0 引言

　　衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)利用衛(wèi)星信號(hào)向用戶提供高精度，高效、安全可靠的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)，具有統(tǒng)一、精確、易用、廣泛的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。幾十年來，隨著空間技術(shù)、無線通訊技術(shù)以及大規(guī)模集成技術(shù)的快速發(fā)展，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)到達(dá)了一個(gè)新的高度。作為信息化社會(huì)基礎(chǔ)的時(shí)間空間基準(zhǔn)服務(wù)，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已深度融入到社會(huì)的各行各業(yè)中。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中扮演著越來越重要的角色，產(chǎn)生了十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

　　衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由三部分組成:空間星座、地面控制和用戶終端。

　　·空間星座即衛(wèi)星持續(xù)發(fā)射載有導(dǎo)航電文的無線電波，之后由接收機(jī)完成信息接收工作。衛(wèi)星即混合導(dǎo)航星座，包含靜止軌道衛(wèi)星、地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星。

　　·地面控制包含若干地面站和相關(guān)運(yùn)行管理設(shè)施，其主要功能是追蹤衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的控制，地面控制的主要功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)視，同時(shí)開展相關(guān)調(diào)度工作。

　　·用戶終端包含基礎(chǔ)產(chǎn)品、應(yīng)用系統(tǒng)和終端設(shè)備等內(nèi)容。其中，基礎(chǔ)產(chǎn)品包含可以兼容其他系統(tǒng)的芯片等。用戶終端的主要功能是以迫蹤坐標(biāo)、運(yùn)行速度等方式實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)航衛(wèi)星的迫蹤和管理。

　　我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的GNSS系統(tǒng)-北斗系統(tǒng)，在功能融合、特色服務(wù)方面，進(jìn)行了一系列開創(chuàng)性探索，拓寬了衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域道路。2000年，北斗一號(hào)建成，采用雙星有源無線電測(cè)定業(yè)務(wù)（Radio-Determination Satellite Service，RDSS）體制，創(chuàng)新性地實(shí)現(xiàn)定位服務(wù)和通信系統(tǒng)融合，其最大特點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)定位授時(shí)服務(wù)的同時(shí)，兼具位置報(bào)告及短報(bào)文通信，投資少、效果明顯。北斗二號(hào)、北斗三號(hào)先后繼承了這一體制和特色服務(wù)，并不斷升級(jí)，大幅提高系統(tǒng)容量、降低用戶功耗、提升用戶體驗(yàn)。2020年，北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)全面完成組網(wǎng)建設(shè)部署并正式開通全球服務(wù)，在導(dǎo)航與通信融合方面進(jìn)一步拓展與升級(jí)，并依托星間鏈路組成的空間網(wǎng)絡(luò)發(fā)展多種特色功能。

　　我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模

　　近年來，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航能力高度聚合，服務(wù)能力逐步升級(jí)，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)廣泛應(yīng)用在交通運(yùn)輸、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測(cè)、氣象測(cè)報(bào)、通信系統(tǒng)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)、公共安全、互聯(lián)網(wǎng)位置服務(wù)等領(lǐng)域，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?！笆奈濉睍r(shí)期，將圍繞我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和社會(huì)發(fā)展重大需求，以推動(dòng)北斗規(guī)模應(yīng)用市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化、國(guó)際化為目標(biāo)。提高北斗產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈現(xiàn)代化水平，優(yōu)化完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)，推動(dòng)北斗應(yīng)用深度融入國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展全局。

　　國(guó)家發(fā)改委4月7日對(duì)外公布，經(jīng)過27年的建設(shè)，目前，中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)體系已基本形成。根據(jù)中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)發(fā)布的《2022中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》顯示，2021年我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值達(dá)到4690億元人民幣，較2020年增長(zhǎng)16.29%。

　　2006年～2021年我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)總體產(chǎn)值（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

　　其中，包括與衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用直接相關(guān)的芯片、器件、算法、軟件、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、終端設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施等在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值同比增長(zhǎng)約12.28%，達(dá)到1454億元人民幣，在總體產(chǎn)值中占比為31%，增速高于去年。由衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用和服務(wù)所衍生帶動(dòng)形成的關(guān)聯(lián)產(chǎn)值同比增長(zhǎng)約18.20%，達(dá)到3236億元人民幣，在總體產(chǎn)值中占比達(dá)到69%。

