往不能做到實時,，只能做到準(zhǔn)實時,，或者叫事后處理?！熬瞬豢臁保侵冈诟呔葢?yīng)用場合,，要做大量的事后處理或者做增強(qiáng)處理,，同樣是非實時狀態(tài)，參數(shù)解算收斂時間不能快速形成,。

為此,，業(yè)界提出了“全球瞬時高精度”概念。原來交通部門用導(dǎo)航型芯片對所有車輛,，包括“兩客一?！避囕v進(jìn)行監(jiān)控，管理者只需要知道車輛的大概位置，即“車在哪”,，至于車輛是在幾米范圍以內(nèi)則不大關(guān)心,。在自動駕駛時代，需要構(gòu)建起全球瞬時定位與道路導(dǎo)航系統(tǒng),。未來,，無論在全球任何地方給車輛定位，都要達(dá)到實時厘米級精度,，這是未來發(fā)展方向,。

圍繞全球瞬時定位與道路導(dǎo)航系統(tǒng)的構(gòu)建,，目前正在進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)攻關(guān)和探索,。一是正在鋪設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò),，基于PPP+RTK（即：精密單點定位+實時動態(tài)定位）技術(shù),。二是國家將要建設(shè)一個全球覆蓋的低軌衛(wèi)星星座系統(tǒng),，進(jìn)行導(dǎo)航增強(qiáng),，以幫助全球瞬時高精度服務(wù)能力進(jìn)一步提升,。三是還要建設(shè)一個綜合PNT（綜合定位導(dǎo)航授時體系）網(wǎng)絡(luò),，通過成體系的融合與創(chuàng)新,，使全球瞬時高精度服務(wù)能力越來越強(qiáng),。

其中的融合，包括衛(wèi)星導(dǎo)航與慣導(dǎo)的融合,、衛(wèi)星導(dǎo)航與各種感知手段的融合,、衛(wèi)星導(dǎo)航與通信的融合等，從而建設(shè)一個以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為基石,、為主體的綜合PNT網(wǎng)絡(luò),，加上通導(dǎo)融合、傳感器融合,、環(huán)境和地理信息的融合,，屆時，定位導(dǎo)航就會更加泛在,，更加智能,。所以，作為北斗整個產(chǎn)業(yè)鏈條中最為重要的基礎(chǔ)部件,，北斗芯片的研發(fā)以及市場化進(jìn)程都會很大程度地影響著北斗產(chǎn)業(yè)的未來走向,。

突破創(chuàng)新 目前還在路上

兩院院士李德仁告訴記者，我國很多芯片企業(yè)都在做導(dǎo)航芯片,，性能也不差,。問題是導(dǎo)航芯片裝不到人家的設(shè)備里去，通信大公司早已搶占了這塊市場,，你又怎么可能那么容易地把自己的衛(wèi)星導(dǎo)航芯片植入到人家手機(jī)芯片里去呢,。此外,，高精度芯片可以給專業(yè)用戶用，但是產(chǎn)值又不夠大,。

李德仁院士風(fēng)趣地說,，現(xiàn)在倒是有一個機(jī)會，假如美國高通公司不給中國手機(jī)供應(yīng)芯片的話,，將來中國的華為給你裝（芯片）,，那時裝的可就是北斗芯片了，現(xiàn)在高通裝的是GPS兼容北斗的芯片,，將來我們要裝的就是北斗兼容GPS的芯片了,。

“我今年到展館里看，做芯片的公司有那么幾家,，但是這些公司大部分都是做定位芯片的,，做導(dǎo)航芯片的比較少，尤其是做智能駕駛芯片的就更少,?！弊匀毁Y源部相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，導(dǎo)航芯片主要用在汽車上,，定位芯片應(yīng)用的地方就比較寬泛了,。

