GNSS各大系統(tǒng)之間的競爭為北斗芯片發(fā)展提供了政策動力

終于等到這一刻。

隨著北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GNSS日前的正式開通，自1983年立項研究，1994年開始建設(shè)，到2020年完成，耗時37年、北斗“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略圓滿收官，北斗亦邁入全球服務(wù)新時代。與此相匹配的是，我國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值有望超過4000億元。疊加5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)的興起，北斗將與這些技術(shù)加速實現(xiàn)融合創(chuàng)新，形成一個個“北斗＋”創(chuàng)新和“＋北斗”應(yīng)用的新生業(yè)態(tài)。毫無疑問，乘風(fēng)破浪的北斗芯也將迎來“芯”的征程。

全新的“使命”

北斗所引發(fā)并帶動的“新紀(jì)元”，對芯片業(yè)來說自然蘊含著巨大的“金礦”。以北京華力創(chuàng)通科技股份有限公司衛(wèi)星導(dǎo)航事業(yè)部總經(jīng)理劉鵬輝的話來說，就是GNSS各大系統(tǒng)之間的競爭為北斗芯片發(fā)展提供了政策動力；資本追逐，為北斗芯片發(fā)展提供了資金保障和資本動力；市場競爭，后來者居上，客觀上對芯片提出了更高要求。無論是國家意志、資本意志和市場意志，都為北斗芯片的發(fā)展注入了新的強心劑。

據(jù)《2020中國衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》數(shù)據(jù)顯示，全球GNSS 細(xì)分市場呈現(xiàn)新的變化并得到進一步拓展，2019年除原有公路、鐵路、海事、農(nóng)業(yè)和航空等5大市場外，位置服務(wù)、測繪和授時同步等3個細(xì)分市場已拓展為消費解決方案、地信系統(tǒng)和關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施三大市場，新興的無人機和應(yīng)急響應(yīng)市場也受到廣泛關(guān)注?？纱┐髟O(shè)備市場快速增長，已成為僅次于智能手機的第二大GNSS設(shè)備市場，2019年全球出貨量達(dá)到7000萬臺，而雙頻和高精度在智能手機和可穿戴設(shè)備中越來越受到歡迎。預(yù)計2029年，GNSS 設(shè)備銷量會達(dá)到28億臺/套，保有量達(dá)到95億臺/套，設(shè)備和服務(wù)收入增長到3244億歐元。

未來的體量如此巨大，北斗芯片作為核心，也將承載“芯”的使命。

正所謂“天上建好，地面用好”。“基礎(chǔ)核心芯片主要用于地面端，處于應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈的上游，需要解決‘好用’的問題，因而北斗芯片的性能和可用仍是關(guān)鍵，高精度大眾化是必然趨勢。”在芯片領(lǐng)域深耕多年的和芯星通科技（北京）有限公司市場總監(jiān)高靜波談到。

行業(yè)一般將標(biāo)準(zhǔn)精度定為米級、亞米級，而高精度為分米、厘米級，不同應(yīng)用領(lǐng)域需差異定位。高靜波進一步解讀說，在智能駕駛、無人機、農(nóng)機、測繪、CORS等領(lǐng)域，需要穩(wěn)定、連續(xù)的厘米級RTK定位精度，并解決復(fù)雜場景下的可靠定位等等。而在智能手機領(lǐng)域，采用的多是集成了定位算法的處理器芯片，多采用北斗+GPS雙系統(tǒng)聯(lián)合定位，定位精度較專業(yè)的定位芯片還有一定的差距。而隨著雙頻、多頻以及云端增強等在智能手機的應(yīng)用，將實現(xiàn)質(zhì)的提升。

從趨勢來看，高靜波分析，未來北斗芯片在標(biāo)準(zhǔn)精度上朝著更高精度、更低功耗邁進，在算法上實現(xiàn)片上RTK、支持Open MCU以及云端輔助增強等；而厘米級高精度產(chǎn)品則朝著更低成本、更高性能去努力。未來北斗芯片遇到的最大挑戰(zhàn)將來自于在市場同質(zhì)化中找到個性差異化競爭優(yōu)勢。

此外，融合也是北斗釋放價值鏈的最佳“戰(zhàn)略”。北斗作為后起之秀，客觀上與其它衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)如GPS、Galileo存在競合的關(guān)系。高靜波判斷，將北斗+GPS甚至+GLONASS +Galileo等多系統(tǒng)融合的產(chǎn)品，可收到更多的衛(wèi)星，從而選擇更優(yōu)的星參與解算，在芯片上則可配置為單北斗定位，或多系統(tǒng)聯(lián)合定位。此外，AI、5G、新基建將催生出更多的“北斗+”新應(yīng)用，芯片端要考慮做好“融合”，即“多系統(tǒng)融合”與“多源融合”。

劉鵬輝也分析說，衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用層面具有“依附”或“黏著”屬性，與5G、AI、ADAS、Satcom等具有強位置服務(wù)要求的技術(shù)和應(yīng)用融合是剛需，客觀上為北斗與其它技術(shù)在IP、DIE或套片層面集成提供了技術(shù)集成場景和應(yīng)用場景。北斗芯片自身在工藝、功能縱向發(fā)展的同時，諸多應(yīng)用也為北斗在橫向的技術(shù)和產(chǎn)品集成層面提供了發(fā)展空間。