　　我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)正全面邁向綜合時(shí)空體系建設(shè)的新階段。在產(chǎn)品制造方面，國(guó)產(chǎn)北斗芯片、模塊等關(guān)鍵技術(shù)取得突破，支持北斗三號(hào)新信號(hào)的SoC芯片，在物聯(lián)網(wǎng)和消費(fèi)電子領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用；支持雙頻雙模的北斗導(dǎo)航定位芯片完成了各項(xiàng)關(guān)鍵性能的驗(yàn)證，已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)階段，性能再上新臺(tái)階。受市場(chǎng)前景吸引，國(guó)內(nèi)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航芯片企業(yè)產(chǎn)能不斷釋放。截至2021年底，國(guó)產(chǎn)北斗兼容型芯片及模塊銷量已超過2億片，具有北斗定位功能的終端產(chǎn)品社會(huì)總保有量超過10億臺(tái)/套。

　　由于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航芯片下游應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，通信、測(cè)繪、交通運(yùn)輸和公共安全等代表性領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，終端產(chǎn)品的重量、體積等性能要求提升，對(duì)上游器件的設(shè)計(jì)和制造提出更高的要求，促使著朝更?。w積、功耗、成本）、更快（多系統(tǒng)、多頻點(diǎn)）、更準(zhǔn)（組合導(dǎo)航）的方向發(fā)展。

　　合適的工藝、IP可高效提升GNSS芯片的性價(jià)比

　　GNSS最核心元器件是芯片，包含射頻芯片、基帶芯片及微處理器的芯片組。相關(guān)設(shè)備通過芯片，可接受由衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)，從而完成定位導(dǎo)航的功能，芯片和算法決定了導(dǎo)航產(chǎn)品的定位精度等技術(shù)性能指標(biāo)。

　　射頻芯片就是通過固定頻率（即頻點(diǎn)）接收或發(fā)射信號(hào)，目前有單頻點(diǎn)、雙頻點(diǎn)、多頻點(diǎn)以及多系統(tǒng)多頻點(diǎn)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(hào)，或?qū)邮盏降幕鶐盘?hào)進(jìn)行解碼。

　　圖片來源于網(wǎng)絡(luò)

　　——工藝

　　隨著芯片小型化、低功耗、低成本、射頻基帶一體化等技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)航芯片組的主流設(shè)計(jì)工藝已從傳統(tǒng)的 GaAs、BiCMOS 工藝技術(shù)轉(zhuǎn)向CMOS技術(shù)。CMOS 工藝具有成本低廉、易于與基帶集成的優(yōu)點(diǎn)。芯片制造工藝優(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(xì)，功耗也越低，當(dāng)工藝越小，芯片的生產(chǎn)難度也會(huì)成倍增長(zhǎng)，晶圓(wafer)的價(jià)格也更高。

　　芯片類型不同,工藝優(yōu)勢(shì)影響也是不同。目前市場(chǎng)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(jì)，涉及很大的計(jì)算量。雖然導(dǎo)航芯片也在性能、功耗上不斷優(yōu)化，但導(dǎo)航芯片這類市場(chǎng)單價(jià)相對(duì)較低的芯片則無需使用高成本的最新工藝。從芯片類型與工藝及成本的匹配考慮，22nm COMS工藝或許是目前更為合適的選擇，該工藝可高效提升芯片的性價(jià)比。

　　——IP

　　日趨旺盛的市場(chǎng)需求，以及衛(wèi)星導(dǎo)航IP核與移動(dòng)通信等領(lǐng)域的廣泛集成，為IC企業(yè)帶來了更多的挑戰(zhàn)，同時(shí)迎來技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新機(jī)遇。為了搶占市場(chǎng)，企業(yè)必須按時(shí)交付市場(chǎng)需求，縮小設(shè)計(jì)能力與設(shè)計(jì)生產(chǎn)力之間的差距，技術(shù)團(tuán)隊(duì)需要以更快的速度進(jìn)行創(chuàng)新迭代。

