如今，中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)完成了所有衛(wèi)星發(fā)射，7月底已經(jīng)正式開通全球服務(wù)。基于北斗的芯片的快速升級，28nm工藝的已經(jīng)量產(chǎn)，22nm工藝的北斗芯片即將量產(chǎn)了，我國北斗芯片再次取得重大突破。
一、為何要向22nm演進?
在北斗芯片進入22nm的同時，質(zhì)疑聲也不斷涌來。在人們的傳統(tǒng)思維中，導(dǎo)航定位芯片對先進工藝的要求并不高，當前采用40nm工藝的導(dǎo)航芯片也較多，例如GPS運用的均是40nm芯片，那么北斗芯片因何如今在先進制成方面頻頻提升呢?
事實上，北斗系統(tǒng)并不單單應(yīng)用在導(dǎo)航定位方面，在其他應(yīng)用方面北斗也是被給予“厚望”，賦能各行各業(yè)，因此，對于北斗芯片的要求也有別于傳統(tǒng)意義上的衛(wèi)星導(dǎo)航芯片，對于先進制成的要求不言而喻。
深圳華大北斗科技有限公司北京分公司總經(jīng)理葛晨介紹，目前一些較為成熟且性價比較好的導(dǎo)航定位芯片工藝采用的是40nm CMOS工藝，可以為導(dǎo)航定位芯片帶來低功耗、低成本、低風(fēng)險等諸多優(yōu)勢，但是若想與各行各業(yè)進行更好的融合，芯片需要在更先進制成上進行演進。
北斗芯片進入22nm后，意味著能夠在單一芯片上集成微處理器、模擬IP核、數(shù)字IP核和存儲器、外圍接口等，具備集成度高、功能強、功耗低、尺寸小等優(yōu)點，可以有效地降低電子/信息系統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期，提高產(chǎn)品的競爭力，是芯片技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。
“導(dǎo)航芯片本身對于芯片的先進制程要求并不高，但是對于北斗系統(tǒng)來說，他并不僅僅是一個導(dǎo)航系統(tǒng)，更多的希望是使其能夠賦能各行各業(yè)。北斗芯片集成度越高，功耗越小，意味著北斗系統(tǒng)能夠更好的與其他產(chǎn)業(yè)進行融合，應(yīng)用范圍也將會更廣。
例如，北斗在小型無人系統(tǒng)中的應(yīng)用，需要北斗芯片在全系統(tǒng)全頻點基帶射頻一體化SoC基礎(chǔ)上，進一步集成視覺以及場景識別等小型智能處理器，因此采用22nm工藝制程是最為合適的。” 中國衛(wèi)星導(dǎo)航協(xié)會秘書長張全德的說道。
二、“北斗+”是大趨勢
《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》顯示，2019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3450億元，較2018年增長14.4%，其中與衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用直接相關(guān)的產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)值為1166億元，在總產(chǎn)值中占比為33.8%，預(yù)計2020年總體產(chǎn)值將達2284億元。
為了能夠與新一代通信、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)深度融合，同時涌現(xiàn)出更多北斗應(yīng)用的新模式、新業(yè)態(tài)、新經(jīng)濟，對于北斗芯片的要求也將更加嚴苛。
為了滿足更多應(yīng)用需求，同時也為了能更好地參與全球市場競爭，獲得更多市場份額，對于北斗芯片的要求除了工藝制程、定位精度、芯片功耗等典型技術(shù)指標的升級外，達成“北斗+”相關(guān)技術(shù)的融合，也將是未來北斗芯片發(fā)展的主要趨勢，同時也是目前北斗芯片所面臨的最大挑戰(zhàn)之一。
張全德介紹，北斗系統(tǒng)著力構(gòu)建“北斗+”新業(yè)態(tài)，推動了北斗與各項技術(shù)的融合發(fā)展，也推進衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)在更深層次、更廣領(lǐng)域服務(wù)于社會民生。因此北斗芯片未來的發(fā)展趨勢是功能集成，使其能夠融合通信、物聯(lián)網(wǎng)和各種傳感器，成為推動智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的助推器。
目前，北斗應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展已經(jīng)全面進入技術(shù)融合、應(yīng)用融合、產(chǎn)業(yè)融合的新階段。因此，如今北斗芯片所面臨最大的挑戰(zhàn)之一便是功能集成融合問題。如何能使北斗芯片更好地融合于移動通信芯片、融合于物聯(lián)網(wǎng)芯片等，這對于北斗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展非常重要，因此22nm級的芯片不單單是在制程上有所突破，更多的是在功能集成以及融合上更上了一層樓。
三、通訊導(dǎo)航一體化是未來發(fā)展趨勢
北斗組網(wǎng)的完畢伴隨著5G商用元年的到來，由于通訊與導(dǎo)航均用到無線電波，因此二者之間有著天然的融合性。隨著5G的大力發(fā)展，與北斗系統(tǒng)融合后將催生出哪些新的應(yīng)用領(lǐng)域? “5G的發(fā)展對時間和位置提出了更高要求，這為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與5G的融合發(fā)展提供了機遇。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與5G的融合發(fā)展，將進一步推動智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)、自動駕駛、無人駕駛、無人機等產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成新的經(jīng)濟增長點。同時，這也對北斗芯片提出了更多更高的要，例如，為了能夠使北斗系統(tǒng)在高精度導(dǎo)航與通訊方面性能均得到極大提升，22nm北斗芯片在高精度RTK(Real - time kinematic，實時動態(tài))定位模塊面積方面，從30mmx40mm縮小到12mmx16mm，面積減少84%，模塊功耗比前代削減67%?！? 賽迪顧問分析師說道。
北斗星通相關(guān)負責(zé)人向記者介紹，北斗除了定位授時等基本功能外，還具備雙向通信能力，這是GPS等其他定位導(dǎo)航系統(tǒng)所不具備的能力，是北斗的獨特之處，因此對于像中遠海漁船等這類沒有通信基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用場景，北斗系統(tǒng)將發(fā)揮出巨大的優(yōu)勢。
同時，隨著如今5G的加速發(fā)展，通訊領(lǐng)域也在不斷升級，通訊與導(dǎo)航一體化發(fā)展趨勢將會愈發(fā)明顯。為順應(yīng)這樣的趨勢，北斗芯片也將開發(fā)出更多高性能的應(yīng)用。例如，通過技術(shù)授權(quán)的方式，將北斗多系統(tǒng)兼容的定位技術(shù)，融合到手機的主芯片中去，可大力促進北斗在通訊行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
在未來，隨著北斗及5G等信息基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，未來定將會催生出更多智能化的應(yīng)用場景。
北斗芯片進入22nm意味著能夠在單一芯片上集成微處理器、模擬IP核、數(shù)字IP核和存儲器、外圍接口等，具備集成度高、功能強、功耗低、尺寸小等優(yōu)點，有效地降低電子信息系統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)成本，縮短開發(fā)周期，提高產(chǎn)品的競爭力，是芯片技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。
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