集成的“推演”

無論是定位算法還是與其它芯片的集成，看來已是北斗芯片廠商的“必殺技”。

而事實上北斗芯片已是多模多頻衛(wèi)星導(dǎo)航芯片的簡稱。從劉鵬輝的觀點來看，目前北斗芯片進一步研發(fā)的重點是“被集成”，如手機芯片廠商早已經(jīng)將衛(wèi)星導(dǎo)航功能集成在套片中，高通的Snapdragon系列、華為麒麟系列、MTK系列等手機芯片已經(jīng)將GPS/北斗/Galileo導(dǎo)航定位功能集成。

手機芯片集成衛(wèi)星導(dǎo)航功能，具有剛需性，也有利于降低應(yīng)用成本、功耗、體積等。劉鵬輝認(rèn)為，與AI等其它技術(shù)集成，也應(yīng)遵循跟手機芯片集成衛(wèi)星導(dǎo)航類似的邏輯。由于衛(wèi)星導(dǎo)航芯片的附屬性，其根源在于被附屬的技術(shù)和應(yīng)用，挑戰(zhàn)在于被附屬的技術(shù)的發(fā)展，能不能達(dá)到手機芯片的量和價。

不止于此，目前北斗與射頻前端、傳感器的集成也在向前。高靜波指出，北斗不僅做到了射頻、基帶、算法一體化，也越來越多地通過Sensor Hub等實現(xiàn)多傳感器融合。而在相同的尺寸下，不斷將功耗做低、功能做強、性能做優(yōu)，需要更強大的算法和更先進的工藝。

工藝的“進階”

目前市場上最新的芯片工藝已經(jīng)下探到7nm和5nm，采用這些工藝都是為了復(fù)雜的芯片設(shè)計，涉及很大的計算量。

雖然北斗芯片也在性能、功耗上不斷優(yōu)化，但或許不需要承受這樣的“激進”。

高靜波指出，22nm是目前更為合適的選擇，該工藝已可高效提升芯片的性價比。定位芯片相較于移動通信類等處理器芯片，有它的獨特性，是輕量級芯片，用戶需要實現(xiàn)更高的性價比。當(dāng)工藝提升一代時，其成本可能會高出一倍，因而北斗芯片在性能提升和成本增加之間要有一個取舍的平衡點。

對此，劉鵬輝也謹(jǐn)慎認(rèn)為，芯片工藝路線圖取決于市場需求，具體體現(xiàn)在量/價比。目前22nm純導(dǎo)航芯片已是國內(nèi)外行業(yè)最高專用芯片工藝，此工藝的設(shè)計和流片成本支撐其決策依據(jù)，而進一步發(fā)展需待22nm工藝經(jīng)市場檢驗后待定。未來的工藝發(fā)展邏輯也遵循類似的邏輯。

據(jù)悉，和芯星通在芯片工藝上不斷演進，目前已經(jīng)采用了目前導(dǎo)航定位領(lǐng)域最為先進的22nm技術(shù)，無論從體積、功耗、價格上均具有領(lǐng)先的競爭優(yōu)勢。

自主的“命題”

在國際環(huán)境波譎云詭的形勢下，讓自主可控成為“高頻詞”，而北斗芯片在這方面已然顧盼自雄。

在北斗芯片領(lǐng)域耕耘多年的廠商包括和芯星通、華力創(chuàng)通、振芯科技、泰斗微、眾合思壯、杭州中科微、東方聯(lián)星、華大北斗等，在芯片精度、集成度以及模塊整合等層面在不斷精進，拓寬邊界。

“目前北斗芯片在設(shè)計、制造等關(guān)鍵環(huán)節(jié)已基本自主可控，但考慮到芯片中的部分IP，如CPU、AD等，以及設(shè)計工具EDA等，例如國內(nèi)北斗芯片中的CPU大都從Arm授權(quán)，從這一角度說，不是100%自主可控，但沒必要較真?！眲Ⅸi輝直言。

高靜波則認(rèn)為，北斗芯片的自主可控要保證自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)權(quán)的同時，更聚焦、加大對國產(chǎn)芯片頭部企業(yè)的支持和投入。

而北斗在“墻內(nèi)開花”的同時，也應(yīng)更讓“墻外香”。高靜波明確說，受疫情影響，海外市場需求有一定的萎縮，但未來仍會是和芯星通大力拓展的方向。得益于北斗的覆蓋全球，北斗下游的合作伙伴未來也能夠?qū)a(chǎn)品銷往世界。海外市場的拓展也會基于國內(nèi)市場的充分培育，不斷推進。

“隨著國內(nèi)企業(yè)國際化戰(zhàn)略逐步落地，海外市場占有率會越來越高。畢竟，性價比好的東西，除政治因素外客戶都不會拒絕?！眲Ⅸi輝樂觀期待。

無論如何，北斗在篳路藍(lán)縷之后，也將玉汝于成。北斗未來的征程必定是星辰大海，而北斗芯片的榮光也將熠熠生輝。
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