　　集成電路產(chǎn)業(yè)的最上游是設(shè)計(jì)IP，IP本身的產(chǎn)值雖然不是最高，但是其具有極大的附加值和特有的產(chǎn)業(yè)生態(tài)支柱作用。屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，對(duì)技術(shù)研發(fā)實(shí)力要求極高，具有技術(shù)門檻高、產(chǎn)品附加值高、細(xì)分門類眾多等特點(diǎn)。一款成熟的IP可以幫助降低芯片的開發(fā)難度、縮短芯片的開發(fā)周期并提升芯片的產(chǎn)品性能。IP設(shè)計(jì)及其復(fù)用已成為IC設(shè)計(jì)不可或缺的關(guān)鍵支撐。它決定著最終芯片產(chǎn)品的性價(jià)比（面積、功耗、功能...）、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、以及其系統(tǒng)創(chuàng)新能力等。根據(jù) WSTS 的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì) IP 銷售額在 2021 年達(dá)到 54.5億美元，在 2020 年 16% 之后同比增長(zhǎng) 19.4%，這與 2021 年半導(dǎo)體增長(zhǎng) 26.2% 同步。預(yù)測(cè)到 2026 年，整個(gè)IP市場(chǎng)將增長(zhǎng)到為 110億美元，未來的復(fù)合年增長(zhǎng)率（2021 年至 2026 年）也將高達(dá) 15%。

　　高線性、低功耗、多模兼容、完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)

　　隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航行業(yè)的發(fā)展，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航芯片需求量有望保持快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)本土衛(wèi)星導(dǎo)航芯片企業(yè)也將把握市場(chǎng)機(jī)遇，在政策扶持下，研發(fā)多模多頻、多技術(shù)體制、小型化、高集成的高性能北斗衛(wèi)星導(dǎo)航芯片，并積極擴(kuò)充產(chǎn)能，加速對(duì)進(jìn)口芯片的替代。

　　旋極星源作為中國(guó)全球定位系統(tǒng)應(yīng)用協(xié)會(huì)常務(wù)理事單位、四川省北斗產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事單位，自創(chuàng)建以來，始終把創(chuàng)新作為推動(dòng)企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展為核心動(dòng)力。一直秉承著以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，不斷的加大產(chǎn)品研發(fā)投入，提高核心技術(shù)水平，研發(fā)符合市場(chǎng)需求和發(fā)展趨勢(shì)的新技術(shù)、新產(chǎn)品。

　　縱深發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域多年，旋極星源推出了一系列基于RDSS和GNSS兩大技術(shù)的RF IP產(chǎn)品以及IC產(chǎn)品，工藝節(jié)點(diǎn)涵蓋了從180nm到22nm COMS，支持全球四大導(dǎo)航體系，提供高精度、多模多頻段、多通道的射頻收發(fā)芯片設(shè)計(jì)。公司的產(chǎn)品在低功耗物聯(lián)網(wǎng)、智能家居家電、衛(wèi)星導(dǎo)航定位、測(cè)量測(cè)繪等方面得到了廣泛的應(yīng)用。

　　——RDSS

　　衛(wèi)星無線電測(cè)定業(yè)務(wù)是指用戶至衛(wèi)星的距離測(cè)量和位置計(jì)算無法由用戶自身獨(dú)立完成，必須由外部系統(tǒng)通過用戶的應(yīng)答來完成。其特點(diǎn)是通過用戶應(yīng)答，在完成定位的同時(shí)，完成了向外部系統(tǒng)的用戶位置報(bào)告，還可實(shí)現(xiàn)定位與通信的集成，實(shí)現(xiàn)在同一系統(tǒng)中的NAVCOMM集成。

　　短報(bào)文功能是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)雙向報(bào)文通信，具有更高的傳輸效率。在用戶授權(quán)并完成配置工作之后可以開展終端和指揮機(jī)之間的信息傳輸，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的精準(zhǔn)通信，打破了時(shí)間和距離對(duì)通信的限制。北斗短報(bào)文通信服務(wù)，在交通運(yùn)輸、農(nóng)林漁業(yè)、氣象預(yù)報(bào)、水文監(jiān)測(cè)、測(cè)繪地理信息、減災(zāi)救災(zāi)等各領(lǐng)域均發(fā)揮了巨大作用。

