align: justify;line-height: 2em;">“蘋果手機將內置北斗芯片，支持中國北斗導航系統”這樣的話題在網絡上不斷被提起。蘋果新品iPhone 14上市前，“內置北斗芯片”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，市面上的手機大多都在硬件上已經開始支持北斗導航，手機芯片對北斗的支持大概最早可以追溯到10年前，一家國外企業的驍龍芯片。

2020年7月31日,北斗三號全球衛星導航系統建成開通，我國建成的獨立自主、開放兼容的衛星導航系統從此走向服務全球、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”。

實現手機接收北斗信號進行導航定位，就要在手機中裝上相應的北斗芯片。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，而幾塊錢一塊的北斗芯片，成本優勢明顯。《中國衛星導航與位置服務產業發展白皮書》顯示，截至2021年底，國產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展，導航芯片將何去何從。

多模多頻走向普及

“我手機上顯示了30顆衛星，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向同伴炫耀。

“其實你早就用上了北斗，只是不知道而已。現在國內70%以上的智能手機芯片已經可以同時支持GNSS（包括4大全球衛星導航系統）。”業界專家表示。

北斗應用已經嵌入人們的生產生活中。借用一句流行語：不管你用不用，我都在那兒。北斗服務已“飛入尋常百姓家”。隨著導航芯片的發展進步，導航定位不再僅僅是查路況、找位置、規劃路徑、普通導航這樣的簡單應用，而是自動駕駛、智慧出行、共享經濟等高大上的精準服務。

不久前，在鄭州召開的中國北斗應用大會暨中國衛星導航與位置服務第十一屆年會上，北斗衛星導航系統工程總設計師、中國工程院院士楊長風表示，北斗進入全球服務新時代，正在成為智能手機、可穿載設備等大眾消費產品定位功能的標準配置。

2022年第一季度，新進網檢測的21款5G基站全部支持北斗，新進網手機中有63款支持北斗。支持北斗的手機出貨量6709.4萬部，占比98.5%。部分智能手機依托北斗芯片首次推出“高精度定位”服務，提供亞米級定位精度。如今，北斗產品已出口120余國家和地區，服務當地經濟社會發展，共享北斗建設發展成果。

衛星導航芯片相當于導航設備的“大腦”，是衛星信號接收終端產品的核心部件。相當于每一臺導航終端想要實現定位，就要靠這個“大腦”進行計算和處理。

在新冠肺炎疫情防控中，北斗芯片的高精度定位能力發揮了重要作用。將帶有芯片模組的終端與時空數據一起嵌入到疫情防控各個環節，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航服務提供的人員行進軌跡及時間數據，實時掌握人員流向，切斷病毒傳播，實現疫情防控的精準施策。

基于高精度北斗芯片的北斗定位，還實現了小區（樓宇）出入通行的無接觸管理，實現“千人千策”精細化管理，大大緩解了基層社區人員的壓力。此外，由北斗導航引導的無人機、無人車，實現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。

數據顯示，具有北斗定位功能的終端產品社會總保有量已超過12億臺/套（含智能手機）。2021年國內厘米級應用北斗高精度芯片、模塊和板卡的總出貨量持續增長，達到120萬片。北斗系統在交通運輸、公共安全、救災減災、農林牧漁、城市治理等行業領域，以及電力、水利、通信基礎設施建設等方面，已逐步形成深度應用、規模化發展的良好局面。國產華為、OPPO、VIVO、小米、努比亞、酷派等智能手機廠商均安裝了北斗芯片，全面支持北斗系統應用。可以同時支持多種網絡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

“從北斗建設的那天起，中國科研機構和北斗企業一直致力于研發芯片，自主設計制造。因為它買不來，也討不來。”中國電子科技集團有限公司首席科學家、衛星導航系統與裝備技術國家重點實驗室主任蔚保國研究員如是說。