從技術(shù)實現(xiàn)上來說，定位芯片相對簡單一些,，只要接收衛(wèi)星信號,，然后對衛(wèi)星信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，基本就能確定位置,。而導(dǎo)航芯片則相對復(fù)雜,，不僅要加算法，還要調(diào)用地圖數(shù)據(jù),，因為導(dǎo)航離不開地圖,，離開地圖就不是導(dǎo)航。

“目前,，在智能駕駛芯片的研發(fā)上,，我們與歐美相比還是比較弱的?！边@位負(fù)責(zé)人表示,，智能駕駛行業(yè)，特別是在新能源汽車領(lǐng)域,，經(jīng)常會聽到他們說要彎道超車，那么車廠“彎道超車”應(yīng)該注重的是什么呢,？大多數(shù)車廠關(guān)注點還是在造車上,，就是有形的部分,，如車輪、車體,、電池等,，這些我們與歐洲之間已沒有代差。但真正汽車的自動駕駛芯片領(lǐng)域,，核心技術(shù)還掌握在歐美手中,。所以，這一塊還需要加強(qiáng)突破創(chuàng)新,。

中國科學(xué)院院士楊元喜在年會高端論壇上談到,，北斗板卡嵌入其他服務(wù)平臺的模式很難形成獨立產(chǎn)業(yè)。當(dāng)下,，芯片設(shè)計,、芯片產(chǎn)品層出不窮，每年都有新產(chǎn)品發(fā)布,，芯片尺寸做得越來越小,，功能越來越強(qiáng)，但是全球市場需要多少芯片廠商呢,？這樣的高水平重復(fù)建設(shè)不可持續(xù),，特別是芯片研發(fā)投入很大。他同時認(rèn)為,，北斗芯片設(shè)計實現(xiàn)自主了,，但是芯片制程技術(shù)、流片技術(shù)與工藝仍存在不可控因素,，特別是目前全國有1萬多家導(dǎo)航企業(yè),，產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力還相對較弱。

“未來的導(dǎo)航芯片應(yīng)該是智能化的,?！蔽当忉屨f，這種智能導(dǎo)航芯片,，或者叫AI導(dǎo)航芯片與現(xiàn)在的導(dǎo)航芯片不同之處在于,，首先它不是純北斗導(dǎo)航芯片，而是一個多元融合的導(dǎo)航芯片,；其次要有通導(dǎo)（通信和導(dǎo)航）融合的特點,，包括要具備本體智能、群體智能,、后臺賦能的特性,。所以，還要有強(qiáng)大的計算能力,、信息交換能力,?！拔艺J(rèn)為，未來AI導(dǎo)航芯片,，某種意義上它是代表著未來導(dǎo)航技術(shù)向智能導(dǎo)航發(fā)展的方向,。”

科幻片里經(jīng)常有這樣的智能生活場景：早上,，音樂響起,，主人被定時叫醒，抬手看一下手表上個人健康狀況數(shù)據(jù),，再快速瀏覽一下有沒有重要信息,。洗漱時，主人可以在鏡子前處理個人信息,，此時機(jī)器人已經(jīng)整理好了臥室,，并開始為主人做早餐，導(dǎo)航也自動為主人規(guī)劃好了上班的行車路徑……這些都離不開導(dǎo)航和定位,，而芯片就是智慧“大腦”,。

“未來AI導(dǎo)航也是在強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)及后臺能力的支撐下，賦予每個節(jié)點（任何一個個體）智能,。而導(dǎo)航定位這個端點,，可以是一個芯片、一個模組或者是一個數(shù)據(jù)處理盒子,，其里面的芯片通過自我感知,、自我計算、自我控制,，最后給你的智能導(dǎo)航系統(tǒng)賦能,。簡單說，就是讓它最懂你,?！蔽当鴷诚胫磥韺?dǎo)航和AI芯片的發(fā)展愿景。

AI導(dǎo)航芯片前景很美好,，十年磨一劍的北斗“中國芯”也令人期待,。

更多信息可以來這里獲取==>>電子技術(shù)應(yīng)用-AET<<