　　旋極星源推出的北斗RDSS射頻收發(fā)芯片，內(nèi)部完整集成了接收、發(fā)射通道和頻率綜合器等模塊，僅需極少的片外元件即可完成北斗信號(hào)的收發(fā)工作，是目前行業(yè)內(nèi)面積最小、功耗最低、產(chǎn)品性能最優(yōu)。

　　——GNSS

　　GNSS技術(shù)是指通過觀測(cè)GNSS衛(wèi)星獲得坐標(biāo)系內(nèi)絕對(duì)定位坐標(biāo)的測(cè)量技術(shù)。GNSS對(duì)于技術(shù)和應(yīng)用多元化的快速發(fā)展起了很大作用，這反過來又產(chǎn)生了大量的應(yīng)用實(shí)例。由于性能不斷提高，用戶意識(shí)及其潛能不斷增長(zhǎng)，GNSS 已成為當(dāng)代重大跨領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的基本要素。GNSS接收機(jī)從傳統(tǒng)的單一頻率單一模式向多通道多模兼容、聯(lián)合定位、低功耗、高線性度方向發(fā)展，以滿足室內(nèi)、林蔭小道、惡劣天氣等復(fù)雜自然環(huán)境下更穩(wěn)定、更可靠、更安全的高精度定位和實(shí)時(shí)導(dǎo)航定位的要求。

　　針對(duì)GNSS接收機(jī)的尺寸、重量、功耗、成本、性能等不斷演化，旋極星源基于業(yè)界成熟工藝制程，不斷進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)以及技術(shù)突破：

　　-成功研發(fā)的國(guó)內(nèi)首款高精度導(dǎo)航的GNSS三通道寬帶射頻芯片，已廣泛應(yīng)用于精細(xì)農(nóng)業(yè)、駕照考試、位移監(jiān)控等。

　　-推出了采用130nm COMS工藝的高集成度、多模多頻段、單通道、三通道寬帶GNSS射頻接收機(jī)。

　　-自主研發(fā)了國(guó)內(nèi)唯一的高集成度、多模多頻段五通道、22nm工藝節(jié)點(diǎn)的 GNSS Receiver RF IP產(chǎn)品。GNSS接收機(jī)可配置為高線性模式和低功耗模式，以滿足多種應(yīng)用需求。

　　多元化已成為發(fā)展趨勢(shì)

　　全球四大導(dǎo)航系統(tǒng)（GPS、格洛納斯、北斗系統(tǒng)、伽利略系統(tǒng)）和兩大區(qū)域系統(tǒng)（QZSS、NAVIC），以及若干星基增強(qiáng)系統(tǒng)（SBAS），已形成多星座、多頻率共存共榮的局面。通過時(shí)空基準(zhǔn)、信號(hào)體制的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了不同系統(tǒng)的兼容互操作和融合處理，共同為人類提供更加優(yōu)質(zhì)的PNT服務(wù)。

　　當(dāng)前我國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)正以技術(shù)體系創(chuàng)新和應(yīng)用模式創(chuàng)新為主線，積極推動(dòng)“北斗+”融合創(chuàng)新和“+北斗”時(shí)空應(yīng)用發(fā)展。在推進(jìn)傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施和新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，打造系統(tǒng)完備、高效實(shí)用、智能綠色、安全可靠的現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施體系，打造智能交通、智慧能源、智慧農(nóng)業(yè)及水利、智能制造、智慧教育等數(shù)字化應(yīng)用場(chǎng)景等方面，衛(wèi)星導(dǎo)航與位置服務(wù)產(chǎn)業(yè)已發(fā)揮出重要的時(shí)空賦能作用，加快推動(dòng)了產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，為我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展賦予強(qiáng)大的生命力。

　　同時(shí)，國(guó)家綜合定位導(dǎo)航授時(shí)（PNT）體系建設(shè)工作正在推動(dòng)實(shí)施。按計(jì)劃，我國(guó)將于2035年前建成更加泛在、更加融合、更加智能的國(guó)家綜合定位導(dǎo)航授時(shí)體系，構(gòu)建覆蓋天地海、基準(zhǔn)統(tǒng)一、高精度、高安全、高智能、高彈性、高效益的時(shí)空信息服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施。

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