中國電子科技集團有限公司首席科學家、衛星導航系統與裝備技術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建設說起。”蔚保國回憶說，1994年2月，《關于印發<雙星導航定位系統工程立項報告>的通知》文件印發后，就進入了北斗建設前期準備階段。1996年北斗一號系統建設正式啟動，中國人由此踏上了北斗系統自主研發之路。2003年12月15日，“北斗一號”正式開通運行，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權的衛星導航定位系統國家。

企業是創新的主體。也是在那個時候，包括北斗星通、神州天鴻、遠東華強等中國一批專業從事北斗應用的公司相繼成立，開始了北斗芯片、終端的研發和生產，并不斷開拓中國自主的衛星定位、導航、通信和授時領域產業化應用。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融合體制，在提供定位授時服務的同時，其短報文通信是“獨門絕技”，至今其他幾大全球衛星導航系統都不具有這個能力，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星、北斗地面監控中心之間能夠直接通過衛星信號進行雙向的信息傳遞功能。簡言之，使用其他衛星定位系統的用戶，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，它向系統發一條短信，就可以“坐等”別人前來救援。如2008年汶川大地震發生后，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系。

北斗二號的信號體制（RNSS）與目前應用廣泛的GNSS（全球衛星導航系統）一樣，是無源定位系統，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。所以北斗三號的導航芯片設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星導航系統都是單一星座，由運行在2萬千米高度的中軌衛星（MEO）構成。北斗衛星的三種軌道包括：中圓地球軌道衛星(MEO)、地球靜止軌道衛星(GEO)、傾斜地球同步軌道(IGSO)衛星。這樣的布局優勢在于既能實現全球覆蓋、全球服務,又可為亞太大部分地區用戶提供精度更高的服務。今天看來，混合星座系統也成為了北斗的一大特色。

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

北斗芯片經過多年技術積累，芯片研發取得了明顯的成就。支持北斗三號的28納米工藝射頻基帶一體化SoC芯片在物聯網和消費電子領域得到了廣泛應用；支持雙頻雙模的22納米北斗導航定位芯片已經量產應用；同樣，14納米北斗芯片也有了一定的應用。

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公里長的導線，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”。

“北斗應用只受人們想象力限制。”這是北斗人常說的一句話。北斗衛星導航芯片、模塊、天線、板卡等基礎產品是北斗系統應用的基礎。如今，我國實現了衛星導航基礎產品的自主可控，形成了完整的產業鏈，逐步應用到了國民經濟和社會發展的各個領域。

同時，經過多年創新驅動發展，集智攻關，已經形成了比較完整的北斗導航芯片技術體系。導航型芯片、高精度芯片、抗干擾型芯片等都有了長足的發展。其中，導航型芯片精度為5米左右，高精度芯片達到亞米級、厘米級。目前導航芯片的發展正在朝著多模多頻融合的方向發展。

研究機構分析認為，從全球市場來看，亞太地區已經成為GNSS定位芯片最大的消費市場，其次是北美和歐洲市場。高通、博通和聯發科三家企業占據著全球50%以上的市場份額。中國市場發展變化較大，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在迅速成長。

中國北斗衛星導航產業體系已基本形成，產業應用初具規模。2021年，我國衛星導航與位置服務產業總體產值達到4690億元，較上一年增長16.29%。截至2021年年底，業內相關上市公司（含新三板）總數為90家，上市公司涉及衛星導航與位置服務的相關產值約占全國總體產值的8.7%左右。

“‘快了不精，精了不快’是業界面臨的一大痛點。”蔚保國解釋說，“快了不精”，是指實時定位精度不高，基本是在米級這個量級。達到厘米級精度時，往往不能做到實時，只能做到準實時，或者叫事后處理。“精了不快”，是指在高精度應用場合，要做大量的事后處理或者做增強處理，同樣是非實時狀態，參數解算收斂時間不能快速形成。

為此，業界提出了“全球瞬時高精度”概念。原來交通部門用導航型芯片對所有車輛，包括“兩客一危”車輛進行監控，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則不大關心。在自動駕駛時代，需要構建起全球瞬時定位與道路導航系統。未來，無論在全球任何地方給車輛定位，都要達到實時厘米級精度，這是未來發展方向。

