北斗衛星導航接收機(北斗終端)是北斗衛星導航系統的用戶關鍵設備,是一種接收、跟蹤、變化和測量北斗衛星信號,通過分析衛星電文及對相關數據進行處理而獲得定位解算,并且完成應用系統所要求的其他功能的無線電接收裝置。按照北斗導航對衛星導航和定位服務市場貢獻率的值(從20%增長至80%)乘以基礎器件在衛星導航和位置服務產業鏈中的產值占比(2018年為4.44%)測算,2015-2018年,中國北斗接收機產值總體保持上升趨勢,2018年,北斗接收機產值已經達到107.1億元。
北斗接收機分為4大類
北斗衛星導航接收機是用來收集處理天線接收到的電磁信號。理想的接收機抑制所有不需要的噪聲,并對需要的信號不增加任何噪聲或干擾。不管信號的形式或格式如何,它都可以變換,以適合信號處理器檢波電路所要求的特性,然后再送到智能用戶接口。北斗衛星導航接收機主要可以分為導航型接收機、測地型接收機、授時型接收機和短報文型接收機四種。
北斗接收機產值突破百億元
按照北斗導航對衛星導航和定位服務市場貢獻率的值(從20%增長至80%)乘以基礎器件在衛星導航和位置服務產業鏈中的產值占比(2018年為4.44%)測算,2015-2018年,中國北斗接收機產值總體保持上升趨勢,2018年,北斗接收機產值已經達到107.1億元。
北斗衛星導航接收終端應用規模已累計超過8000萬臺/套
在市場發展方面,2018年國內衛星導航與位置服務市場需求總量基本保持穩定。國內衛星導航定位終端產品總銷量突破5.3億臺,其中具有衛星導航定位功能的智能手機銷售量達到3.9億臺。汽車導航后裝市場終端銷量達到400萬臺,汽車導航前裝市場終端銷量達到450萬臺,各類監控終端銷量在500萬臺左右,專業高精度接收機終端銷量突破16萬臺(套)(注:中國衛星導航定位協會未將導航終端拆分為北斗終端和GPS終端,故此處統計的是全部衛星導航終端銷量)。
截至2018年底,各類國產北斗終端產品應用規模已累計超過8000萬臺/套;2018年國內銷售的智能手機超過60%的款型均支持北斗。可以預見,未來衛星導航終端產品中,國產北斗及北斗兼容性終端所占比重將進一步提升。
根據中國衛星導航定位協會,截至2018年底,各類國產北斗終端產品應用規模已累計超過8000萬臺/套,采用北斗兼容芯片的終端產品社會總保有量接近7億臺/套(含智能手機),北斗應用正在諸多領域邁向“標配化”發展的新階段。
北斗接收機企業數量增長至83家
根據中國衛星導航定位管理中心發布的最新版《北斗導航民用服務資質單位名錄(終端級)》,目前有82家公司獲得了北斗導航民用服務終端級資質,另有華安星科(北京)信息技術有限公司處于暫停資質階段,合計83家,各家公司接收機業務范圍如下表所示。
北斗接收機上游核心元件實現了自主國產
北斗接收機行業上游基礎構件主要包括射頻芯片、基帶芯片、核心算法軟件、天線和板卡等,其中射頻芯片和基帶芯片都是集成在GNSS板卡上,是GNSS板卡的核心器件,主要功能包括接收北斗衛星信號后進行模數轉換,對衛星數據信息完成運算后輸出高精度位置信息。芯片和板卡性能決定了整機的性能,也是終端最核心的元器件和占比最高的成本部分。
一般情況下,GNSS芯片及板卡約占據北斗接收機價值的50%-65%,在測繪等高精度專業應用領域,GNSS芯片及板卡占據北斗接收機價值的65%左右,對于汽車導航等民用消費領域,GNSS芯片及板卡也能占據北斗接收機價值的約50%。
根據中國衛星導航系統管理辦公室發布的《北斗衛星導航系統發展報告(3.0版)》,國產北斗芯片、模塊等關鍵技術全面突破,性能指標與國際同類產品相當;支持北斗三號新信號的,28nm工藝射頻基帶一體化SoC芯片,已在物聯網和消費電子領域得到廣泛應用;最新的22nm工藝雙頻定位芯片已具備市場化應用條件,全頻一體化高精度芯片正在研發,北斗芯片性能將再上一個臺階;截至2018年,國產北斗兼容型芯片及模塊銷量已突破7000萬片,性能價格比肩國際水平,國產高精度板卡和天線銷量也分別占國內市場的30%和90%。
由于北斗系統的核心技術自主可控,過去被GPS巨頭天寶和諾瓦泰等公司壟斷的芯片和板卡近年來實現了自主突破,其中射頻芯片和基帶芯片均實現了自主國產,以和芯星通、武漢夢芯、中海達為代表的等廠商已經實現了射頻和基帶芯片的自研,行業上游基礎元器件逐步實現國產替代會是未來幾年的趨勢,北斗接收機行業將成為一條由上游到下游均由我國企業主導具備完全自主知識產權的產業鏈。
另外,從目前來看,我國北斗導航系統的研究經費90%用于衛星研制和發射,只有10%用于導航芯片,芯片研究投入較少,因此未來幾年我國將加大核心芯片的研發。
北斗接收機技術發展趨勢
GNSS應用干變萬化,但最終還是要匯聚到接收機系統這一個點上,因為任何GNSS服務都要以接收機為載體才能實現,所以GNSS接收機是GNSS系統和技術與產業的對接點。隨著GNSS系統變革和應用服務對象的變化,GNSS接收機系統技術創新已經顯得最為迫切和最為顯著,已經成為GNSS系統與產業轉折發展的著力點,已經成為GNSS技術創新的核心焦點。
GNSS接收機系統創新發展的技術趨勢主要體現三個方面:一是GNSS兼容互操作,GNSS信號體制的全方位創新帶來的革命性變化,將GNSS應用服務水平和經濟實用性提高到一個嶄新層級;二是隨著GNSS與通信的相互融合,使GNSS接收機的形態正在發生根本性的變化,隨著GNSS應用服務領域的不斷擴大,未來可能在車聯網、船聯網、物聯網應用中創造豐富多彩的接收機形態;三是GNSS將與聲光電磁和機械慣性等時空信息提供者相互融合,形成全源環境感知和泛在精準服務,構成智能信息時代所賴于生存發展的生態系統基礎,推進無人系統的發展進步,推進智能信息產業的快速、健康可持續發展。
以上數據及分析均來自于前瞻產業研究院《中國北斗接收機行業市場需求與投資戰略規劃分析報告》,同時前瞻產業研究院還提供產業大數據、產業規劃、產業申報、產業園區規劃、產業招商引資等解決方案。