圍繞全球瞬時定位與道路導航系統的構建，目前正在進行相應的技術攻關和探索。一是正在鋪設基礎設施網絡，基于PPP+RTK（即：精密單點定位+實時動態定位）技術。二是國家將要建設一個全球覆蓋的低軌衛星星座系統，進行導航增強，以幫助全球瞬時高精度服務能力進一步提升。三是還要建設一個綜合PNT（綜合定位導航授時體系）網絡，通過成體系的融合與創新，使全球瞬時高精度服務能力越來越強。

其中的融合，包括衛星導航與慣導的融合、衛星導航與各種感知手段的融合、衛星導航與通信的融合等，從而建設一個以北斗衛星導航系統為基石、為主體的綜合PNT網絡，加上通導融合、傳感器融合、環境和地理信息的融合，屆時，定位導航就會更加泛在，更加智能。所以，作為北斗整個產業鏈條中最為重要的基礎部件，北斗芯片的研發以及市場化進程都會很大程度地影響著北斗產業的未來走向。

突破創新 目前還在路上

兩院院士李德仁告訴記者，我國很多芯片企業都在做導航芯片，性能也不差。問題是導航芯片裝不到人家的設備里去，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星導航芯片植入到人家手機芯片里去呢。此外，高精度芯片可以給專業用戶用，但是產值又不夠大。

李德仁院士風趣地說，現在倒是有一個機會，假如美國高通公司不給中國手機供應芯片的話，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，做導航芯片的比較少，尤其是做智能駕駛芯片的就更少。”自然資源部相關負責人告訴記者，導航芯片主要用在汽車上，定位芯片應用的地方就比較寬泛了。

從技術實現上來說，定位芯片相對簡單一些，只要接收衛星信號，然后對衛星信號進行數據處理，基本就能確定位置。而導航芯片則相對復雜，不僅要加算法，還要調用地圖數據，因為導航離不開地圖，離開地圖就不是導航。

“目前，在智能駕駛芯片的研發上，我們與歐美相比還是比較弱的。”這位負責人表示，智能駕駛行業，特別是在新能源汽車領域，經常會聽到他們說要彎道超車，那么車廠“彎道超車”應該注重的是什么呢？大多數車廠關注點還是在造車上，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域，核心技術還掌握在歐美手中。所以，這一塊還需要加強突破創新。

中國科學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平臺的模式很難形成獨立產業。當下，芯片設計、芯片產品層出不窮，每年都有新產品發布，芯片尺寸做得越來越小，功能越來越強，但是全球市場需要多少芯片廠商呢？這樣的高水平重復建設不可持續，特別是芯片研發投入很大。他同時認為，北斗芯片設計實現自主了，但是芯片制程技術、流片技術與工藝仍存在不可控因素，特別是目前全國有1萬多家導航企業，產業自主創新能力還相對較弱。

“未來的導航芯片應該是智能化的。”蔚保國解釋說，這種智能導航芯片，或者叫AI導航芯片與現在的導航芯片不同之處在于，首先它不是純北斗導航芯片，而是一個多元融合的導航芯片；其次要有通導（通信和導航）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，還要有強大的計算能力、信息交換能力。“我認為，未來AI導航芯片，某種意義上它是代表著未來導航技術向智能導航發展的方向。”

科幻片里經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據，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，此時機器人已經整理好了臥室，并開始為主人做早餐，導航也自動為主人規劃好了上班的行車路徑……這些都離不開導航和定位，而芯片就是智慧“大腦”。

“未來AI導航也是在強大的網絡及后臺能力的支撐下，賦予每個節點（任何一個個體）智能。而導航定位這個端點，可以是一個芯片、一個模組或者是一個數據處理盒子，其里面的芯片通過自我感知、自我計算、自我控制，最后給你的智能導航系統賦能。簡單說，就是讓它最懂你。”蔚保國暢想著未來導航和AI芯片的發展愿景。

AI導航芯片前景很美好，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==>>電子技術應用-AET<<